制造石墨烯浆料

发布时间：2024-08-31 14:33:58来源：1888博金宝阅览次数：14次

去年12月，华为曾推出的石墨烯基锂离子电池引起了巨大的关注，被喻为“黑金子”的石墨烯材质开始展示了其独有的魅力渐渐实现商用。而石墨烯能干的不仅如此，现在又有研究人员采用石墨烯制造OLED电极。实质上，业内人士认为，未来石墨烯有也许在OLED产业上实现大规模应用。石墨烯享有高画质、柔性超薄、高对比、低能耗等特性，它能制作硬度优良、导电出色、柔性触控、超级透明的出色触控面板材质。而这次研究人员用石墨烯制作OLED电极就是一项关键突破。据传媒报导，黏附到OLED的电极大小约为2cmx1cm（1/2英寸x1/4英寸），它采用化学气相沉积（CVD）工艺制造，其中甲烷和氢气被泵入真空室中，铜板被加热到800℃（1,472°F）。这两种气体时有发生化学反应，并当甲烷溶解到铜中时，其在表面上形成石墨烯原子。一旦该层充分形成，使整个设备降温，强加保护性聚合物片，然后化学蚀刻掉铜以显出纯石墨烯的单原子层。Fraunhofer有机电子学，电子束和等离子体技术FEP项目主任BeatriceBeyer博士说，“这是极严苛材质研究和集成的确实突破。虽然这不是个在其结构中用到石墨烯的柔性显示屏，但它引入OLED技术，向全色屏幕和迅速响应时间迈出一大步。石墨烯适用于锂离子电池正负极材料导电添加剂，可有效提高电池能量，改善循环寿命和倍率性能。制造石墨烯浆料

氧化-还原法制备成本低廉且容易实现，成为制备石墨烯的比较好方法，而且可以制备稳定的石墨烯悬浮液，解决了石墨烯不易分散的问题。氧化-还原法是指将天然石墨与强酸和强氧化性物质反应生成氧化石墨(GO)，经过超声分散制备成氧化石墨烯(单层氧化石墨)，加入还原剂去除氧化石墨表面的含氧基团，如羧基、环氧基和羟基，得到石墨烯。氧化-还原法被提出后，以其简单易行的工艺成为实验室制备石墨烯的**简便的方法，得到广大石墨烯研究者的青睐。Ruoff等发现通过加入化学物质例如二甲肼、对苯二酚、硼氢化钠(NaBH4)和液肼等除去氧化石墨烯的含氧基团，就能得到石墨烯。氧化-还原法可以制备稳定的石墨烯悬浮液，解决了石墨烯难以分散在溶剂中的问题。氧化-还原法的缺点是宏量制备容易带来废液污染和制备的石墨烯存在一定的缺陷，例如，五元环、七元环等拓扑缺陷或存在-OH基团的结构缺陷，这些将导致石墨烯部分电学性能的损失，使石墨烯的应用受到限制。湖北石墨烯导电石墨烯矿用托辊复合材料耐化学腐蚀性好、加工难度小、成型效率高、人工成本低等优势。

第六元素研发的“石墨烯重防腐涂料”，率先在国内实现了产业化应用，于2015年通过工信部组织的“科技成果鉴定”，达到“世界先进水平”。该技术目前已在国信、华润、龙源等海上风电塔筒，“京广线”陇海铁路桥梁，以及航天科工二院、中船“724所”等科研院所进行了试验性涂装。产品主要应用客户有重庆三峡、中海油、江南造船等。常州第六元素材料科技股份有限公司、中国电子科技集团公司第十四研究所、中海油常州涂料化工研究院有限公司、江苏道蓬科技有限公司联合完成的“基于薄层石墨烯的重防腐涂料体系产业化关键技术与工程应用”项目获得2022年度江苏省科学技术三等奖。在第23个世界知识产权日到来之际，常州第六元素材料科技股份有限公司发明专利《ZL高固含量的石墨烯复合干粉及制备方法、环氧富锌涂料及制备方法》被授予第六届常州市**金奖。

