上海氧化石墨烯研發(fā)

儲(chǔ)能電池在人們的日常通信及綠色出行等領(lǐng)域發(fā)揮著日益重要的作用，這就對(duì)先進(jìn)的鋰離子電池與鋰硫電池電極制備技術(shù)提出了更高的要求。大量研究成果表明以碳納米管與石墨烯為**的納米碳材料因其優(yōu)異的導(dǎo)電能力、良好的機(jī)械性能以及獨(dú)特的形貌與結(jié)構(gòu)特征，可在不同的應(yīng)用模式下顯著提高儲(chǔ)能電池的容量性能、倍率性能以及循環(huán)壽命。與此同時(shí)也應(yīng)認(rèn)識(shí)到在這些材料取得更加***與商業(yè)化的應(yīng)用前還需要解決以下問題:(1)研發(fā)低成本與環(huán)境友好的高質(zhì)量材料制備技術(shù)。碳納米管與石墨烯的導(dǎo)電能力對(duì)其所應(yīng)用的電極性能有著決定性的影響，因而需要不斷完善與探索新的制備工藝(如氣相沉積法)與化學(xué)改性(如元素?fù)诫s)方法。氧化石墨烯可視為一種非傳統(tǒng)型態(tài)的軟性材料，具有聚合物、膠體、薄膜，以及兩性分子的特性。上海氧化石墨烯研發(fā)

大規(guī)模制備高質(zhì)量的石墨烯晶體材料是所有應(yīng)用的基礎(chǔ),發(fā)展簡(jiǎn)單可控的化學(xué)制備方法是**為方便、可行的途徑,這需要化學(xué)家們長(zhǎng)期不懈的探索和努力;石墨烯的化學(xué)修飾：將石墨烯進(jìn)行化學(xué)改性、摻雜、表面官能化以及合成石墨烯的衍生物，發(fā)展出石墨烯及其相關(guān)材料(grapheneandrelatedmaterials)，來實(shí)現(xiàn)更多的功能和應(yīng)用;石墨烯的表面化學(xué):由于石墨烯晶體獨(dú)特的原子和電子結(jié)構(gòu)，氣體分子與石墨烯表面間的相互作用將表現(xiàn)出許多特有的現(xiàn)象，這將為表面化學(xué)特別是表面催化研究提供一個(gè)獨(dú)特的模型表面;同時(shí)石墨烯具有完美的兩維周期平面結(jié)構(gòu)，可以作為一個(gè)理想的催化劑載體，金屬/石墨烯體系將為表面催化研究提供一個(gè)全新的模型催化研究體系。上海氧化石墨烯研發(fā)相關(guān)實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，氧化石墨烯實(shí)際上具有兩親性，從石墨烯薄片邊呈現(xiàn)親水至疏水的性質(zhì)分布。

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(duì)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(duì)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

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(jià)鍵等其他的方式，以增強(qiáng)熱傳遞的效率。本團(tuán)隊(duì)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倍石墨烯環(huán)氧樹脂由石墨烯與環(huán)氧樹脂原位聚合制備得到，有效解決了石墨烯分散的難題。

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。氧化石墨烯可以應(yīng)用于鋰離子電池，提高儲(chǔ)能密度和循環(huán)倍率。氧化石墨烯銷售

常州第六元素氧化石墨(烯)產(chǎn)能達(dá)到1400噸/年，石墨烯粉產(chǎn)能達(dá)到100噸/年。上海氧化石墨烯研發(fā)

氧化石墨烯成膜過程中因氧化石墨烯片層以交錯(cuò)的方式堆疊在一起，會(huì)形成納米通道，因而可作為分子篩。Li等[6和Joshi等|_6]研究發(fā)現(xiàn)氧化石墨烯膜具有一定的選擇滲透性，能使水化離子半徑小的離子及直徑小于納米通道孔徑的氣體分子通過，從而實(shí)現(xiàn)分子之間的分離。另外，氧化石墨烯膜還能吸附有機(jī)染料，可應(yīng)用于污水處理、鹽水淡化和油水分離等領(lǐng)域_6。Wang等l_7o]研究發(fā)現(xiàn)多孔納米聚丙烯腈纖維支撐基底的氧化石墨烯膜能完全過濾水中的剛果紅，且對(duì)無機(jī)鹽NaSO的阻滯率達(dá)56．7。Chen等_7將氧化石墨烯和碳納米管復(fù)合制備了還原氧化石墨烯一CNT復(fù)合濾膜，發(fā)現(xiàn)復(fù)合濾膜滲透率高達(dá)20～3OL·m·h·bar～，且對(duì)水中甲基橙阻滯率達(dá)97．3，對(duì)其他物質(zhì)的阻滯率達(dá)99％。上海氧化石墨烯研發(fā)