石墨烯復(fù)合材料產(chǎn)品介紹

來源: 發(fā)布時間:2024-02-27

 石墨烯的研究熱潮也吸引了國內(nèi)外材料制備研究的興趣,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(highlyorientedpyrolyticgraphite)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(jié)構(gòu)存在的原因。微機械剝離法可以制備出高質(zhì)量石墨烯,但存在產(chǎn)率低和成本高的不足,不滿足工業(yè)化和規(guī)?;a(chǎn)要求,目前只能作為實驗室小規(guī)模制備。2、化學氣相沉積法化學氣相沉積法(ChemicalVaporDeposition,CVD)***在規(guī)?;苽涫┑膯栴}方面有了新的突破。CVD法是指反應(yīng)物質(zhì)在氣態(tài)條件下發(fā)生化學反應(yīng),生成固態(tài)物質(zhì)沉積在加熱的固態(tài)基體表面,進而制得固體材料的工藝技術(shù)。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。高導電石墨烯銅復(fù)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。石墨烯復(fù)合材料產(chǎn)品介紹

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    隨著工業(yè)生產(chǎn)和科學技術(shù)的發(fā)展,人們對導電材料提出了更新、更高的要求。目前,導電高分子材料的研究主要集中在碳系導電填料填充熱塑性基體類上,而石墨烯[1](GNS)作為一種新型的單原子層碳材料,因其獨特的結(jié)構(gòu)對改善聚合物的力學性能、電性能和熱性能等具有很大的潛力。GNS的制備方法主要有:化學氣相沉積法[2,3]、外延生長法[4]和氧化還原法[5]等。相比而言,氧化還原法具有成本低、產(chǎn)率高等特點,有望成為規(guī)?;苽銰NS的有效途徑之一。超高分子量聚乙烯(UHMWPE)具有極好的耐磨性,良好的耐低溫沖擊性和自潤滑性。本文采用溶液混合、超聲分散的方法制備了GNS/UHMWPE復(fù)合材料,發(fā)現(xiàn)GNS能均勻地分散到UHMWPE基體中;同時研究了GNS/UHMWPE復(fù)合材料的室溫導電行為和阻-溫特性。 黑龍江石墨烯復(fù)合材料銷售常州第六元素建有自動控制規(guī)?;a(chǎn)線,市場占有率居國內(nèi)外前列。

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目前鋰離子電池的負極材料以石墨為主,現(xiàn)階段幾乎達到其理論容量值,因此高容量負極材料引起了當前鋰離子電池中的研究熱點。負極材料,應(yīng)該具有良好的鋰離子和電子傳輸能力。石墨烯表面可以存儲鋰離子,具有高的電子遷移能力。與此同時石墨烯作為負極材料還可以縮短鋰離子的傳輸路徑。Bulusheva等將氧化石墨烯置于濃硫酸中加熱,之后在惰性氣體中進行高溫煅燒得到表面有2-5 nm孔的石墨烯,該石墨烯材料具有良好的倍率性能[2]。Jiang等將氧化石墨烯水熱處理后再通過強堿制備得到多孔石墨烯,在0.05 C 倍率下首圈放電容量可達到2207 mAh g-1;在高倍率5 C下容量可達到220 mAh g-1[3]。華南理工大學的Lian等[4]將氧化石墨烯置于高溫煅燒爐中在惰性氣體的保護下還原得到層數(shù)少、缺陷少、雜質(zhì)少的高質(zhì)量石墨烯,并將其用作鋰離子電池負極材料。

對氧化石墨烯的化學還原早在1962年就有過文獻報道,Boehm等人發(fā)現(xiàn)片層氧化石墨能在堿性,水合肼,硫化氫或二價鐵離子的條件下還原成只含少量H和O的碳納米片層[49]。2007年,Ruoff等人系統(tǒng)的研究了水合肼對氧化石墨烯的還原,他們先將氧化石墨在水中進行超聲剝離得到穩(wěn)定分散的氧化石墨烯水溶液,再加入水合肼,并在80°C左右回流,發(fā)現(xiàn)隨著反應(yīng)的進行,許多黑色固體顆粒從溶液體系中沉淀下來。說明隨著含氧基團的離去,石墨烯片層間的π-π共軛作用增強致使石墨烯在水中發(fā)生了不可逆的團聚[89]。這種團聚現(xiàn)象可以通過對氧化石墨烯的表面修飾得到控制,比如,Ruoff等人在氧化石墨烯水溶液中加入聚苯乙烯磺酸鈉(PSS)后再進行還原,由于PSS與石墨烯的非共價作用,抑制了石墨烯的團聚,得到了穩(wěn)定的單層石墨烯溶液[90]。隨后,各種表面活性劑[91],共軛聚合物[92,93],共軛小分子[94,95]等也被用來非共價修飾還原石墨烯。還原氧化石墨烯之前對之進行共價改性也能抑制石墨烯的團聚,如Ruoff等人先用異氰酸苯酯對氧化石墨烯改性,再用二甲肼還原,同樣得到穩(wěn)定的石墨烯溶液[96]。用聚合物對氧化石墨烯進行共價改性后再還原也是目前常用的制備可溶性石墨烯的方法。氧化石墨烯還可以應(yīng)用于鋰電正負極材料的復(fù)合、催化劑負載等。

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外,其他方面的應(yīng)用也和聚合物導電性的提升緊密相關(guān)。例如,應(yīng)用原位聚合法可以將氧化石墨烯與導電聚合物材料進行復(fù)合。這一方法可以在保證制備得到的超級電容器電極高充放電性能和高穩(wěn)定性的同時提升電容器的安全性。聚合物和氧化石墨烯復(fù)合材料已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于電容器電極材料中,制備的電容器電極材料的比電容可達421.4F/g甚至更高50-52。因此,還原后的氧化石墨烯作為填料對提升聚合物的導電性能具有明顯的效果,極大地促進了各種高分子材料在電容器及多種電子元件生產(chǎn)中的應(yīng)用??蓱?yīng)用于電機、變壓器、電力電纜、電氣柜、新能源汽車、風力發(fā)電、電觸頭材料等領(lǐng)域。天津石墨烯復(fù)合材料生產(chǎn)

氧化石墨烯分散液含有豐富的羥基、羧基和環(huán)氧基等含氧官能團。石墨烯復(fù)合材料產(chǎn)品介紹

氧化石墨烯與聚合物復(fù)合材料的制備可以追溯到上個世紀。在這些復(fù)合材料中,氧化石墨通常是在水溶液中超聲剝離,盡管在當時單層的氧化石墨烯并沒有被明確的指出,但是科學家發(fā)現(xiàn)這種超聲剝離后的片層非常薄,厚度在1.8~2.8nm之間,說明得到的氧化石墨烯不超過3層[59,60]。直到2006年,Rouff等人證明了單層氧化石墨烯并制備了改性氧化石墨烯/聚苯乙烯復(fù)合材料之后[61],利用氧化石墨烯制備復(fù)合材料的研究才真正開始受到***的重視。。石墨烯復(fù)合材料產(chǎn)品介紹