中國香港氧化石墨烯

當(dāng)今世界面臨著嚴(yán)峻的環(huán)境與能源挑戰(zhàn)。傳統(tǒng)能源如煤、石油的不斷消耗以及環(huán)境的日益惡化嚴(yán)重影響了人類的日常生活以及社會的正常發(fā)展。因而開發(fā)更為高效與環(huán)境友好的能源設(shè)備越來越得到人們的強(qiáng)烈關(guān)注。為**的初代鋰離子二次電池以其在能量密度與操作電壓上明顯優(yōu)于傳統(tǒng)鉛酸與鎳鎘電池的優(yōu)勢，迅速應(yīng)用于便攜電子設(shè)備電池市場。其后，隨著具有環(huán)境友好、成本低廉、循環(huán)性能穩(wěn)定等諸多優(yōu)勢的以磷酸鐵鋰為**的正極材料的報(bào)道［6，7］，鋰離子二次電池的應(yīng)用也擴(kuò)展到混合動力汽車與純電動汽車領(lǐng)域。然而目前鋰離子電池電極材料還存在著諸多問題，如較低的電子電導(dǎo)率與鋰離子遷移效率、嵌脫鋰過程中巨大的體積變化、電極材料與電解液的副反應(yīng)造成的容量損失以及活性物質(zhì)不可逆的結(jié)構(gòu)變化制約材料的循環(huán)穩(wěn)定性等。另外，由于目前常用的鋰離子電池正極材料固有的理論容量限制，實(shí)際應(yīng)用的鋰離子電池的比能量密度很難突破250Wh/kg［8］，因而難以滿足其在高比能量電池領(lǐng)域的長遠(yuǎn)發(fā)展。在這種背景下，鋰硫電池作為一種新的電化學(xué)儲能體系，以其超高的理論能量密度(2600Wh/kg)以及單質(zhì)硫儲量豐富、環(huán)境友好的特點(diǎn)，成為高比能二次電池的研究熱點(diǎn)。氧化石墨烯是單一的原子層，可以隨時在橫向尺寸上擴(kuò)展到數(shù)十微米。中國香港氧化石墨烯

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(diǎn)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(diǎn)。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(yùn)用各種石墨烯制備方法的優(yōu)勢，取長補(bǔ)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(diǎn)和難點(diǎn)，也為今后石墨烯的制備與合成開辟新的道路。黑龍江生產(chǎn)氧化石墨烯銷售廠氧化石墨易于接枝改性，可與復(fù)合材料進(jìn)行原位復(fù)合。

材料應(yīng)用范圍很廣。氧化石墨烯是一種性能優(yōu)異的新型碳材料，具有較高的比表面積和表面豐富的官能團(tuán)。氧化石墨烯復(fù)合材料包括聚合物類復(fù)合材料以及無機(jī)物類復(fù)合材料更是具有廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域，因此氧化石墨烯的表面改性成為另一個研究重點(diǎn)。石墨烯通?？捎裳趸┻€原得到，其主要的制備方法有機(jī)械剝離法、化學(xué)還原法、溶劑熱還原法、光催化還原法、化學(xué)氣相沉積法等。其中，化學(xué)還原法由于具有成本低、工藝簡單易控等特點(diǎn)而備受科研工作者的推崇。目前，用于制備還原氧化石墨烯或石墨烯的化學(xué)還原劑主要有鈉與硼氫化鈉混合液、硼氫化鈉和硫酸混合液、氫碘酸、氫碘酸與乙酸混合液，鈉-氨，對苯二酚，維生素C-氨基酸，L-對抗壞血酸，鋅粉，鋁粉，鐵，堿，水合肼，二甲基肼，硫化氫以及氫化鈉等。然而，在利用這些還原劑的過程中，高溫、大量有機(jī)溶劑以及有毒藥品的使用限制了大規(guī)模生產(chǎn)還原氧化石墨烯。因此，開發(fā)一種簡單易行、反應(yīng)條件溫和、生產(chǎn)成本低、環(huán)境友好型的還原氧化石墨烯的方法是十分必要的。

