氧化石墨烯一般由石墨經強酸氧化而得。主要有三種制備氧化石墨的方法:Brodie法,Staudenmaier法和Hummers法。其中Hummers法的制備過程的時效性相對較好而且制備過程中也比較安全,是目前**常用的一種。它采用濃硫酸中的高錳酸鉀與石墨粉末經氧化反應之后,得到棕色的在邊緣有衍生羧酸基及在平面上主要為酚羥基和環氧基團的石墨薄片,此石墨薄片層可以經超聲或高剪切劇烈攪拌剝離為氧化石墨烯,并在水中形成穩定、淺棕黃色的單層氧化石墨烯懸浮液。由于共軛網絡受到嚴重的官能化,氧化石墨烯薄片具有絕緣的特質。經還原處理可進行部分還原,得到化學修飾的石墨烯薄片。雖然***得到的石墨烯產物或還原氧化石墨烯都具有較多的缺陷,導致其導電性不如原始的石墨烯,不過這個氧化?剝離?還原的制程可有效地讓不可溶的石墨粉末在水中變得可加工,提供制作還原氧化石墨烯的途徑。而且其簡易的制程及其溶液可加工性,考慮量產的工業制程中,上述工藝已成為制造石墨烯相關材料及組件的極具吸引力的工藝過程。氧化石墨烯濾餅(SE2430W、SE243PW、SE243EW)。黑龍江氧化石墨烯價格
氧化石墨烯的研究熱潮也吸引了國內外材料植被研究的興趣,石墨烯材料的制備方法已報道的有:機械剝離法、化學氧化法、晶體外延生長法、化學氣相沉積法、有機合成法和碳納米管剝離法等。1、微機械剝離法2004年,Geim等***用微機械剝離法,成功地從高定向熱裂解石墨上剝離并觀測到單層石墨烯。Geim研究組利用這一方法成功制備了準二維石墨烯并觀測到其形貌,揭示了石墨烯二維晶體結構存在的原因。微機械剝離法可以制備出高質量石墨烯,但存在產率低和成本高的不足,不滿足工業化和規模化生產要求,目前只能作為實驗室小規模制備。2、化學氣相沉積法化學氣相沉積法(ChemicalVaporDeposition,CVD)***在規模化制備石墨烯的問題方面有了新的突破。CVD法是指反應物質在氣態條件下發生化學反應,生成固態物質沉積在加熱的固態基體表面,進而制得固體材料的工藝技術。麻省理工學院的Kong等、韓國成均館大學的Hong等和普渡大學的Chen等在利用CVD法制備石墨烯。他們使用的是一種以鎳為基片的管狀簡易沉積爐,通入含碳氣體,如:碳氫化合物,它在高溫下分解成碳原子沉積在鎳的表面,形成石墨烯,通過輕微的化學刻蝕,使石墨烯薄膜和鎳片分離得到石墨烯薄膜。綠色氧化石墨烯水處理石墨烯導熱性能優異,可制備導熱復合材料、散熱涂料等。
涂膜法是一種操作簡單、效率相對較高的制備方法,常見的涂膜法可分為噴涂法和旋涂法兩種。3〇^0山6[46]等人將00懸浮液噴涂在預熱后的51/3丨02基材上,待溶劑完全蒸發后得到石墨烯薄膜。在噴涂過程中,可通過調節噴霧持續時間和分散液濃度來精確地控制GO片的厚度及密度,進一步還原后所得到的石墨烯薄膜可作為P型半導體,并表現出良好的場效應響應。除了普遍使用的噴涂法之外,Lian[47]等人將電噴霧沉積法與卷對卷工藝相結合,經過機械壓實和2200°C高溫處理后得到***石墨烯薄膜,熱導率比較高可達1434Wnr1K-1,并且可實現大面積生產。Bao[4]等人將GO分散液沉積在強氧化劑處理過的玻璃基材表面,并使基材分別以500rpm、800rpm和1600rpm的速度旋轉30s,***在100°C烘箱中干燥得到超薄石墨烯薄膜,其電阻可降低至1〇2?l〇3nnr2范圍之間,透光率高達80%,在透明導體方向有著良好的應用前景。
在用氧化還原法將石墨剝離為石墨烯的工業化生產過程中,得到的石墨烯微片富含多種含氧官能團。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合材料在抗靜電或導電、隔熱或導熱等方面的特殊要求。為了修復石墨烯片層上的缺陷,提高石墨烯微片的碳含量和在導電、導熱等方面的性能。通過調控氧化石墨烯的結構,降低氧化程度,降低難分解的芳香族官能團,如內酯、酮羰基、羧基等官能團的含量,從而增加后續官能團分解的效率和降低分解溫度。調控氧化條件,減少面內大面積反應。該減少缺陷的方案,有助于提升還原效率,減少面內難以修復的孔洞,使碳原子排布更密集,進一步減少修復段的勢壘,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電性。研發了深度還原技術,并通過自主開發的還原設備,將石墨烯微片碳的質量分數提高到90%以上;且粉末電導率相比還原前提升20倍,達到了4000S/m以上。GO氧化石墨(粉末)為棕黑色固體。
石墨烯宏觀體材料的形狀可通過改變不同的制備方法、反應基底及反應容器等對其進行調控,但其微觀結構的可控性和重復性差。具有相同宏觀形貌的石墨烯相關理化性能也不盡相同,甚至相差很大。因此,對于實現宏觀體石墨烯材料微觀結構的控制是今后研究的一個難點。當前制備石墨烯宏觀體材料大部分都是以氧化石墨、氧化石墨烯以及還原氧化石墨烯等石墨烯氧化物為原料,但這些石墨烯氧化物在電學性能和力學性能等方面都略有減弱,制備出來的石墨烯宏觀體材料的結構性能也就與理論研究結果差距較大,因而對石墨烯宏觀體制備原料的開發以及結構性能的提高是至關重要的。盡管石墨烯宏觀體材料較大的比表面積和良好的電學性能可應用于環境治理和電子器件等領域,但石墨烯良好的透光和導熱性能仍待進一步的研究應用。石墨薄片層可以經機械剝離剝離為氧化石墨烯。浙江新型氧化石墨烯導熱
常州第六元素擁有氧化石墨(烯)、石墨烯粉體、復合材料3大系列產品。黑龍江氧化石墨烯價格
智能手機、平板電腦等便攜式設備的普及為人們的生活帶來了極大的便利。但是,其中的高速處理器等電子組件會產生不良的電磁能量,這不僅會損害電子組件自身的使用壽命、干擾其他組件的功能,還會對人體健康帶來危害。石墨烯薄膜具有優異的電學性能及熱學性能,被認為是相當有發展前景的超薄電磁屏蔽材料。鄭**教授團隊[56]通過蒸發自組裝法制備了大面積GO薄膜。經過石墨化處理后,所得石墨烯薄膜具有出色的性能,其電磁屏蔽性能和面內熱導率分別可達20dB、1100WFengW等人通過疊層熱壓技術成功制備了含有石墨烯納米片(GNP)和Ni納米鏈的復合膜(HAMS)。通過將Ni納米鏈和GNP選擇性地分布在不同的層中,其比較好電導率、屏蔽效果和面內熱導率分別可以達到76.8Sm'51.4dB和8.96WH1-1K-1。黑龍江氧化石墨烯價格