新闻中心

多孔石墨烯的制备及应用

石墨烯是由单层sp2杂化碳原子呈六边形排列的而组成的一种二维碳材料，具有较大的理论比表面积、较高的本征载流子迁移率、较高的导热系数、室温下超高的电导率等优点。由于其独特的结构和性质，石墨烯已逐渐成为吸引力的应用材料之一。 石墨烯同时也存在着不足之处，如在数字电子领域，由于石墨烯的电子之间缺乏带隙，一旦数据传送之后便很难停止。解决办法是通过在石墨烯表面打孔形成带隙或者整合二维石墨烯构建具有特定三维结构的石墨烯，形成多孔结构。 多孔石墨烯的制备方法 模板法 模板法根据模板的组成及特性不同又可分为硬模板法和软模板法两种。 硬模板法 通过硬模板法制备多孔石墨烯材料主要涉及以下四个方面：（1）制备硬模板；（2）对模板表面进行功能化/改性，以获得适宜的表面性能；（3）通过各种方法将石墨烯或其衍生物，如氧化石墨烯涂覆在模板上；（4）选择性去除模板。 硬模板法也存在许多缺点，如产率相对不高，无法实现高产，采用多步合成工艺时限制较大，模板移除时结构坚固性不足等。 软模板法 软模板法是碳前驱体与软模板之间相互作用进行的自组装反应，经过高温碳化、聚合得到多孔石墨烯，其孔结构主要取决于合成条件，如反应物比例、溶剂类型和反应温度等，该方法可直接用于合成介孔或大孔石墨烯材料。 相比于硬模板，软模板本质上是在分子层面的合成，利用化学键或亲/疏水作用力相互作用的同时构造多孔结构，在软模板法制备多孔石墨烯材料的过程中，起重要作用的是模板与表面活性剂之间的化学反应。 无模板法 无模板法包括刻蚀法、溶剂热法和化学气相沉积法。 刻蚀法 刻蚀法是利用刻蚀剂与石墨烯之间发生化学反应，使石墨烯表面的碳原子被反应刻蚀以后留下孔结构的一种方法。该方法对于材料的刻蚀具有明显的选择性，即刻蚀结束立刻停止，不会损坏其余层面的材料。 溶剂热法 溶剂热法是在特定的高压反应釜中，利用水或有机溶剂作为反应体系，将其加热至临界温度，在高压反应体系中进行材料合成的一种方法，该方法极大地减少了环境污染，并且制备得到的多孔石墨烯材料具有孔径可控的优势。 化学气相沉积法 化学气相沉积法制备多孔石墨烯材料的主要过程是将甲烷、乙炔等含碳气体，再使气态碳源沉积到固态体基体表面，制备得到石墨烯，然后在保护气体中逐渐升温，获得多孔石墨烯材料的一种方法。该方法操作简单、可大规模生产，且制得的多孔石墨烯材料结构完整，具有优良的导电性能。 多孔石墨烯及其复合材料的应用 电极材料 以多孔石墨烯或复合材料为电极材料，其高度连通的结构大大促进了离子的快速输运，从而使材料呈现出较高容量和功率特性。 环境吸附材料 多孔石墨烯具有丰富的孔道结构，由于制备方法的差异，表面含有较多的缺陷，能够较容易引入不同功能团。多孔石墨烯及其复合材料在油/水分离、金属离子吸附和染料分子去除等方面均有诸多应用。 分离领域 通过模型建立和计算机模拟发现，多孔石墨烯对氢气（H2）、氮气（N2）和硫化氢（H2S）等气体分子具有较高的渗透性和选择性，能够有效分离H2/CH4、CO2/N2和H2S/CH4等混合气体。 参考资料： 吴蓬勃、王成君等.多孔石墨烯制备及其纳米复合材料的研究进展 曾旸等.多孔石墨烯材料的制备研究进展 史鹏、侯朝霞等.多孔石墨烯及其复合材料的研究进展

