改性石墨烯材料

去年12月，華為曾推出的石墨烯基鋰離子電池引起了巨大的關(guān)注，被喻為“黑金子”的石墨烯材質(zhì)開(kāi)始展示了其獨(dú)有的魅力漸漸實(shí)現(xiàn)商用。而石墨烯能干的不僅如此，現(xiàn)在又有研究人員采用石墨烯制造OLED電極。實(shí)質(zhì)上，業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為，未來(lái)石墨烯有也許在OLED產(chǎn)業(yè)上實(shí)現(xiàn)大規(guī)模應(yīng)用。石墨烯享有高畫(huà)質(zhì)、柔性超薄、高對(duì)比、低能耗等特性，它能制作硬度優(yōu)良、導(dǎo)電出色、柔性觸控、超級(jí)透明的出色觸控面板材質(zhì)。而這次研究人員用石墨烯制作OLED電極就是一項(xiàng)關(guān)鍵突破。據(jù)傳媒報(bào)導(dǎo)，黏附到OLED的電極大小約為2cmx1cm（1/2英寸x1/4英寸），它采用化學(xué)氣相沉積（CVD）工藝制造，其中甲烷和氫氣被泵入真空室中，銅板被加熱到800℃（1,472°F）。這兩種氣體時(shí)有發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，并當(dāng)甲烷溶解到銅中時(shí)，其在表面上形成石墨烯原子。一旦該層充分形成，使整個(gè)設(shè)備降溫，強(qiáng)加保護(hù)性聚合物片，然后化學(xué)蝕刻掉銅以顯出純石墨烯的單原子層。Fraunhofer有機(jī)電子學(xué)，電子束和等離子體技術(shù)FEP項(xiàng)目主任BeatriceBeyer博士說(shuō)，“這是極嚴(yán)苛材質(zhì)研究和集成的確實(shí)突破。雖然這不是個(gè)在其結(jié)構(gòu)中用到石墨烯的柔性顯示屏，但它引入OLED技術(shù)，向全色屏幕和迅速響應(yīng)時(shí)間邁出一大步。石墨烯地暖的安裝也非常簡(jiǎn)便，可以根據(jù)房間的大小和布局進(jìn)行靈活的安裝。改性石墨烯材料

可實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量石墨烯的大量制備，同時(shí)也為兼具特定構(gòu)造、性能和運(yùn)用的石墨烯三維體材質(zhì)的制備提供了一個(gè)基本思路。近日，我所納米與界面催化研究組（502組）金立、傅強(qiáng)和包信和等研究人員與中科院金屬所成會(huì)明研究員***的研究小組協(xié)作，運(yùn)用本組近來(lái)研制的深紫外激光光電子發(fā)射顯微鏡（DUV-PEEM）系統(tǒng)對(duì)單層石墨烯生長(zhǎng)過(guò)程和構(gòu)造開(kāi)展了研究，并成功發(fā)現(xiàn)，在Pt表面上運(yùn)用化學(xué)氣相沉積法(CVD)生長(zhǎng)取得的毫米尺寸的單層石墨烯中，具凹角分界的石墨烯片層為多晶構(gòu)造，存在不同的晶格傾向，而只有凸角分界的石墨烯片層則具理想的單晶構(gòu)造。該方式作為一個(gè)**主要的判據(jù)，確證了運(yùn)用CVD方式能取得大面積、單層、單晶石墨烯。該成果近日刊出在《自然-通訊》NatureCommunications上（(2012)/ncomms/journal/v3/n2/full/）。我所深紫外激光光發(fā)射電子顯微鏡（PEEM）研制是國(guó)家關(guān)鍵科研配備研制項(xiàng)目（“深紫外全固態(tài)激光源關(guān)鍵科研配備研制”）資助下得到的**主要成果。江蘇石墨烯銷售廠石墨烯獨(dú)特的二維結(jié)構(gòu)使它對(duì)周?chē)沫h(huán)境非常敏感。

