內(nèi)蒙古新型氧化石墨烯制造

石墨烯薄膜具有優(yōu)異的面內(nèi)熱導(dǎo)率和良好的柔鈿性，因此經(jīng)常在可穿戴設(shè)備、電子設(shè)備等領(lǐng)域被用作散熱材料使用。劉忠范院士團(tuán)隊(duì)［７８］通過等離子增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積法（ＰＥＣＶＤ）在藍(lán)寶石襯底上生長石墨烯納米壁，得到的納米壁具有獨(dú)特的結(jié)構(gòu)和出色的熱導(dǎo)率。在輸入電流為３５０ｍＡ的情況下，基于石墨烯納米壁組裝的ＬＥＤ在光輸出功率方面提高了３７％左右，而溫度卻降低了３．８％，說明石墨烯納米壁可用作ＬＥＤ應(yīng)用中增強(qiáng)散熱的良好材料。Ｋｉｍ［７９］等人使用球磨法將氟化石墨剝落為氟化石墨烯溶液，然后通過真空抽濾得到１０ｐｍ厚的超薄氟化石墨烯薄膜（ＥＧＦ），顯示出２４２Ｗｍ－１Ｋ－１的優(yōu)異面內(nèi)熱導(dǎo)率。Ｇｕｏ＿等人通過涂布法制備了一種厚度可控的可拉伸石墨烯薄膜。這種石墨烯薄膜具有良好的柔韌性和優(yōu)異的導(dǎo)熱性能，在施加３．２Ｖ電壓時，薄膜可以在６ｓ內(nèi)從室溫快速升溫至４５°Ｃ。而去除外加電壓后，石墨烯薄膜可在５ｓ內(nèi)迅速冷卻至室溫，實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示其既具有快速的電加熱響應(yīng)，又具有高效的散熱能力。氧化石墨烯懸浮液可以用于鋰電池負(fù)極改性。內(nèi)蒙古新型氧化石墨烯制造

石墨烯是碳材料家族的新成員，它是由碳原子以sp2雜化軌道組成的只具有一個原子層厚度的單層片狀結(jié)構(gòu)材料。同碳納米管一樣，石墨烯也以其諸多優(yōu)點(diǎn)而被廣泛的應(yīng)用于儲能電池領(lǐng)域:(1)石墨烯具有極高的比表面積，其理論值高達(dá)2600m2/g［16］，這使得石墨烯基復(fù)合電極有著很好的電解液相容性;(2)石墨烯的電導(dǎo)率遠(yuǎn)超其他碳材料，以石墨烯為導(dǎo)電結(jié)構(gòu)的復(fù)合電極材料可以發(fā)揮優(yōu)異的倍率性能;(3)石墨烯衍生物如氧化石墨烯(GO)與還原氧化石墨烯(ＲGO)上含有的大量官能團(tuán)與缺陷位可以作為多種金屬及金屬氧化物納米粒子的生長位點(diǎn)。這種由石墨烯矩陣組成的復(fù)合結(jié)構(gòu)可以有效的抑制納米電極材料在充放電過程中的團(tuán)聚現(xiàn)象及電極巨大的體積變化，從而增強(qiáng)電極材料的容量保持率與循環(huán)穩(wěn)定性。生產(chǎn)氧化石墨烯改性氧化石墨烯易于接枝改性，可與復(fù)合材料進(jìn)行原位復(fù)合。

單層石墨烯在室溫下的熱導(dǎo)率超過５０００Ｗｎｒ１ＩＣ１，因此被作為用于熱管理系統(tǒng)中的理想熱管理材料。近年來，人們發(fā)現(xiàn)取向三維石墨烯網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)能夠?yàn)闊崃總鬟f提供有效路徑，因此在散熱材料和相變材料領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。劉忠范院士團(tuán)隊(duì)［３９］合成了用作熱管理材料的石墨烯氣凝膠／十八烷酸相變復(fù)合材料，在填充含量為２０ｖｏｌ％時熱導(dǎo)率約為２．６３５Ｗｍ－１Ｋ－１，且其垂直分布的石墨烯納米片提供了更大的光吸收及熱交換面積，顯著提高了太陽能的光－熱轉(zhuǎn)換及存儲效率，遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于其他傳統(tǒng)的光－熱轉(zhuǎn)換材料。