2019-05-22

石墨用途

1、作耐火材料：石墨及其制品具有耐高温、高强度的性质，在冶金工业中主要用来制造石墨坩埚，在炼钢中常用石墨作钢锭之保护剂，冶金炉的内衬。 2．作导电材料：在电气工业上用作制造电极、电刷、碳棒、碳管、水银正流器的正极，石墨垫圈、电话零件，电视机显像管的涂层等。 3．作耐磨润滑材料：石墨在机械工业中常作为润滑剂。润滑油往往不能在高速、高温、高压的条件下使用，而石墨耐磨材料可以在200~2000 ℃温度中在很高的滑动速度下，不用润滑油工作。许多输送腐蚀介质的设备，广泛采用石墨材料制成活塞杯，密封圈和轴承，它们运转时勿需加入润滑油。石墨乳也是许多金属加工(拔丝、拉管)时的良好的润滑剂。 4．石墨具有良好的化学稳定性。经过特殊加工的石墨，具有耐腐蚀、导热性好，渗透率低等特点，大量用于制作热交换器，反应槽、凝缩器、燃烧塔、吸收塔、冷却器、加热器、过滤器、泵设备。广泛应用于石油化工、湿法冶金、酸碱生产、合成纤维、造纸等工业部门，可节省大量的金属材料。 5．作铸造、翻砂、压模及高温冶金材料：由于石墨的热膨胀系数小，而且能耐急冷急热的变化，可作为玻璃器的铸模，使用石墨后黑色金属得到铸件尺寸精确，表面光洁成品率高，不经加工或稍作加工可使用，因而节省了大量金属。生产硬质合金等粉末冶金工艺，通常用石墨材料制成压模和烧结用的瓷舟。单晶硅的晶体生长坩埚，区域精炼容器，支架夹具，感应加热器等都是用高纯石墨加工而成的。此外石墨还可作真空冶炼的石墨隔热板和底座，高温电阻炉炉管，棒、板、格棚等元件。 6、用于原子能工业和国防工业：石墨具有良好的中子减速剂用于原子反应堆中，铀一石墨反应堆是目前应用较多的一种原子反应堆。作为动力用的原子能反应堆中的减速材料应当具有高熔点，稳定，耐腐蚀的性能，石墨完全可以满足上述要求。作为原子反应堆用的石墨纯度要求很高，杂质含量不应超过几十个PPM 。特别是其中硼含量应少于0.5PPM 。在国防工业中还用石墨制造固体燃料火箭的喷嘴，导弹的鼻锥，宇宙航行设备的零件，隔热材料和防射线材料。 7．石墨还能防止锅炉结垢，有关单位试验表明，在水中加入一定量的石墨粉(每吨水大约用4~5 克)能防止锅炉表面结垢。此外石墨涂在桥梁、管道上可以防腐防锈。 8．石墨可作铅笔芯、颜料、抛光剂。石墨经过特殊加工以后，可以制作各种特殊材料用于有关工业部门。 9．电极：石墨何以能取代铜做为电极

