單層氧化石墨烯水處理

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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)點而被廣泛的應(yīng)用于儲能電池領(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。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，從而增強電極材料的容量保持率與循環(huán)穩(wěn)定性。黑龍江制備氧化石墨烯有哪些氧化石墨烯結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制備工藝具有技術(shù)壁壘。

溶劑熱法是指在特制的密閉反應(yīng)器(高壓釜)中，采用有機(jī)溶劑作為反應(yīng)介質(zhì)，通過將反應(yīng)體系加熱至臨界溫度(或接近臨界溫度)，在反應(yīng)體系中自身產(chǎn)生高壓而進(jìn)行材料制備的一種有效方法。溶劑熱法解決了規(guī)?；苽涫┑膯栴}，同時也帶來了電導(dǎo)率很低的負(fù)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(jié)合制備出了高質(zhì)量的石墨烯。Dai等發(fā)現(xiàn)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(tǒng)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(zhì)量石墨烯的特點越來越受科學(xué)家的關(guān)注。溶劑熱法和其他制備方法的結(jié)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(xué)法等。筆者在以上基礎(chǔ)上提出一種機(jī)械法制備納米石墨烯微片的新方法，并嘗試宏量生產(chǎn)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(yōu)勢，取長補短，解決石墨烯的難溶解性和不穩(wěn)定性的問題，完善結(jié)構(gòu)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。

除了可以將太陽能轉(zhuǎn)換為熱能存儲之外，石墨烯相變材料也可以將電能轉(zhuǎn)換為熱能存儲。Ｗａｎｇ［６５］等人通過冰模板法制備了石墨烯納米片（ＧＮＰ）氣凝膠，然后與石蠟復(fù)合得到相變復(fù)合材料，具有高導(dǎo)熱性、較好的形狀穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性，當(dāng)ＧＮＰ含量為４．１ｗｔ％時熱導(dǎo)率可達(dá)到１．４２Ｗｍ－１１Ｃ１。此外，當(dāng)電壓為５Ｖ時，流經(jīng)樣品的電流約為１．１８Ａ，此時溫度迅速升高，證實了其出色的電熱轉(zhuǎn)換能力。Ｌｉ［６６】等人將氣相擴(kuò)散法和溶膠－凝膠法相結(jié)合，通過超臨界Ｃ０２干燥和熱退火過程，制備了具有各向異性網(wǎng)絡(luò)的三維石墨烯氣凝膠，導(dǎo)熱率和導(dǎo)電率分別高達(dá)１．７１士０．２Ｗｎｒ１１Ｃ１和３４１．３Ｓｎｒ１。其相變復(fù)合材料在施加１？３Ｖ的電壓時，電－熱轉(zhuǎn)換效率比較高可以達(dá)到８５％。這項工作能夠為開發(fā)智能的電－熱轉(zhuǎn)換及存儲系統(tǒng)提供理論基礎(chǔ)，并證明了石墨烯相變復(fù)合材料在電子設(shè)備、太陽能存儲利用、熱管理系統(tǒng)等領(lǐng)域具備的潛力。高導(dǎo)電石墨烯銅復(fù)合材料又稱為超級銅。

氧化石墨烯的研究熱潮也吸引了國內(nèi)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(jī)械剝離法、化學(xué)氧化法、晶體外延生長法、化學(xué)氣相沉積法、有機(jī)合成法和碳納米管剝離法等。1、微機(jī)械剝離法2004年，Geim等***用微機(jī)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(zhǔn)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(jī)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(xué)氣相沉積法化學(xué)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(xué)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(jìn)而制得固體材料的工藝技術(shù)。麻省理工學(xué)院的Kong等、韓國成均館大學(xué)的Hong等和普渡大學(xué)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?xì)怏w，如：碳?xì)浠衔铮诟邷叵路纸獬商荚映练e在鎳的表面,形成石墨烯，通過輕微的化學(xué)刻蝕，使石墨烯薄膜和鎳片分離得到石墨烯薄膜。石墨烯防腐漿料 與粉料相比，漿料中的石墨烯更易于分散在基體材料中。單層氧化石墨烯水處理

氧化石墨烯材料有濾餅形態(tài)。單層氧化石墨烯水處理

石墨烯薄膜具有優(yōu)異的面內(nèi)熱導(dǎo)率和良好的柔鈿性，因此經(jīng)常在可穿戴設(shè)備、電子設(shè)備等領(lǐng)域被用作散熱材料使用。劉忠范院士團(tuán)隊［７８］通過等離子增強化學(xué)氣相沉積法（ＰＥＣＶＤ）在藍(lán)寶石襯底上生長石墨烯納米壁，得到的納米壁具有獨特的結(jié)構(gòu)和出色的熱導(dǎo)率。在輸入電流為３５０ｍＡ的情況下，基于石墨烯納米壁組裝的ＬＥＤ在光輸出功率方面提高了３７％左右，而溫度卻降低了３．８％，說明石墨烯納米壁可用作ＬＥＤ應(yīng)用中增強散熱的良好材料。Ｋｉｍ［７９］等人使用球磨法將氟化石墨剝落為氟化石墨烯溶液，然后通過真空抽濾得到１０ｐｍ厚的超薄氟化石墨烯薄膜（ＥＧＦ），顯示出２４２Ｗｍ－１Ｋ－１的優(yōu)異面內(nèi)熱導(dǎo)率。Ｇｕｏ＿等人通過涂布法制備了一種厚度可控的可拉伸石墨烯薄膜。這種石墨烯薄膜具有良好的柔韌性和優(yōu)異的導(dǎo)熱性能，在施加３．２Ｖ電壓時，薄膜可以在６ｓ內(nèi)從室溫快速升溫至４５°Ｃ。而去除外加電壓后，石墨烯薄膜可在５ｓ內(nèi)迅速冷卻至室溫，實驗結(jié)果顯示其既具有快速的電加熱響應(yīng)，又具有高效的散熱能力。單層氧化石墨烯水處理