石墨烯宏觀體材料的形狀可通過改變不同的制備方法、反應(yīng)基底及反應(yīng)容器等對其進(jìn)行調(diào)控，但其微觀結(jié)構(gòu)的可控性和重復(fù)性差。具有相同宏觀形貌的石墨烯相關(guān)理化性能也不盡相同，甚至相差很大。因此，對于實(shí)現(xiàn)宏觀體石墨烯材料微觀結(jié)構(gòu)的控制是今后研究的一個難點(diǎn)。當(dāng)前制備石墨烯宏觀體材料大部分都是以氧化石墨、氧化石墨烯以及還原氧化石墨烯等石墨烯氧化物為原料，但這些石墨烯氧化物在電學(xué)性能和力學(xué)性能等方面都略有減弱，制備出來的石墨烯宏觀體材料的結(jié)構(gòu)性能也就與理論研究結(jié)果差距較大，因而對石墨烯宏觀體制備原料的開發(fā)以及結(jié)構(gòu)性能的提高是至關(guān)重要的。盡管石墨烯宏觀體材料較大的比表面積和良好的電學(xué)性能可應(yīng)用于環(huán)境治理和電子器件等領(lǐng)域，但石墨烯良好的透光和導(dǎo)熱性能仍待進(jìn)一步的研究應(yīng)用。石墨烯導(dǎo)熱性能優(yōu)異，可制備導(dǎo)熱復(fù)合材料、散熱涂料等。

石墨是由大量碳原子組成的六角環(huán)形網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的多層疊合體，因?qū)訂柦Y(jié)合能只有5．4kJ／tool，故在一定的外力作用下易被剝離，而剝離出的石墨單層結(jié)構(gòu)即為石墨烯。20世紀(jì)3O年代，Landau和Peierls等ll提出二維晶體是熱力學(xué)不穩(wěn)定的，在常溫常壓下易分解。因此，傳統(tǒng)理論認(rèn)為石墨烯只是一個理論結(jié)構(gòu)，實(shí)際中無法單獨(dú)存在。直到2004年，英國科學(xué)家Geim等打破了“二維晶體無法在非***零度穩(wěn)定存在”的認(rèn)知，采用微機(jī)械剝離法在高定向熱解石墨(HoPG)上反復(fù)剝離，**終成功制備并觀察到單層石墨烯。氧化石墨烯的精確結(jié)構(gòu)還無法得到確定。氧化石墨烯性能

氧化石墨烯懸浮液可以用于鋰電池負(fù)極改性。中國香港氧化石墨烯

產(chǎn)線生產(chǎn)規(guī)模以及技術(shù)先進(jìn)程度，達(dá)到了世界前列水平。2020年5月，全資子公司南通第六元素材料科技有限公司石墨烯產(chǎn)能擴(kuò)建一期生產(chǎn)項(xiàng)目順利實(shí)施，氧化石墨(烯)產(chǎn)能達(dá)到1000噸/年。公司目前擁有氧化石墨(烯)、石墨烯粉體、復(fù)合材料3大系列，共19個型號產(chǎn)品，廣泛應(yīng)用于電子器件、儲能材料、傳感器、半導(dǎo)體、航天、**、復(fù)合材料以及生物醫(yī)藥等領(lǐng)域。其中聯(lián)合研發(fā)的國內(nèi)***石墨烯重防腐涂料，率先實(shí)現(xiàn)了石墨烯在重防腐涂料領(lǐng)域的技術(shù)突破和工程化應(yīng)用，并實(shí)現(xiàn)在**裝備上的規(guī)模化應(yīng)用，為石墨烯在更多領(lǐng)域的應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。公司與中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)、四川大學(xué)、江南石墨烯研究院等多家科研院所建立了長期穩(wěn)定的應(yīng)用技術(shù)研發(fā)合作關(guān)系，目前在職的博士6名，碩士20多名，共申請發(fā)明專利130多項(xiàng)，其中70多項(xiàng)發(fā)明專利已獲授權(quán)，**數(shù)量在石墨烯粉體行業(yè)位居前列。企業(yè)使命&愿景：以高質(zhì)量的石墨烯，創(chuàng)碳時代***企業(yè)價值觀：創(chuàng)新，務(wù)實(shí)，誠信。中國香港氧化石墨烯