特种石墨烯改性

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。石墨烯的化学性质与石墨类似，石墨烯可以吸附并脱附各种原子和分子。特种石墨烯改性

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。特种石墨烯改性石墨烯可提高涂层的附着力，降低漆膜厚度，使漆膜更加耐磨，使用寿命长。

石墨烯由sp2杂化碳原子连接而成，是二维蜂窝状结构晶体，电子可以自由移动，电子传输性能良好。石墨烯在锂电池中的应用主要涉及电池正极材料、负极材料以及导电剂三个方面。在石墨烯作为电池正极材料时，利用表面含氧官能团等优势提高锂离子电池的倍率性能，且具有良好的循环稳定性；作为电池负极材料时，独特纳米片层结构可以构建有效“点—面”导电网络，提供存储空间，提高比容量并进一步实现快速充电放电；作为导电剂使用，以石墨烯为添加剂加入到传统导电剂中，可以显著提高锂电池中锂离子的嵌锂速度，提升导电剂的导电、放电性能，改善循环。石墨烯由sp2杂化碳原子连接而成，是二维蜂窝状结构晶体，电子可以自由移动，电子传输性能良好。石墨烯在锂电池中的应用主要涉及电池正极材料、负极材料以及导电剂三个方面。在石墨烯作为电池正极材料时，利用表面含氧官能团等优势提高锂离子电池的倍率性能，且具有良好的循环稳定性；作为电池负极材料时，独特纳米片层结构可以构建有效“点—面”导电网络，提供存储空间，提高比容量并进一步实现快速充电放电；作为导电剂使用，以石墨烯为添加剂加入到传统导电剂中，可以显著提高锂电池中锂离子的嵌锂速度。

科学家们已成功运用二维材料组装成了兼具很小人造孔的海水脱盐设备，容许直径大于其裂缝本身的离子通过，冲破了传统观念，为制造高通量水脱盐膜铺垫了道路。曼彻斯特大学国家石墨烯研究所（NGI）的研究人员成功地在一个尺码*为几埃（）的新型膜片上制造了小尺码的狭缝。这使得能够研究各种离子到底如何通过这些细微的孔。这些狭缝由石墨烯、六方氮化硼（hBN）和二硫化钼（MoS2）制成，并且令人惊讶的是，它容许直径大于其自身尺码的离子时有发生渗透。这种尺码排阻研究利于更好地明了相近规模的生物过滤器如水通道蛋白的工作机理，从而有助于开发用以海水脱盐和相关技术的高通量过滤器。对于对流体及其过滤行为感兴趣的科学家来说，可控地制造大小相近小离子和单个水分子的毛细管是一个***但好像遥远的目标。研究人员始终在试图模拟自然时有发生的离子运输系统，但实情验证这是不容易的。用到基准技术和常规材质制造的通道不幸受到材质表面固有粗糙度的限制，其大小一般而言比小离子的水合直径大**少十倍。今年早些时候，NGI开发的石墨烯氧化物衍生膜受到相当大的关注，是新型过滤技术的潜力运动员。石墨烯矿用托辊复合材料大量应用于矿山传送机中。

在声学领域，利用石墨烯材料极低的质量密度、极薄的厚度以及极高的机械强度的优异特性，其可作为振膜应用于发声器件中，可获得优异的频谱特性。第六元素研发的石墨烯振膜，经过客户测试，该石墨烯发声器件具有非常好的频谱特性，保真度高。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。石墨烯具有良好的导热性能，单层石墨烯高达5300 W/m•K。湖南石墨烯导电剂

常州第六元素研发生产的石墨烯矿用托辊复合材料。特种石墨烯改性

和普通铅酸电池来比，石墨烯电池由于铅版密度更大，所以能跑得更远，用得更久。但是石墨烯电池价格，是普通铅酸电池的两倍。石墨烯电池，铅酸电池和锂电池，因为制作工艺不同。电池本身的重量和使用寿命，都是有差别的，而且还是比较大的。当然越好的电池就越贵，像锂电池就要比石墨烯和铅酸电池价格高出几倍。石墨烯电池是**近两年才兴起的一种新电池。石墨烯它却不是真正的石墨烯电池，也有**部门为此辟谣过。现在消费者基本认清了，所谓的石墨烯电池。就是把电池内部的铅板加厚，让电池重量和寿命比铅酸高。大家也可以理解成石墨烯电池就是加量的铅酸电池，石墨电池的价格和寿命，是介于锂电池和铅酸电池之间的。到底该不该选石墨烯电池，还得看与普通铅酸电池的对比。从寿命上看，石墨烯电池完整的充放电次数在600次左右，铅酸电池寿命在400次左右。综合寿命和价格，石墨烯电池和铅酸电池，如果同时充放电次数2400次，价格上铅酸电池要比石墨烯电池换电成本低。不过铅酸电池要换电6次，而石墨烯电池只需要换电4次，石墨烯电池更省心。特种石墨烯改性