石墨烯的研究熱潮也吸引了國(guó)內(nèi)外材料植被研究的興趣，石墨烯材料的制備方法已報(bào)道的有：機(jī)械剝離法、化學(xué)氧化法、晶體外延生長(zhǎng)法、化學(xué)氣相沉積法、有機(jī)合成法和碳納米管剝離法等。1、微機(jī)械剝離法2004年，Geim等***用微機(jī)械剝離法，成功地從高定向熱裂解石墨(highlyorientedpyrolyticgraphite)上剝離并觀測(cè)到單層石墨烯。Geim研究組利用這一方法成功制備了準(zhǔn)二維石墨烯并觀測(cè)到其形貌，揭示了石墨烯二維晶體結(jié)構(gòu)存在的原因。微機(jī)械剝離法可以制備出高質(zhì)量石墨烯，但存在產(chǎn)率低和成本高的不足，不滿足工業(yè)化和規(guī)?；a(chǎn)要求，目前只能作為實(shí)驗(yàn)室小規(guī)模制備。2、化學(xué)氣相沉積法化學(xué)氣相沉積法(ChemicalVaporDeposition，CVD)***在規(guī)?；苽涫┑膯?wèn)題方面有了新的突破。CVD法是指反應(yīng)物質(zhì)在氣態(tài)條件下發(fā)生化學(xué)反應(yīng),生成固態(tài)物質(zhì)沉積在加熱的固態(tài)基體表面，進(jìn)而制得固體材料的工藝技術(shù)。麻省理工學(xué)院的Kong等、韓國(guó)成均館大學(xué)的Hong等和普渡大學(xué)的Chen等在利用CVD法制備石墨烯。他們使用的是一種以鎳為基片的管狀簡(jiǎn)易沉積爐，通入含碳?xì)怏w，如：碳?xì)浠衔?，它在高溫下分解成碳原子沉積在鎳的表面,形成石墨烯，通過(guò)輕微的化學(xué)刻蝕，使石墨烯薄膜和鎳片分離得到石墨烯薄膜。

石墨烯（Graphene）是一種由碳原子以sp2雜化方式形成的蜂窩狀平面薄膜，是一種只有一個(gè)原子層厚度的準(zhǔn)二維材料，所以又叫做單原子層石墨。英國(guó)曼徹斯特大學(xué)物理學(xué)家安德烈·蓋姆和康斯坦丁·諾沃肖洛夫，用微機(jī)械剝離法成功從石墨中分離出石墨烯，因此共同獲得2010年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。石墨烯常見(jiàn)的粉體生產(chǎn)的方法為機(jī)械剝離法、氧化還原法、SiC外延生長(zhǎng)法，薄膜生產(chǎn)方法為化學(xué)氣相沉積法（CVD）。由于其十分良好的強(qiáng)度、柔韌、導(dǎo)電、導(dǎo)熱、光學(xué)特性，在物理學(xué)、材料學(xué)、電子信息、計(jì)算機(jī)、航空航天等領(lǐng)域都得到了長(zhǎng)足的發(fā)展。氧化石墨易于剝離成穩(wěn)定的氧化石墨烯分散液，易于成膜。

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)制備方法是一種方便、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)修飾包括：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(lái)實(shí)現(xiàn)更多的功能和應(yīng)用。石墨烯的表面化學(xué)性能: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。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。江蘇石墨烯銷售廠

石墨烯成為研究領(lǐng)域中的熱門(mén)材料，并在納米科技、電子學(xué)、能源存儲(chǔ)等眾多領(lǐng)域展現(xiàn)出巨大的潛力。改性石墨烯材料

鋰離子電池組均需保護(hù)線路，預(yù)防電池組被過(guò)充過(guò)放電。充電時(shí)間太長(zhǎng)、壽命太短。目前鋰電池安全疑問(wèn)的解決方案是物理性的：一是使用開(kāi)關(guān)元件，當(dāng)電池組內(nèi)的溫度上升時(shí)，它的阻值隨之上升，當(dāng)溫度過(guò)高時(shí)，會(huì)自動(dòng)終止供電；二是選項(xiàng)恰當(dāng)?shù)母舭宀牧?，?dāng)溫度升高到一定數(shù)值時(shí)，隔板上的微米級(jí)微孔會(huì)自動(dòng)溶解掉，從而使鋰離子不能通過(guò)，電池組內(nèi)部反應(yīng)終止；三是設(shè)立安全閥（就是電池組頂部的放氣孔），電池組內(nèi)部壓力升高到一定數(shù)值時(shí)，安全閥自動(dòng)敞開(kāi)，確保電池組的使用安全性。而對(duì)于大容量鋰離子電池，特別是汽車(chē)等用大容量鋰離子電池，只好使用強(qiáng)制散熱。這就為納米鋰電池的問(wèn)世提供了或許。鋰離子電池組正負(fù)極材料納米化加工后制成的電池組，是綠色環(huán)保產(chǎn)品，對(duì)環(huán)境不導(dǎo)致污染，并且成本較目前的高容量電池組低。納米鋰電池技術(shù)的關(guān)鍵點(diǎn)是高容量、高功率、高安全性之納米級(jí)鋰電池材質(zhì)的開(kāi)發(fā)與落實(shí)應(yīng)用。目前德陽(yáng)高瞻遠(yuǎn)矚，力圖制作***新能源材質(zhì)***基地與儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)基地。德陽(yáng)瞄準(zhǔn)了納米鋰電池這樣的優(yōu)勢(shì)，1、由科學(xué)家黃銘主導(dǎo)的23億入股“黃銘納米鋰電池材質(zhì)”剛建成，年產(chǎn)3000噸電池組材質(zhì)。改性石墨烯材料