2022-05-18

烯连丝路、聚集使用、共赢未来——2019年我国世界石墨烯创新大会在西安隆重开幕

本届大会由西安市人民和石墨烯工业技能立异战略联盟联合主办，西安市科学技能局、西安高新技能工业开发区办理委员会、西安丝路石墨烯立异中心承办。原国务院参事、动力局原局长 徐锭明，工信部原资料司副司长邢涛；陕西省委科技工委委员、科技厅副厅长 史高领，西安市政协、西安市工商联 王欢畅，我国产学研协作促进会履行副会长/秘书长 王建华，西安市科技局党组书记、局长李志军，西安市高新区管委会副主任顾海文等领导到会本次大会。 　　开幕式上，石墨烯诺奖获得者、英国曼彻斯特大学Andre Geim教授，希腊FORTH 的Costas Galiotis教授，美国加州大学洛杉矶分校段镶锋教授，常州第六元素资料科技股份有限公司董事长瞿研，纳米马来西亚公司的副总裁Murni Ali女士、中华联合财产保险股份有限公司总经理助理王振宇先生相继做了主题陈述，深度解析石墨烯前沿技能，一起探索石墨烯未来开展。 　　据悉，“世界石墨烯产品认证中心(IGCC) ”是由欧洲闻名石墨烯途径组织Phantoms Foundation等相关安排建议建立的全球化的独立第三方认证组织，该认证中心于2018年1月18日正式建立，总部设在德国，现在是全球石墨烯行业展开石墨烯原资料和使用产品自愿性认证服务的独立第三方组织。而IGCC西安中心的建立，不仅为国内石墨烯认证供给了战略支撑，并且在很大程度上调动了国内石墨烯工业开展积极性，一起也是响应一带一路建造召唤的重要举措，对于石墨烯的健康标准开展具有里程碑意义。 　　本届大会设有石墨烯一带一路世界协作圆桌会议，陕西省石墨烯立异开展效果暨“一带一路”效果展，让企业对接石墨烯技能和产品需求的商务会客室，集科普与市场推行于一身的石墨烯产品体会馆，让企业面向全球发布石墨烯产品的新产品发布会，以及全球石墨烯工业研究陈述发布典礼、山东省石墨烯制造业中心推介会、东旭光电石墨烯工业开展之路、上海石墨烯功能型途径产品发布会暨项目征、要点新资料使用保险补偿补助专场洽谈会等多场特色活动，凭借多种不同形式的活动助力石墨烯工业开展。 　　其中，本届大会特别建立了以聚力“一带一路”中轴提升，助推陕西石墨烯腾达未来为主题的“陕西石墨烯工业立异效果暨一带一路效果展”。“效果展”将为国表里参会者出现陕西立异团队和高校科研院所的科创效果、陕西石墨烯工业化的老练产品，向全球显示陕西“硬科技”工业开展的新生机新优势。 　　自西安丝路石墨烯立异中心落地高新区以来，经过实施西安石墨烯立异“五个一”工程，先后建立了“我国世界石墨烯立异大会秘书处”、组建了“西安石墨烯工业开展专家委员会、建立了“西安石墨烯工业联盟”、建造“石墨烯工业立异基地”、建议“西安丝路石墨烯工业投资基金”。环绕要点行业使用，中心建立了专业、权威的工业服务途径，先后建立了医疗、修建、节能环保、汽车、融军、纺织等工业使用研究院以及农业和电加热两个工业使用促进推行中心。经过这些专业的工业服务途径，中心有力地推进了陕西石墨烯立异效果的不断涌现及转化，以石墨烯诺奖得主安德烈·海姆教授为代表的一大批国表里高端人才及其立异效果经过中心落地西安开展。一起中心也帮助企业打通了市场推行途径，助力西安工业蝶变。 　　本届大会特别建立100场“商务会客室”，会聚华为、海尔、陕汽、东方雨虹、塔塔钢铁等很多国表里500强企业，环绕物联网、新动力、涂料、热办理、医疗健康、航空航天、节能环保等领域，与全球石墨烯工业化企业对接200+石墨烯技能立异需求，为使用企业带来亟需的石墨烯相关技能和产品，助力其赢得战略先机、促进工业转型升级、完成新的工业增长点，一起也将为石墨烯企业拓展产品市场，把脉企业未来开展方向，推进石墨烯工业化进程，敞开全球石墨烯工业开展新时代。 　　全民参加，打造丝路石墨烯工业立异高地 　　2019年是打造西安硬科技品牌升级版的关键之年，作为硬科技大会的重要部分“2019我国世界石墨烯立异大会”的成功举行，有助于西安构建石墨烯新资料工业立异生态链、促进西安展开世界科技沟通协作、有助于激发本土新资料等硬科技企业的立异生机。一起凭借大会的途径，经过石墨烯新资料构建西安与“一带一路”沿线的科技协作通道，打造优势互补协作共赢的全球石墨烯工业开展一起体，助力西安打造“一带一路”石墨烯工业使用立异之城和全球硬科技之都，有用支撑和引领经济高质量开展，完成追逐逾越。

2019-10-30

石墨粉的分类有哪些

2022-10-19