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要做出单层石墨烯真的很简单,我们不仅早在 2015 年就完成了这个技术,而且不需要再还原,横向尺度也比同业高出至少 10 倍。但我们最后只用在透明导电膜,甚至还破碎成纳米级悬浮液,就是因为微米级单层石墨烯用途不大,冷干后还会严重堆栈,这些在石墨烯业者都知道的道理,不知道为何还要拿出来炒作?
最近媒体又开始一波石墨烯量产的追逐风,其实这没有甚么大不了的,每种工艺都有它们各自的优缺点,只是很多时候都被掩盖住另一面不想被民众参透。这篇文章分成两部分來谈,第一部份先介绍中国石墨烯业者较常用石墨烯制备的工艺,第二部份再来比较各种工艺下有何优缺点。
1氧化還原法
Xu 等(2008) 进一步改良 Hummers 所提出的方法,而可以剥离出大量的单原子层之氧化石墨烯(graphene oxide,GO)。氧化石墨烯的工藝如图 1 所示,由于过程使用强氧化剂而使得石墨形成氧化石墨,大量的含氧化官能基团(oxygen functional groups)形成于石墨的基面(basal plane)与边界(edge)。
这些含氧的官能基团的亲水特性,使石墨烯克服层间的凡德瓦力而剥离,而新的表面又接续进行氧化反应,并剥离下来,如此便能获得大量的氧化石墨烯之分散溶液。氧化石墨烯的材料本质充满需多氧化官能基团,透过化学分析的方法,如图 1(b)所示,其在石墨烯的基面上会形成环氧基(epoxy,C=O)和羟基(hydroxyl,C-OH)、羧基(carboxyl,COOH)、羰基(carbonyl,C-O)等则分布于边界处。而图 1(c)显示氧化石墨烯在经过还原后,仍会存在许多的缺陷结构以及残余的氧化基,因此就算已经有许多还原的方法被提出,包括高温还原(thermal annealing)、联胺还原(hydrazine vapor)等,依然无法将氧化石墨烯的缺陷结构完整的修复。
氧化石墨烯在材料的电性上为绝缘性,但是经过还原后的氧化石墨烯(reduced graphene oxide,rGO)则可以转变为导电性。然而就如上述, 还原氧化石墨烯的缺陷态高,因此其导电性仍远低于完美晶格的石墨烯。
由于目前的还原方法多会在还原后留下许多缺陷结构,且部分碳原子也被消耗,因此还原后的石墨烯,即使大部分的氧化官能基团可以被移除,但缺陷的结构依然无法被完全的修复。
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在上个月的10月23日,比亚迪携旗下锂电叉车等产品参展2019CeMATASIA。本次展会上,来自比亚迪展位的最大亮点为在高工况下使用超过6年、运行超过18000小时的饲料行业用锂电叉车。据称,该车辆在经过技术检测后发现,其锂电池与新出厂锂电池相比电量仍保持着89%以上的水平。(来源:微信公众号“起点锂电
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核技术应用是和平利用核能的重要内容。近几年来,我国核技术应用产业蓬勃发展,已遍及工业、农业、医学和环保等各领域,形成了一个新兴的产业群体。正在维也纳召开的第63届国际原子能机构大会上,核技术应用领域被广泛讨论研究,希望推动核技术应用更好地造福于民。与此同时,9月17日,中核集团中国同
石墨烯是一种由碳原子以sp2杂化轨道组成的六角型呈蜂巢晶格的二维纳米碳材料。石墨烯作为一种新型的二维碳纳米材料,具有超薄、超轻、超高机械强度、超强导电性等优异性能,可广泛应用于电子信息、新材料、新能源、生物医药、航空航天及环境保护等诸多领域,是推动高技术发展的重要材料之一。美国、欧
