單層氧化石墨烯

石墨烯是碳材料家族的新成員，它是由碳原子以sp2雜化軌道組成的只具有一個(gè)原子層厚度的單層片狀結(jié)構(gòu)材料。同碳納米管一樣，石墨烯也以其諸多優(yōu)點(diǎn)而被廣泛的應(yīng)用于儲(chǔ)能電池領(lǐng)域:(1)石墨烯具有極高的比表面積，其理論值高達(dá)2600m2/g［16］，這使得石墨烯基復(fù)合電極有著很好的電解液相容性;(2)石墨烯的電導(dǎo)率遠(yuǎn)超其他碳材料，以石墨烯為導(dǎo)電結(jié)構(gòu)的復(fù)合電極材料可以發(fā)揮優(yōu)異的倍率性能;(3)石墨烯衍生物如氧化石墨烯(GO)與還原氧化石墨烯(ＲGO)上含有的大量官能團(tuán)與缺陷位可以作為多種金屬及金屬氧化物納米粒子的生長位點(diǎn)。這種由石墨烯矩陣組成的復(fù)合結(jié)構(gòu)可以有效的抑制納米電極材料在充放電過程中的團(tuán)聚現(xiàn)象及電極巨大的體積變化，從而增強(qiáng)電極材料的容量保持率與循環(huán)穩(wěn)定性。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(tuán)。單層氧化石墨烯

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(shù)、氧化石墨的高效純化技術(shù)、石墨烯微片的缺陷修復(fù)/比表面可控技術(shù)、全行業(yè)**的回收/循環(huán)氧化技術(shù)等自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)。自主設(shè)計(jì)的生產(chǎn)線已成功實(shí)現(xiàn)了石墨烯產(chǎn)品低成本規(guī)模化制備，在技術(shù)、工藝、設(shè)備等方面獲多項(xiàng)突破，產(chǎn)品具有比表面積大、導(dǎo)電性優(yōu)異、分散度好和優(yōu)良復(fù)合功能等特點(diǎn)。目前年產(chǎn)1400噸的氧化石墨（烯）/100噸石墨烯粉體生產(chǎn)線已投產(chǎn)運(yùn)行，該生產(chǎn)線擁有完全的自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，且石墨烯產(chǎn)品質(zhì)量好、成本低，達(dá)國際**水平，具有極強(qiáng)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。黑龍江制備氧化石墨烯粉體玻纖增強(qiáng)復(fù)合材料戶外使用具有超長耐候性。

在過去的幾十年里，隨著工業(yè)的快速發(fā)展，環(huán)境污染和石化燃料資源枯竭問題日益嚴(yán)重，設(shè)計(jì)和制備能夠有效轉(zhuǎn)換和利用太陽能等可再生能源的新型熱管理材料成為了目前急需解決的難題。另外，由于電子設(shè)備組件正在逐漸向微型化、集成化方向發(fā)展，這種趨勢(shì)會(huì)導(dǎo)致設(shè)備在運(yùn)行過程中產(chǎn)生大量熱量，從而影響其可靠性、穩(wěn)定性和安全性。因此，制備具有高導(dǎo)熱的散熱材料是促進(jìn)電子設(shè)備發(fā)展的關(guān)鍵問題之一。由于石墨烯具有高本征熱導(dǎo)率、高比表面積及優(yōu)異的機(jī)械性能，被作為制備熱能存儲(chǔ)材料、散熱材料等熱管理材料的理想選擇。

石墨經(jīng)過氧化處理后得到氧化石墨，氧化石墨仍保持石墨的層狀結(jié)構(gòu)，但在每一層的石墨烯單片上引入了許多氧基功能團(tuán)。這些氧基功能團(tuán)的引入使得單一的石墨烯結(jié)構(gòu)變得非常復(fù)雜。鑒于氧化石墨烯在石墨烯材料領(lǐng)域中的地位，許多科學(xué)家試圖對(duì)氧化石墨烯的結(jié)構(gòu)進(jìn)行詳細(xì)和準(zhǔn)確的描述，以便有利于石墨烯材料的進(jìn)一步研究，雖然已經(jīng)利用了計(jì)算機(jī)模擬、拉曼光譜，核磁共振等手段對(duì)其結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，但由于種種原因(不同的制備方法，實(shí)驗(yàn)條件的差異以及不同的石墨來源對(duì)氧化石墨烯的結(jié)構(gòu)都有一定的影響)，氧化石墨烯的精確結(jié)構(gòu)還無法得到確定。大家普遍接受的結(jié)構(gòu)模型是在氧化石墨烯單片上隨機(jī)分布著羥基和環(huán)氧基，而在單片的邊緣則引入了羧基和羰基。**近的理論分析表明氧化石墨烯的表面官能團(tuán)并不是隨機(jī)分布，而是具有高度的相關(guān)性。氧化石墨烯具有兩親性，是因?yàn)槠浜泄倌軋F(tuán)。

氧化石墨烯的主要應(yīng)用：1、石墨烯可以做成化學(xué)傳感器，這個(gè)過程主要是通過石墨烯的表面吸附性能來完成的，根據(jù)部分學(xué)者的研究可知，石墨烯化學(xué)探測(cè)器的靈敏度可以與單分子檢測(cè)的極限相比擬。石墨烯獨(dú)特的二維結(jié)構(gòu)使它對(duì)周圍的環(huán)境非常敏感。石墨烯是電化學(xué)生物傳感器的理想材料，石墨烯制成的傳感器在醫(yī)學(xué)上檢測(cè)多巴胺、葡萄糖等具有良好的靈敏性。2、石墨烯可以用來制作晶體管，由于石墨烯結(jié)構(gòu)的高度穩(wěn)定性，這種晶體管在接近單個(gè)原子的尺度上依然能穩(wěn)定大氏地工作。相比之下，目前以硅為材料的晶體管在10納米左右的尺度上就會(huì)失去穩(wěn)定性；石墨烯中電子對(duì)外場(chǎng)的反應(yīng)速度超快這一特點(diǎn)，又使得由它制成的晶體管可以達(dá)到極高的工作頻率。石墨烯導(dǎo)電與電池活性材料共混后，能夠有效降低極片電阻率和提高電池的循環(huán)性能。黑龍江制備氧化石墨烯粉體

石墨烯含有豐富的官能團(tuán)，易于分散。單層氧化石墨烯

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(yīng)條件F能轉(zhuǎn)變幻彳f維忖架納fj1J的1，烯水凝膠或氣凝膠。當(dāng)前二維r烯常川I制衙‘法』三要仃水熱法、化學(xué)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(jié)構(gòu)中的含瓴If能Ⅲ逐漸被還，軛結(jié)構(gòu)逐漸被修復(fù)，還原后的石墨烯，；之Ihjfl0電斥力減?。畨毫ψ饔孟滦纬闪讼嘟获g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(dá)l32I31。?！。．具有比膨脹墨和其他仃機(jī)【】發(fā)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(zhì)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。單層氧化石墨烯