石墨经过氧化处理后得到氧化石墨,氧化石墨仍保持石墨的层状结构,但在每一层的石墨烯单片上引入了许多氧基功能团。这些氧基功能团的引入使得单一的石墨烯结构变得非常复杂。鉴于氧化石墨烯在石墨烯材料领域中的地位,许多科学家试图对氧化石墨烯的结构进行详细和准确的描述,以便有利于石墨烯材料的进一步研究,虽然已经利用了计算机模拟、拉曼光谱,核磁共振等手段对其结构进行分析,但由于种种原因(不同的制备方法,实验条件的差异以及不同的石墨来源对氧化石墨烯的结构都有一定的影响),氧化石墨烯的精确结构还无法得到确定。大家普遍接受的结构模型是在氧化石墨烯单片上随机分布着羟基和环氧基,而在单片的边缘则引入了羧基和羰基。**近的理论分析表明氧化石墨烯的表面官能团并不是随机分布,而是具有高度的相关性。石墨烯可应用于橡胶、塑料、树脂、纤维等高分子复合材料领域,从而提高复合材料的机械性能。生产氧化石墨烯销售
大规模制备高质量的石墨烯晶体材料是所有应用的基础,发展简单可控的化学制备方法是**为方便、可行的途径,这需要化学家们长期不懈的探索和努力;石墨烯的化学修饰:将石墨烯进行化学改性、掺杂、表面官能化以及合成石墨烯的衍生物,发展出石墨烯及其相关材料(grapheneandrelatedmaterials),来实现更多的功能和应用;石墨烯的表面化学:由于石墨烯晶体独特的原子和电子结构,气体分子与石墨烯表面间的相互作用将表现出许多特有的现象,这将为表面化学特别是表面催化研究提供一个独特的模型表面;同时石墨烯具有完美的两维周期平面结构,可以作为一个理想的催化剂载体,金属/石墨烯体系将为表面催化研究提供一个全新的模型催化研究体系。新型氧化石墨烯制造石墨薄片层可以经机械剥离剥离为氧化石墨烯。
单层石墨烯在室温下的热导率超过5000Wnr1IC1,因此被作为用于热管理系统中的理想热管理材料。近年来,人们发现取向三维石墨烯网络结构能够为热量传递提供有效路径,因此在散热材料和相变材料领域具有广阔的应用前景。刘忠范院士团队[39]合成了用作热管理材料的石墨烯气凝胶/十八烷酸相变复合材料,在填充含量为20vol%时热导率约为2.635Wm-1K-1,且其垂直分布的石墨烯纳米片提供了更大的光吸收及热交换面积,显著提高了太阳能的光-热转换及存储效率,远远优于其他传统的光-热转换材料。
常州第六元素材料科技股份有限公司拥有石墨的深度插层和高解离率的制备技术、氧化石墨的高效纯化技术、石墨烯微片的缺陷修复/比表面可控技术、全行业**的回收/循环氧化技术等自主知识产权。自主设计的生产线已成功实现了石墨烯产品低成本规模化制备,在技术、工艺、设备等方面获多项突破,产品具有比表面积大、导电性优异、分散度好和优良复合功能等特点。目前年产1400吨的氧化石墨(烯)/100吨石墨烯粉体生产线已投产运行,该生产线拥有完全的自主知识产权,且石墨烯产品质量好、成本低,达国际**水平,具有极强的市场竞争力。石墨烯的结构非常稳定,碳碳键(carbon-carbon bond)为1.42。
除了可以将太阳能转换为热能存储之外,石墨烯相变材料也可以将电能转换为热能存储。Wang[65]等人通过冰模板法制备了石墨烯纳米片(GNP)气凝胶,然后与石蜡复合得到相变复合材料,具有高导热性、较好的形状稳定性和热稳定性,当GNP含量为4.1wt%时热导率可达到1.42Wm-11C1。此外,当电压为5V时,流经样品的电流约为1.18A,此时温度迅速升高,证实了其出色的电热转换能力。Li[66】等人将气相扩散法和溶胶-凝胶法相结合,通过超临界C02干燥和热退火过程,制备了具有各向异性网络的三维石墨烯气凝胶,导热率和导电率分别高达1.71士0.2Wnr11C1和341.3Snr1。其相变复合材料在施加1?3V的电压时,电-热转换效率比较高可以达到85%。这项工作能够为开发智能的电-热转换及存储系统提供理论基础,并证明了石墨烯相变复合材料在电子设备、太阳能存储利用、热管理系统等领域具备的潜力。石墨烯环氧树脂由石墨烯与环氧树脂原位聚合制备得到,有效解决了石墨烯分散的难题。单层氧化石墨烯制造
相关实验结果显示,氧化石墨烯实际上具有两亲性,从石墨烯薄片边呈现亲水至疏水的性质分布。生产氧化石墨烯销售
氧化石墨烯成膜过程中因氧化石墨烯片层以交错的方式堆叠在一起,会形成纳米通道,因而可作为分子筛。Li等[6和Joshi等|_6]研究发现氧化石墨烯膜具有一定的选择渗透性,能使水化离子半径小的离子及直径小于纳米通道孔径的气体分子通过,从而实现分子之间的分离。另外,氧化石墨烯膜还能吸附有机染料,可应用于污水处理、盐水淡化和油水分离等领域_6。Wang等l_7o]研究发现多孔纳米聚丙烯腈纤维支撑基底的氧化石墨烯膜能完全过滤水中的刚果红,且对无机盐NaSO的阻滞率达56.7。Chen等_7将氧化石墨烯和碳纳米管复合制备了还原氧化石墨烯一CNT复合滤膜,发现复合滤膜渗透率高达20~3OL·m·h·bar~,且对水中甲基橙阻滞率达97.3,对其他物质的阻滞率达99%。生产氧化石墨烯销售