氧化石墨烯納米材料

石墨烯***發(fā)現(xiàn)是用膠帶一層層粘下來的。石墨烯的發(fā)現(xiàn)可以追溯到2004年，由英國曼徹斯特大學(xué)的安德烈·蓋姆和康斯坦丁·諾沃肖洛夫以及荷蘭的斯圖爾特·帕克共同發(fā)現(xiàn)。教授的發(fā)現(xiàn)源于對石墨材料進(jìn)行的實(shí)驗。教授們采用了一種特殊的方法，使用膠帶將石墨片層層撕離，**終得到了非常薄的一層石墨片。通過對這層石墨片的觀察和研究，教授們發(fā)現(xiàn)這個材料具有非常特殊的性質(zhì)。石墨烯是一種只有一個原子層厚度的二維碳材料，由碳原子以六角晶格結(jié)構(gòu)排列組成。它具有一些非常獨(dú)特的性質(zhì)，比如極高的電導(dǎo)率、優(yōu)異的熱導(dǎo)率、強(qiáng)度高、柔韌性好等。這些特性使得石墨烯成為研究領(lǐng)域中的熱門材料，并在納米科技、電子學(xué)、能源存儲等眾多領(lǐng)域展現(xiàn)出巨大的潛力。蓋姆、諾沃肖洛夫和帕克因為對石墨烯的發(fā)現(xiàn)和研究做出的貢獻(xiàn)，于2010年被授予了諾貝爾物理學(xué)獎。教授們的工作奠定了石墨烯研究的基礎(chǔ)，并為未來的石墨烯應(yīng)用開發(fā)打下了堅實(shí)的基礎(chǔ)。超級銅具有優(yōu)異的高頻性能，強(qiáng)磁場下交流（頻率約1MHz）等效電阻，相比純銅低20%以上。氧化石墨烯納米材料

氧化石墨烯一般由石墨經(jīng)強(qiáng)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(jīng)氧化反應(yīng)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(huán)氧基團(tuán)的石墨薄片，此石墨薄片層可以經(jīng)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(wěn)定、淺棕黃色的單層氧化石墨烯懸浮液。由于共軛網(wǎng)絡(luò)受到嚴(yán)重的官能化，氧化石墨烯薄片具有絕緣的特質(zhì)。經(jīng)還原處理可進(jìn)行部分還原，得到化學(xué)修飾的石墨烯薄片。雖然***得到的石墨烯產(chǎn)物或還原氧化石墨烯都具有較多的缺陷，導(dǎo)致其導(dǎo)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(chǎn)的工業(yè)制程中，上述工藝已成為制造石墨烯相關(guān)材料及組件的極具吸引力的工藝過程。無污染氧化石墨烯銷售氧化石墨烯未來可以應(yīng)用于海水吸附。

真空抽濾法是一種制備石墨烯薄膜的**常見方法。由于氧化石墨烯的片層含有大量羧基、羰基等親水性含氧官能團(tuán)，并且片層間具有靜電相互作用不容易團(tuán)聚，因此在不借助分散劑的情況下也能在水溶液中分散均勻，從而形成穩(wěn)定的分散液，非常有利于真空抽濾過程中片層的緊密排列［４３，４４］。Ｌｉｕ［４５】等人采用真空抽濾法制備了具有有序排列結(jié)構(gòu)和高密度的ＧＯ／ＰＤＡ復(fù)合膜。在ＧＯ／ＰＤＡ復(fù)合膜中，ＧＯ的含氧官能團(tuán)與ＰＤＡ的胺基之間存在氫鍵相互作用，并且ＰＤＡ對ＧＯ具有還原的作用。在經(jīng)過３０００°Ｃ高溫處理之后，ＰＤＡ被轉(zhuǎn)化為具有***石墨晶體結(jié)構(gòu)的ＣＰＤＡ納米顆粒（ＣＰＤＡＮＰｓ），對石墨烯片層起到了增強(qiáng)的作用，從而使復(fù)合膜的拉伸強(qiáng)度、電導(dǎo)率和熱導(dǎo)率

單層石墨烯在室溫下的熱導(dǎo)率超過５０００Ｗｎｒ１ＩＣ１，因此被作為用于熱管理系統(tǒng)中的理想熱管理材料。近年來，人們發(fā)現(xiàn)取向三維石墨烯網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)能夠為熱量傳遞提供有效路徑，因此在散熱材料和相變材料領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。劉忠范院士團(tuán)隊［３９］合成了用作熱管理材料的石墨烯氣凝膠／十八烷酸相變復(fù)合材料，在填充含量為２０ｖｏｌ％時熱導(dǎo)率約為２．６３５Ｗｍ－１Ｋ－１，且其垂直分布的石墨烯納米片提供了更大的光吸收及熱交換面積，顯著提高了太陽能的光－熱轉(zhuǎn)換及存儲效率，遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于其他傳統(tǒng)的光－熱轉(zhuǎn)換材料。氧化石墨烯的精確結(jié)構(gòu)還無法得到確定。

由于石墨烯三維網(wǎng)絡(luò)具有巨大的比表面積和獨(dú)特的光電特性，基于石墨烯的材料已被用于各種傳感設(shè)備的構(gòu)造。俞書宏教授團(tuán)隊［３８］制備了ＲＧＯ／聚氨酯（ＰＵ）海綿傳感器，其電阻變化依賴于在壓縮變形過程中導(dǎo)電納米纖維之間接觸程度的改變。測試表明，該壓力傳感器可以檢測低至９Ｐａ的壓力，當(dāng)壓力到達(dá)４５Ｐａ時能夠提供清晰的輸出信號，具有非常高的靈敏性，并且可以在１萬次循環(huán)測試中輸出可重復(fù)的信號?；冢遥牵希校蘸＞d壓力傳感器具有高靈敏度、長循環(huán)壽命和可大規(guī)模制造的特點(diǎn)，使其有希望成為制造低成本人造皮膚的理想選擇。氧化石墨烯粉體只有第六元素具備規(guī)?；a(chǎn)能。無污染氧化石墨烯銷售

石墨烯導(dǎo)電漿料應(yīng)用于鋰離子電池導(dǎo)電劑添加劑，抗靜電涂層等領(lǐng)域。氧化石墨烯納米材料

在用氧化還原法將石墨剝離為石墨烯的工業(yè)化生產(chǎn)過程中，得到的石墨烯微片富含多種含氧官能團(tuán)。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(fù)合材料在抗靜電或?qū)щ?、隔熱或?qū)岬确矫娴奶厥庖?。為了修?fù)石墨烯片層上的缺陷，提高石墨烯微片的碳含量和在導(dǎo)電、導(dǎo)熱等方面的性能。通過調(diào)控氧化石墨烯的結(jié)構(gòu)，降低氧化程度，降低難分解的芳香族官能團(tuán)，如內(nèi)酯、酮羰基、羧基等官能團(tuán)的含量，從而增加后續(xù)官能團(tuán)分解的效率和降低分解溫度。調(diào)控氧化條件，減少面內(nèi)大面積反應(yīng)。該減少缺陷的方案，有助于提升還原效率，減少面內(nèi)難以修復(fù)的孔洞，使碳原子排布更密集，進(jìn)一步減少修復(fù)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(dǎo)電性。研發(fā)了深度還原技術(shù)，并通過自主開發(fā)的還原設(shè)備，將石墨烯微片碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)提高到90%以上；且粉末電導(dǎo)率相比還原前提升20倍，達(dá)到了4000S/m以上。氧化石墨烯納米材料