氧化石墨烯常見問題

從實(shí)際應(yīng)用的角度看，石墨烯需要和基板接觸，因此，減少石墨烯薄膜和基板之間的接觸熱阻是石墨烯熱管理應(yīng)用必須考慮的問題。單層或少數(shù)層石墨烯和基板之間的范德華力可以保證石墨烯和基板之間很好的熱耦合[42]。但是石墨烯薄膜由于厚度較大，范德華力遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足熱從基板傳遞到石墨烯薄膜上。傳統(tǒng)的連接基板和散熱片之間的導(dǎo)熱膠由于體積和熱導(dǎo)率較低的原因，已經(jīng)滿足不了實(shí)際應(yīng)用的需求，必須采用共價(jià)鍵等其他的方式，以增強(qiáng)熱傳遞的效率。本團(tuán)隊(duì)在這方面做了一些探索性的工作，主要采用在石墨烯薄膜和二氧化硅界面引入功能化分子的方法。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，引入功能化分子后，熱點(diǎn)的散熱效果提高了近1倍常州第六元素?fù)碛惺┪⑵娜毕菪迯?fù)/比表面可控技術(shù)。氧化石墨烯常見問題

    石墨烯***發(fā)現(xiàn)是用膠帶一層層粘下來的。石墨烯的發(fā)現(xiàn)可以追溯到2004年，由英國(guó)曼徹斯特大學(xué)的安德烈·蓋姆和康斯坦丁·諾沃肖洛夫以及荷蘭的斯圖爾特·帕克共同發(fā)現(xiàn)。教授的發(fā)現(xiàn)源于對(duì)石墨材料進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)。教授們采用了一種特殊的方法，使用膠帶將石墨片層層撕離，**終得到了非常薄的一層石墨片。通過對(duì)這層石墨片的觀察和研究，教授們發(fā)現(xiàn)這個(gè)材料具有非常特殊的性質(zhì)。石墨烯是一種只有一個(gè)原子層厚度的二維碳材料，由碳原子以六角晶格結(jié)構(gòu)排列組成。它具有一些非常獨(dú)特的性質(zhì)，比如極高的電導(dǎo)率、優(yōu)異的熱導(dǎo)率、強(qiáng)度高、柔韌性好等。這些特性使得石墨烯成為研究領(lǐng)域中的熱門材料，并在納米科技、電子學(xué)、能源存儲(chǔ)等眾多領(lǐng)域展現(xiàn)出巨大的潛力。蓋姆、諾沃肖洛夫和帕克因?yàn)閷?duì)石墨烯的發(fā)現(xiàn)和研究做出的貢獻(xiàn)，于2010年被授予了諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。教授們的工作奠定了石墨烯研究的基礎(chǔ)，并為未來的石墨烯應(yīng)用開發(fā)打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。 內(nèi)蒙古氧化石墨烯氧化石墨烯有分散液和粉體形態(tài)。

    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(shí)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(zhǎng)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(shì)，取長(zhǎng)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。

    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(shì)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。 常州第六元素?fù)碛谢厥?循環(huán)氧化技術(shù)等自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)。

從化學(xué)結(jié)構(gòu)可以看到，石墨烯具有垂直于晶面方向的大π鍵，此結(jié)構(gòu)決定了其具有優(yōu)異的電化學(xué)性能，在室溫下的導(dǎo)熱系數(shù)可高達(dá)５３００Ｗ·（ｍ·Ｋ）－１，能夠比肩比較好的碳納米管導(dǎo)熱材料。常溫下其電子遷移率甚至高于碳納米管和硅晶體，屬于世界上電阻率**小的材料。此外，石墨烯還具有完全敞開雙表面的結(jié)構(gòu)特性，也就是說它類似于不飽和有機(jī)分子，能夠進(jìn)行一系列的有機(jī)反應(yīng)，能夠與聚合物或無機(jī)物結(jié)合，從而提升材料的機(jī)械性和導(dǎo)電導(dǎo)熱性。深入這方面的研究，對(duì)石墨烯進(jìn)行官能團(tuán)修飾，能夠使其化學(xué)活性更加豐富［３－４］。由于石墨烯具有上述的結(jié)構(gòu)特性，越來越多的研究者開始著眼于以石墨烯為基底的合成材料。氧化石墨烯長(zhǎng)久以來被視為親水性物質(zhì)，因?yàn)槠湓谒芯哂袃?yōu)越的分散性。黑龍江生產(chǎn)氧化石墨烯粉體

導(dǎo)熱型石墨烯，外觀為黑色粉末。氧化石墨烯常見問題

除了可以將太陽能轉(zhuǎn)換為熱能存儲(chǔ)之外，石墨烯相變材料也可以將電能轉(zhuǎn)換為熱能存儲(chǔ)。Ｗａｎｇ［６５］等人通過冰模板法制備了石墨烯納米片（ＧＮＰ）氣凝膠，然后與石蠟復(fù)合得到相變復(fù)合材料，具有高導(dǎo)熱性、較好的形狀穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性，當(dāng)ＧＮＰ含量為４．１ｗｔ％時(shí)熱導(dǎo)率可達(dá)到１．４２Ｗｍ－１１Ｃ１。此外，當(dāng)電壓為５Ｖ時(shí)，流經(jīng)樣品的電流約為１．１８Ａ，此時(shí)溫度迅速升高，證實(shí)了其出色的電熱轉(zhuǎn)換能力。Ｌｉ［６６】等人將氣相擴(kuò)散法和溶膠－凝膠法相結(jié)合，通過超臨界Ｃ０２干燥和熱退火過程，制備了具有各向異性網(wǎng)絡(luò)的三維石墨烯氣凝膠，導(dǎo)熱率和導(dǎo)電率分別高達(dá)１．７１士０．２Ｗｎｒ１１Ｃ１和３４１．３Ｓｎｒ１。其相變復(fù)合材料在施加１？３Ｖ的電壓時(shí)，電－熱轉(zhuǎn)換效率比較高可以達(dá)到８５％。這項(xiàng)工作能夠?yàn)殚_發(fā)智能的電－熱轉(zhuǎn)換及存儲(chǔ)系統(tǒng)提供理論基礎(chǔ)，并證明了石墨烯相變復(fù)合材料在電子設(shè)備、太陽能存儲(chǔ)利用、熱管理系統(tǒng)等領(lǐng)域具備的潛力。氧化石墨烯常見問題