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。石墨薄片層可以經機械剝離剝離為氧化石墨烯。常規氧化石墨烯項目
由于氧化墨烯表面仔在大:的鈑I{能川.喪脫f{{良好的親水性.昕以不儀能高度分散廠水溶液或j他仃饑劑中.而且在一定反應條件F能轉變幻彳f維忖架納fj1J的1,烯水凝膠或氣凝膠。當前二維r烯常川I制衙‘法』三要仃水熱法、化學氣相沉積法、自組裝法干¨31)¨印法2.3.1水熱法水熱法是制備三維石墨烯凝膠**l】的‘法。水熱條件下,氧化石墨烯結構中的含瓴If能Ⅲ逐漸被還,軛結構逐漸被修復,還原后的石墨烯,;之Ihjfl0電斥力減小.壓力作用下形成了相交駁的骨架狀r烯水凝膠。Iji等…將氧化石墨超聲分散】l8O(卜水熱眨心l.制得海綿狀的三維什墨烯氣凝膠。j際比太f!l達l32I31。。·g。.具有比膨脹墨和其他仃機【】發I;付制&r的ll殷附能Wu等。利用水熱法合成了連通,、孔人小為一9~3.5nnl、島比表而積和低質蛀密度的彩孔狀-2II:r烯凝膠。此外.Song等利用該法成功i火僻J能II殷附水又能吸附油的雙親性多功能墨烯泡沭。湖北氧化石墨烯氧化石墨烯具有兩親性,是因為其含有官能團。
產線生產規模以及技術先進程度,達到了世界前列水平。2020年5月,全資子公司南通第六元素材料科技有限公司石墨烯產能擴建一期生產項目順利實施,氧化石墨(烯)產能達到1000噸/年。公司目前擁有氧化石墨(烯)、石墨烯粉體、復合材料3大系列,共19個型號產品,廣泛應用于電子器件、儲能材料、傳感器、半導體、航天、**、復合材料以及生物醫藥等領域。其中聯合研發的國內***石墨烯重防腐涂料,率先實現了石墨烯在重防腐涂料領域的技術突破和工程化應用,并實現在**裝備上的規模化應用,為石墨烯在更多領域的應用奠定了基礎。公司與中國科學技術大學、四川大學、江南石墨烯研究院等多家科研院所建立了長期穩定的應用技術研發合作關系,目前在職的博士6名,碩士20多名,共申請發明專利130多項,其中70多項發明專利已獲授權,**數量在石墨烯粉體行業位居前列。企業使命&愿景:以高質量的石墨烯,創碳時代***企業價值觀:創新,務實,誠信。
近年來,石墨烯薄膜因其高電導率和輕巧柔鈿的特性而受到越來越多的關注。石高全教授課題組[51]通過蒸發誘導自組裝法對引入少量纖維素納米晶體(CNC)的氧化石墨分散液進行干燥處理,然后使氫碘酸對得到的薄膜化學還原,其中,CNC能夠誘導石墨烯片上形成皺紋,使其機械性能得到了進一步增強。測試結果表明,這種薄膜具有拉伸強度比較高可達800MPa,且斷裂伸長率、初性和電導率分別達到6.22±0.19%、15.6412.20MJm_3、1105±17Scm-1,遠遠髙于其他文獻中報道的性能。Cher^M等人通過在單層石墨烯上沉積金膜制備了GO/Au復合電極,在沉積金膜的厚度為7nm時,復合膜在520nm波長處具有24.6Qm_2的**電阻和74.6%的高透射率。為了更直觀地分析其電學性能,Chen等人組裝了基于GO/Au復合電極的超級電容器,測試發現,與基于單層石墨烯的超級電容器相比,其電容提高了17倍,并且表現出良好的機械穩定性,證明了石墨烯復合膜在柔性電子領域具有巨大的應潛力。氧化石墨烯的精確結構還無法得到確定。
常州第六元素材料科技股份有限公司擁有石墨的深度插層和高解離率的制備技術、氧化石墨的高效純化技術、石墨烯微片的缺陷修復/比表面可控技術、全行業**的回收/循環氧化技術等自主知識產權。自主設計的生產線已成功實現了石墨烯產品低成本規模化制備,在技術、工藝、設備等方面獲多項突破,產品具有比表面積大、導電性優異、分散度好和優良復合功能等特點。目前年產1400噸的氧化石墨(烯)/100噸石墨烯粉體生產線已投產運行,該生產線擁有完全的自主知識產權,且石墨烯產品質量好、成本低,達國際**水平,具有極強的市場競爭力。石墨烯導熱性能優異,可制備導熱復合材料、散熱涂料等。黑龍江制備氧化石墨烯導熱
高導電石墨烯銅復合材料的電導率可以達到108-118 % IACS,高于單晶銅和銀的電導率。常規氧化石墨烯項目
溶劑熱法是指在特制的密閉反應器(高壓釜)中,采用有機溶劑作為反應介質,通過將反應體系加熱至臨界溫度(或接近臨界溫度),在反應體系中自身產生高壓而進行材料制備的一種有效方法。溶劑熱法解決了規模化制備石墨烯的問題,同時也帶來了電導率很低的負面影響。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合制備出了高質量的石墨烯。Dai等發現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量石墨烯的特點越來越受科學家的關注。溶劑熱法和其他制備方法的結合將成為石墨烯制備的又一亮點。石墨烯的制備方法還有高溫還原、光照還原、外延晶體生長法、微波法、電弧法、電化學法等。筆者在以上基礎上提出一種機械法制備納米石墨烯微片的新方法,并嘗試宏量生產石墨烯的研究中取得較好的成果。如何綜合運用各種石墨烯制備方法的優勢,取長補短,解決石墨烯的難溶解性和不穩定性的問題,完善結構和電性能等是今后研究的熱點和難點,也為今后石墨烯的制備與合成開辟新的道路。常規氧化石墨烯項目