新型氧化石墨烯納米材料

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(diǎn)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(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。氧化石墨含有豐富的羥基、羧基和環(huán)氧基等含氧官能團(tuán)，更高的氧化程度，更好的剝離度。新型氧化石墨烯納米材料

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)探測器的靈敏度可以與單分子檢測的極限相比擬。石墨烯獨(dú)特的二維結(jié)構(gòu)使它對周圍的環(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失去穩(wěn)定性；石墨烯中電子對外場的反應(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。黑龍江新型氧化石墨烯銷售石墨烯防腐漿料可與基體材料進(jìn)行復(fù)合，從而賦予該材料導(dǎo)電、導(dǎo)熱、機(jī)械增強(qiáng)的性能。

從實(shí)際應(yīng)用的角度看，石墨烯需要和基板接觸，因此，減少石墨烯薄膜和基板之間的接觸熱阻是石墨烯熱管理應(yīng)用必須考慮的問題。單層或少數(shù)層石墨烯和基板之間的范德華力可以保證石墨烯和基板之間很好的熱耦合[42]。但是石墨烯薄膜由于厚度較大，范德華力遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足熱從基板傳遞到石墨烯薄膜上。傳統(tǒng)的連接基板和散熱片之間的導(dǎo)熱膠由于體積和熱導(dǎo)率較低的原因，已經(jīng)滿足不了實(shí)際應(yīng)用的需求，必須采用共價鍵等其他的方式，以增強(qiáng)熱傳遞的效率。本團(tuán)隊在這方面做了一些探索性的工作，主要采用在石墨烯薄膜和二氧化硅界面引入功能化分子的方法。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，引入功能化分子后，熱點(diǎn)的散熱效果提高了近1倍

根據(jù)組裝方式的不同．石墨烯能形成一維纖維結(jié)構(gòu)、二維平面結(jié)構(gòu)和三維體結(jié)構(gòu)的石墨烯宏觀體。纖維結(jié)構(gòu)的石墨烯宏觀體在可穿戴電子設(shè)備上具有廣闊的應(yīng)用前景，而二維和三維結(jié)構(gòu)的石墨烯宏觀體在超級電容器以及環(huán)境水處理方面表現(xiàn)出較強(qiáng)的優(yōu)勢。石墨烯纖維作為典型的一維結(jié)構(gòu)的石墨烯宏觀體，是一種具有大長徑比的宏觀石攫烯材料。2011年Xu等***合成石墨烯纖維，且發(fā)現(xiàn)石墨烯纖維強(qiáng)度高、韌性好、可編織，可作為柔性電池的關(guān)鍵材料。時隔兩年．空心石墨烯纖維誕生，其直徑為數(shù)十至數(shù)百微米。空心石墨烯纖維具有內(nèi)壁和外表面．相對于石墨烯纖維其比表面積增大，具有良好的催化、分離和敏感特性“。石墨烯膜或石墨烯紙作為二維平面結(jié)構(gòu)石墨烯宏觀體的**．足一種有序度低于石墨疊層結(jié)構(gòu)的平面宏觀石墨烯材料。Dikin等通過真空輔助抽濾氧化石墨烯膠狀懸浮液，實(shí)現(xiàn)石墨烯的定向組裝，***獲得了氧化石墨烯紙。通過對其還原即可獲得石墨烯紙。且研究表明石墨烯紙具有電導(dǎo)率高(1716S·cm)、導(dǎo)熱性能好(1434W·m·K一)以及氣體滲透性好…等特性。氧化石墨烯具有兩親性，是因?yàn)槠浜泄倌軋F(tuán)。

光－熱能量轉(zhuǎn)換是石墨烯相變復(fù)合材料目前應(yīng)用*****的一個領(lǐng)域。楊鳴波教授團(tuán)隊［６３］通過化學(xué)氣相沉積（ＣＶＤ）制備出了具有互連網(wǎng)絡(luò)的石墨烯泡沫（ＧＦ），用于制備復(fù)合相變材料的三維骨架。研宄發(fā)現(xiàn)，這種相變復(fù)合材料的熱導(dǎo)率比純相變材料高７４４％，且具有很高的光－熱轉(zhuǎn)換效率，表明其在太陽能利用和存儲中的巨大潛力。**近，他們團(tuán)隊［６４］通過冷凍鑄造法制備了三維石墨烯網(wǎng)絡(luò)，與聚乙二醇（ＰＥＧ）復(fù)合后得到具有出色的形狀穩(wěn)定性以及高儲能密度的石墨烯相變復(fù)合材料。在１００ｍＷｃｎｒ２的模擬太陽光下照射２０分鐘，相變復(fù)合材料的溫度迅速升高，比較高可達(dá)到約７０°Ｃ，而純ＰＥＧ的溫度*為５５．４°Ｃ，無法完成相變過程。關(guān)閉模擬光源后，相變復(fù)合材料的溫度急劇下降，當(dāng)溫度到達(dá)結(jié)晶點(diǎn)附近時，將出現(xiàn)另一個平臺，**著熱能的釋放過程。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，與純ＰＥＧ相比，石墨烯相變復(fù)合材料在光－熱能量轉(zhuǎn)換方面表現(xiàn)出更優(yōu)異的性能，有著更好的應(yīng)用前景。氧化石墨烯還可以用于無機(jī)非金屬復(fù)合材料領(lǐng)域。黑龍江制備氧化石墨烯生產(chǎn)企業(yè)

氧化石墨烯可以應(yīng)用于鋰離子電池。新型氧化石墨烯納米材料

隨著科技的快速發(fā)展，熱管理系統(tǒng)越來越多地應(yīng)用于現(xiàn)代工業(yè)、電子設(shè)備等多個領(lǐng)域，在熱能的分散、轉(zhuǎn)換與存儲過程中發(fā)揮著重要作用。其中，熱管理材料是熱管理系統(tǒng)的**，因此，設(shè)計和制備具有高熱導(dǎo)率的新型熱管理材料成為了促進(jìn)科技發(fā)展的關(guān)鍵問題之一。在眾多導(dǎo)熱材料中，石墨烯由于具有髙達(dá)５３００Ｗｎｒ１１Ｃ１的本征熱導(dǎo)率、優(yōu)異．的機(jī)械性能而受到人們的***關(guān)注，被認(rèn)為是新型熱管理材料的理想選擇。在之前的研究中，石墨烯片在復(fù)合材料中往往呈無規(guī)分散的狀態(tài)，體系內(nèi)熱阻較大，從而導(dǎo)致復(fù)合材料的熱導(dǎo)率處于較低水平。預(yù)先構(gòu)筑石墨烯三維結(jié)構(gòu)能夠有效降低界面熱阻及接觸熱阻，但是距離理論值仍有較大差距。為了進(jìn)一步解決存在的問題，本課題主要通過冷凍鑄造法來構(gòu)筑有序排列的***石墨烯三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，并制備相應(yīng)的相變儲能材料和散熱材料新型氧化石墨烯納米材料