导电剂虽然在锂离子电池中所占的份量较少,但其很大程度地影响着锂离子电池的性能,对改善电池循环性能、容量发挥、倍率性能等有着很重要的作用。(来源:微信公众号“连线新能源”作者:弯月)作为明星二维纳米材料,石墨烯具有很高的电导率及柔性、二维、超薄的结构特征,是极具潜力的锂离子电池导电
“目前,单层石墨烯的市场公价是每克近千元,通过我们的特殊提取技术,可以使成本下降至目前的百分之一。”日前,在参观北京旭华时代科技有限公司(以下简称“北京旭华”)研发车间时,该公司董事长崔旭指着玻璃容器内的黑棕色液体向记者如此介绍。该公司曲面石墨烯已量产下线,当前产量达20吨;预计年
被寄予厚望的“新材料之王”石墨烯总是话题不断。5月13日,广汽集团在官微上宣布,其石墨烯电池量产研发工作预计今年底将从实验室走向实车,广汽新能源埃安车型将率先搭载。据测试,广汽集团所研发的石墨烯“超级快充电池”仅需8分钟就能充电至85%,充电时间与传统燃油车的加油时间相当。该消息发布后
摘要:目前锂电池常用的负极材料是石墨,锂离子电池中的“锂离子”指的是电池中的储能物质,在充放电过程中发生电池反应(化学变化)。是一类由锂金属或锂合金为负极材料、使用非水电解质溶液的电池。锂电池大致可分为两类:锂金属电池和锂离子电池。锂离子电池不含有金属态的锂,并且是可以充电的。可
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电化学双层电容器又称超级电容器,通过电解液离子在高表面积电极表面的可逆吸脱附来储能。由于不涉及氧化还原反应等电荷转移动力学限制,超级电容器可以在极高的充放电速率下运行,具有达百万次的良好循环能力,使得它们广泛应用于储能领域。石墨烯理论上可具有550F/g的比容量,作为超级电容器电极材料
9月10日消息,深交所上市公司东旭光电刚刚发布公告称,旗下公司发布了石墨烯基锂离子电池产品。公告称,东旭光电科技股份有限公司(以下简称“公司”)控股子公司上海碳源汇谷新材料科技有限公司(以下简称“碳源汇谷”)于2019年9月10日在上海召开了新品发布会。会议发布了公司最新研制成功并实现商业
武汉大学/湖南大学袁荃和美国加州大学洛杉矶分校段镶锋等人组成的研究团队,采用石墨烯纳米筛和碳纳米管相结合的方法,制备出二元结构的石墨烯薄膜,兼具有较强的选择性分离效率和一定的机械强度,可应用于海水淡化。此前的理论计算证明,相比传统海水淡化膜,石墨烯制成的单层纳米孔二维薄膜具有超高
超导体永不停歇的电流可能为储能和发电带来新选择。但是,只有在一定临界温度以下,就是冰点以下几百摄氏度的低温,超导体才能实现零电阻,并且代价非常昂贵。据外媒报道,塞尔维亚贝尔格莱德大学(UniversityofBelgrade)的物理学家们认为,他们找到一种方法,可以管控超薄单层晶园超导体(比如石墨烯),
前言:储能体系性能的一大核心问题在于发现性能优异的储能材料或者修饰材料以保证材料性能的最大发挥。石墨烯材料的问世为将储能材料性能尽量发挥出来提供一种解决方式。“石墨烯的‘杀手锏’级应用仍在探索之中,尚未找到独到、不可或缺的应用。正因如此,发展石墨烯产业绝非一朝一夕,需要提前布局,
“石墨烯的‘杀手锏’级应用仍在探索之中,尚未找到独到、不可或缺的应用。正因如此,发展石墨烯产业绝非一朝一夕,需要提前布局,争夺核心竞争力。”中国科学院院士、北京石墨烯研究院院长刘忠范在10月25日召开的“北京石墨烯论坛2018暨北京石墨烯研究院揭牌仪式”上强调。作为具有战略意义的前沿性材
前言:石墨烯具有2630m^2/g的超大比表面积,能够作为强力吸附剂与过滤材料,应用于环保、海水淡化等领域,还能充当储能材料负载。《中国制造2025》明确了石墨烯发展目标,2020年规模制备及电化学储能、印刷电子、航空航天用轻质高强复合材料、海洋工程防腐等应用领域的技术水平达国际领先,大幅提升相
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