在過去的幾十年里，隨著工業(yè)的快速發(fā)展，環(huán)境污染和石化燃料資源枯竭問題日益嚴(yán)重，設(shè)計(jì)和制備能夠有效轉(zhuǎn)換和利用太陽能等可再生能源的新型熱管理材料成為了目前急需解決的難題。另外，由于電子設(shè)備組件正在逐漸向微型化、集成化方向發(fā)展，這種趨勢會導(dǎo)致設(shè)備在運(yùn)行過程中產(chǎn)生大量熱量，從而影響其可靠性、穩(wěn)定性和安全性。因此，制備具有高導(dǎo)熱的散熱材料是促進(jìn)電子設(shè)備發(fā)展的關(guān)鍵問題之一。由于石墨烯具有高本征熱導(dǎo)率、高比表面積及優(yōu)異的機(jī)械性能，被作為制備熱能存儲材料、散熱材料等熱管理材料的理想選擇。石墨烯可應(yīng)用于橡膠、塑料、樹脂、纖維等高分子復(fù)合材料領(lǐng)域，從而提高復(fù)合材料的機(jī)械性能。

在用氧化還原法將石墨剝離為石墨烯的工業(yè)化生產(chǎn)過程中，得到的石墨烯微片富含多種含氧官能團(tuán)。由于石墨烯片層上的這些缺陷，在一些情況下，石墨烯微片無法滿足某些復(fù)合材料在抗靜電或?qū)щ?、隔熱或?qū)岬确矫娴奶厥庖?。為了修?fù)石墨烯片層上的缺陷，提高石墨烯微片的碳含量和在導(dǎo)電、導(dǎo)熱等方面的性能。通過調(diào)控氧化石墨烯的結(jié)構(gòu)，降低氧化程度，降低難分解的芳香族官能團(tuán)，如內(nèi)酯、酮羰基、羧基等官能團(tuán)的含量，從而增加后續(xù)官能團(tuán)分解的效率和降低分解溫度。調(diào)控氧化條件，減少面內(nèi)大面積反應(yīng)。該減少缺陷的方案，有助于提升還原效率，減少面內(nèi)難以修復(fù)的孔洞，使碳原子排布更密集，進(jìn)一步減少修復(fù)段的勢壘，將能量用于增加碳原子離域尺寸，提升晶元大線，從而提升還原石墨烯的本征導(dǎo)電性。研發(fā)了深度還原技術(shù)，并通過自主開發(fā)的還原設(shè)備，將石墨烯微片碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)提高到90%以上；且粉末電導(dǎo)率相比還原前提升20倍，達(dá)到了4000S/m以上。氧化石墨烯粉末經(jīng)分散可以呈現(xiàn)單層懸浮液狀態(tài)。無污染氧化石墨烯型號

氧化石墨烯是第六元素的產(chǎn)品之一。內(nèi)蒙古新型氧化石墨烯制造

溶劑熱法是指在特制的密閉反應(yīng)器(高壓釜)中，采用有機(jī)溶劑作為反應(yīng)介質(zhì)，通過將反應(yīng)體系加熱至臨界溫度(或接近臨界溫度)，在反應(yīng)體系中自身產(chǎn)生高壓而進(jìn)行材料制備的一種有效方法。溶劑熱法解決了規(guī)?；苽涫┑膯栴}，同時也帶來了電導(dǎo)率很低的負(fù)面影響。為解決由此帶來的不足，研究者將溶劑熱法和氧化還原法相結(jié)合制備出了高質(zhì)量的石墨烯。Dai等發(fā)現(xiàn)溶劑熱條件下還原氧化石墨烯制備的石墨烯薄膜電阻小于傳統(tǒng)條件下制備石墨烯。溶劑熱法因高溫高壓封閉體系下可制備高質(zhì)量石墨烯的特點(diǎn)越來越受科學(xué)家的關(guān)注。溶劑熱法和其他制備方法的結(jié)合將成為石墨烯制備的又一亮點(diǎn)。石墨烯的制備方法還有高溫還原、光照還原、外延晶體生長法、微波法、電弧法、電化學(xué)法等。筆者在以上基礎(chǔ)上提出一種機(jī)械法制備納米石墨烯微片的新方法，并嘗試宏量生產(chǎn)石墨烯的研究中取得較好的成果。如何綜合運(yùn)用各種石墨烯制備方法的優(yōu)勢，取長補(bǔ)短，解決石墨烯的難溶解性和不穩(wěn)定性的問題，完善結(jié)構(gòu)和電性能等是今后研究的熱點(diǎn)和難點(diǎn)，也為今后石墨烯的制備與合成開辟新的道路。內(nèi)蒙古新型氧化石墨烯制造