中科院金属研究所沈阳材质科学国家(联合)实验室科研人员运用化学气相沉积法制备出石墨烯三维网络构造材质，一举攻陷石墨烯制备难题，将石墨烯制备带入产量高、生长面积大的新时代。这一突破不久前入选了2011年度中国科学**进展。为了揭露石墨烯这一隐秘材质的面纱，新闻记者日前采访了中科院金属所的科研人员。据介绍，石墨烯是一种新型碳材质，为单层碳原子紧密堆积而成的二维蜂窝状晶体结构。石墨烯的导电性极好，在射频晶体管、超灵敏传感器、柔性透明导电薄膜、和高导复合材料、高性能锂离子电池组和超级电容器等方面展现出极大的应用潜力，成为全人类目前已知的强度**高的物质。它不*可以开发制造出薄如纸片的超轻型飞机材质、超韧性的防弹衣，甚至还能为将来制造“太空电梯”缆线敞开期望之门。但是，繁复的制造工艺阻挠着石墨烯的普遍使用。高质量石墨烯的大量制备以及把石墨烯片组装成具备特定构造的材质对综合利用石墨烯的众多不错特性、实现商业化应用具备极度关键的含义。据该所科研人员介绍，他们在石墨烯三维体材质的宏量制备和应用中使用泡沫金属作为生长基体，运用化学气相沉积法方式制备出兼具三维连接网络构造的泡沫状石墨烯体材质。第六元素石墨烯产品品种多。

2011年11月8日，中国宝安公告称，其控股分公司深圳市贝特瑞新能源材料股份有限公司投入开发的石墨烯项目产品开发及中试获得关键进展，“中试……石墨烯日产量已平稳在1公斤以上……”然而，一天之内，就有传媒找出了疑问并开展质疑报道，或许是这样的行为刺痛了宝安的神经，其也在两天之内很快作出反应，再度披露澄清公告，称中试公告中说的1公斤石墨烯是涵盖了多层混合物。石墨烯和混合物，是存在天壤之别的两个定义。依据相关资料记载，石墨烯*指厚度只有一个碳原子的单层石墨。其他层数的石墨材质都不能叫石墨烯，并且其他层数的石墨材质与石墨烯价钱相距极大。目前，石墨烯在中国市场上的价位5倍于金子，超过2000元/克，而多层石墨烯(纳米石墨)价位约莫8元/克。由于石墨烯与多层石墨烯在导电性、机械性等性能上区别庞大，也是致使价位歧异极大的缘故。“11月8日的公告中称中试得到关键进展，说是‘石墨烯’。石墨烯极少添加量可改善材料力学性能。多层石墨烯销售厂

石墨烯粉体生产的方法为机械剥离法、氧化还原法、SiC外延生长法。制造石墨烯浆料

纳米碳材料是指分散相尺度至少有一维小于100nm的碳材料。分散相既可以由碳原子组成，也可以由异种原子(非碳原子)组成，甚至可以是纳米孔。纳米碳材料主要包括四种类型:石墨烯、碳纳米管，碳纳米纤维，纳米碳球。碳元素是自然界中存在的与人类**密切相关、**重要的元素之一，它具有SP、SP2、SP3杂化的多样电子轨道特性，在加之SP2的异向性导致晶体的各向导性和其它排列的各向导性。因此以碳元素为构成元素的碳素材料具有各式各样的性质，并且新碳素相合新碳素材料还不断被发现和人工制得。事实上，没有任何元素能像碳这样作为单一元素可形成像三维金刚石晶体、二维石墨层片、一维卡宾和碳纳米管、零维富勒烯分子等如此之多的结构与性质完全不同的物质。表1给出了碳的化学键合及其形成的各种典型有机物、无机物和碳相的例子。制造石墨烯浆料

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