关于石墨烯防腐涂料

可实现高质量石墨烯的大量制备，同时也为兼具特定构造、性能和运用的石墨烯三维体材质的制备提供了一个基本思路。近日，我所纳米与界面催化研究组（502组）金立、傅强和包信和等研究人员与中科院金属所成会明研究员***的研究小组协作，运用本组近来研制的深紫外激光光电子发射显微镜（DUV-PEEM）系统对单层石墨烯生长过程和构造开展了研究，并成功发现，在Pt表面上运用化学气相沉积法(CVD)生长取得的毫米尺寸的单层石墨烯中，具凹角分界的石墨烯片层为多晶构造，存在不同的晶格倾向，而只有凸角分界的石墨烯片层则具理想的单晶构造。该方式作为一个**主要的判据，确证了运用CVD方式能取得大面积、单层、单晶石墨烯。该成果近日刊出在《自然-通讯》NatureCommunications上（(2012)/ncomms/journal/v3/n2/full/）。我所深紫外激光光发射电子显微镜（PEEM）研制是国家关键科研配备研制项目（“深紫外全固态激光源关键科研配备研制”）资助下得到的**主要成果。石墨烯环氧树脂纯度高、电性能优异且硬度和柔韧性佳。关于石墨烯防腐涂料

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。石墨烯作为关键材料在防腐涂层发挥的作用尤为明显，其可以有效地阻隔外界环境、腐蚀物质等向金属基材渗透和扩散，并形成致密的保护层，具有防腐效果好，涂层厚度低，附着力高，重量轻，机械性能好，耐盐雾性能较好，寿命长久且成本低等优势，是传统防腐涂料良好的升级替代产品。石墨烯一旦在防腐涂料中成功应用，将**改善腐蚀耗损对经济发展产生的负面影响，同时也将成为工业防腐涂料的一个崭新的亮点和新的驱动点。北京石墨烯销售氧化石墨烯滤饼（SE2430W、SE243PW、SE243EW）。

目前第六元素全资子公司常州第六元素半导体有限公司已与客户成功开发石墨烯超级铜复合材料（“超级铜”），“超级铜”利用CVD沉积技术制备而成，石墨烯超级铜导电率高于银10%，如成功应用于电机，若按10%替换，则每年节约用电，相当于葛洲坝电站近2个月的发电量，节约电费约20亿元。近日，中国中车高电导率铜基复合材料“超级铜”登上央视《焦点访谈》节目。据中国中车介绍，“超级铜”由中车研究院与上海交通大学张荻团队联合研发，是一种高电导率铜基复合材料。“超级铜”利用石墨烯较好的导电性和力学性能与铜材料片堆叠制成，实现了石墨烯和铜的优势互补。经过实验验证，超级铜的导电性能超过银10%，如果全国10%的电机用上这种“超级铜”材料，那么一年可以节省出180多亿度电。180亿度电相当于节省出一个葛洲坝电站（2022年葛洲坝电站完成发电量）。目前，“超级铜”已完成中试验证，验证了超级铜的量产可行性，并实现了小批量生产，接下来将加快批量化制造进程。

石墨烯内部碳原子的排列方式与石墨单原子层一样以sp杂化轨道成键，并有如下的特点:碳原子有4个价电子，其中3个电子生成sp键，即每个碳原子都贡献一个位于pz轨道上的未成键电子，近邻原子的pz轨道与平面成垂直方向可形成π键，新形成的π键呈半填满状态。研究证实，石墨烯中碳原子的配位数为3，每两个相邻碳原子间的键长为1.42×10米，键与键之间的夹角为120°。除了σ键与其他碳原子链接成六角环的蜂窝式层状结构外，每个碳原子的垂直于层平面的pz轨道可以形成贯穿全层的多原子的大π键(与苯环类似)，因而具有优良的导电和光学性能。石墨烯具有非常良好的光学特性，在较宽波长范围内吸收率约为2.3%，看上去几乎是透明的。在几层石墨烯厚度范围内，厚度每增加一层，吸收率增加2.3%。大面积的石墨烯薄膜同样具有优异的光学特性，且其光学特性随石墨烯厚度的改变而发生变化。这是单层石墨烯所具有的不寻常低能电子结构。室温下对双栅极双层石墨烯场效应晶体管施加电压，石墨烯的带隙可在0~0.25eV间调整。施加磁场，石墨烯纳米带的光学响应可调谐至太赫兹范围。石墨烯的结构非常稳定，碳碳键(carbon-carbon bond)为1.42。

石墨烯的化学结构组成及其物理性能从其化学结构组成上来看，它是由碳原子以sp²杂化轨道组成六角型（呈蜂巢晶格）的二维碳纳米材料。其次从其物理性能上来看，它具有光学、电学、力学特性一部分列的物理性能，从这也可以表现出它是一种非金属材料，其不具备金属所拥有的性能。石墨烯是蠢脊由碳原子构成的单层片状结构的新材料是已知世界上**薄、**硬的材料，被誉为“黑金”、“新材料***”。石墨烯的厚度可达头发丝的20万分之一，强度是钢的200倍。科学家预言，石墨烯将会是21世纪****重要，要优先集中精力的新材料，市场应用前景不可估量。石墨烯不仅*是电子产品、新能源电池、航空航天领域导致社会的特别要注意关注。氧化石墨烯易于接枝改性，可与复合材料进行原位复合。改性石墨烯纳米材料

氧化石墨烯分散液在水中具有很好的分散性，样品单层率＞90%，产品经轻微搅拌就可与水相互溶。关于石墨烯防腐涂料

溶剂剥离法的原理是将少量的石墨分散于溶剂中，形成低浓度的分散液，利用超声波的作用破坏石墨层间的范德华力，此时溶剂可以插入石墨层间，进行层层剥离，制备出石墨烯。此方法不会像氧化-还原法那样破坏石墨烯的结构，可以制备高质量的石墨烯。在氮甲基吡咯烷酮中石墨烯的产率比较高(大约为8%)，电导率为6500S/m。研究发现高定向热裂解石墨、热膨胀石墨和微晶人造石墨适合用于溶剂剥离法制备石墨烯。溶剂剥离法可以制备高质量的石墨烯，整个液相剥离的过程没有在石墨烯的表面引入任何缺陷，为其在微电子学、多功能复合材料等领域的应用提供了广阔的应用前景。缺点是产率很低。关于石墨烯防腐涂料