全國氧化石墨烯

當(dāng)今社會日益增長的能源與環(huán)境需求對儲能電池技術(shù)的發(fā)展既是機(jī)遇也是嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。納米碳材料如碳納米管與石墨烯因其優(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)特征在儲能電池技術(shù)領(lǐng)域中的應(yīng)用越來越普遍。本文通過綜述近年來碳納米管與石墨烯分別作為鋰離子電池的復(fù)合電極材料、負(fù)極活性材料、導(dǎo)電添加劑以及新型鋰硫電池用復(fù)合導(dǎo)電載體的***應(yīng)用進(jìn)展，重點(diǎn)討論了這兩類納米碳材料的不同應(yīng)用模式對儲能電池容量性能、倍率性能以及循環(huán)壽命的影響。同時(shí)對目前研究中存在的問題進(jìn)行了總結(jié)，并對未來發(fā)展方向，如開發(fā)低成本與環(huán)境友好的高質(zhì)量材料合成技術(shù)、提升材料的分散能力以有效構(gòu)筑復(fù)合電極結(jié)構(gòu)以及開發(fā)新的應(yīng)用模式等進(jìn)行了展望。石墨烯防腐漿料中分散有少層石墨烯，且具有較高的穩(wěn)定性。全國氧化石墨烯

涂膜法是一種操作簡單、效率相對較高的制備方法，常見的涂膜法可分為噴涂法和旋涂法兩種。３〇＾０山６［４６］等人將００懸浮液噴涂在預(yù)熱后的５１／３丨０２基材上，待溶劑完全蒸發(fā)后得到石墨烯薄膜。在噴涂過程中，可通過調(diào)節(jié)噴霧持續(xù)時(shí)間和分散液濃度來精確地控制ＧＯ片的厚度及密度，進(jìn)一步還原后所得到的石墨烯薄膜可作為Ｐ型半導(dǎo)體，并表現(xiàn)出良好的場效應(yīng)響應(yīng)。除了普遍使用的噴涂法之外，Ｌｉａｎ［４７］等人將電噴霧沉積法與卷對卷工藝相結(jié)合，經(jīng)過機(jī)械壓實(shí)和２２００°Ｃ高溫處理后得到***石墨烯薄膜，熱導(dǎo)率比較高可達(dá)１４３４Ｗｎｒ１Ｋ－１，并且可實(shí)現(xiàn)大面積生產(chǎn)。Ｂａｏ［４］等人將ＧＯ分散液沉積在強(qiáng)氧化劑處理過的玻璃基材表面，并使基材分別以５００ｒｐｍ、８００ｒｐｍ和１６００ｒｐｍ的速度旋轉(zhuǎn)３０ｓ，全國氧化石墨烯氧化石墨烯還可以應(yīng)用于鋰電正負(fù)極材料的復(fù)合、催化劑負(fù)載等。

提升材料的分散能力與復(fù)合結(jié)構(gòu)制備技術(shù)。通過均勻分散與活性材料達(dá)到良好的電化學(xué)接觸是碳納米管與石墨稀在用作導(dǎo)電添加劑與復(fù)合導(dǎo)電結(jié)構(gòu)時(shí)發(fā)揮性能的關(guān)鍵。特別是在鋰硫電池中，一般所制備的碳硫復(fù)合電極中碳材料的含量往往超過30%，嚴(yán)重影響了所制備硫電極的實(shí)際比容量性能，因而需要通過提高碳材料的分散能力與復(fù)合電極的制備技術(shù)以在高硫負(fù)載率下，仍能保證復(fù)合電極較高性能的發(fā)揮。(3)開發(fā)新的應(yīng)用模式。對碳納米管與石墨烯的應(yīng)用可不限于其本身，而是通過諸如碳納米管與石墨烯的復(fù)合或兩者與其他導(dǎo)電結(jié)構(gòu)的復(fù)合，以不同材料間的協(xié)同作用來構(gòu)筑更為完善的導(dǎo)電結(jié)構(gòu)。同時(shí)也通過降低碳納米管與石墨烯在電極中的使用量，有效降低材料的應(yīng)用成本。

在聲學(xué)領(lǐng)域，利用石墨烯材料極低的質(zhì)量密度、極薄的厚度以及極高的機(jī)械強(qiáng)度的優(yōu)異特性，其可作為振膜應(yīng)用于發(fā)聲器件中，可獲得優(yōu)異的頻譜特性。第六元素研發(fā)的石墨烯振膜，經(jīng)過客戶測試，該石墨烯發(fā)聲器件具有非常好的頻譜特性，保真度高。溶劑剝離法的原理是將少量的石墨分散于溶劑中，形成低濃度的分散液，利用超聲波的作用破壞石墨層間的范德華力，此時(shí)溶劑可以插入石墨層間，進(jìn)行層層剝離，制備出石墨烯。此方法不會像氧化-還原法那樣破壞石墨烯的結(jié)構(gòu)，可以制備高質(zhì)量的石墨烯。在氮甲基吡咯烷酮中石墨烯的產(chǎn)率比較高(大約為8%)，電導(dǎo)率為6500S/m。研究發(fā)現(xiàn)高定向熱裂解石墨、熱膨脹石墨和微晶人造石墨適合用于溶劑剝離法制備石墨烯。溶劑剝離法可以制備高質(zhì)量的石墨烯，整個(gè)液相剝離的過程沒有在石墨烯的表面引入任何缺陷，為其在微電子學(xué)、多功能復(fù)合材料等領(lǐng)域的應(yīng)用提供了廣闊的應(yīng)用前景。缺點(diǎn)是產(chǎn)率很低。氧化石墨烯還可以用于無機(jī)非金屬復(fù)合材料領(lǐng)域。

相變材料（ＰＣＭ）通過材料發(fā)生物態(tài)的變化（如融化、凝固等）來儲存及釋放能量，從而達(dá)到熱管理的目的。但是，相變材料在作為熱管理材料使用時(shí)有三個(gè)主要缺點(diǎn)：本征熱導(dǎo)率低、對光的吸收率低以及形狀穩(wěn)定性差［６（）＿６２］。因此，通常通過添加導(dǎo)熱填料來改善這些缺點(diǎn)，石墨烯由于具有高本征熱導(dǎo)率、高長徑比而經(jīng)常被作為制備具有高性能相變復(fù)合材料的理想填料。在現(xiàn)階段研究中，石墨烯基相變復(fù)合材料在熱管理方向的應(yīng)用主要分為光－熱轉(zhuǎn)換材料、熱－電轉(zhuǎn)換材料、電－熱轉(zhuǎn)換材料三種。氧化石墨烯含有豐富的羥基、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。全國氧化石墨烯

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。全國氧化石墨烯

氧化石墨烯(grapheneoxide)是石墨烯的氧化物，其顏色為棕黃色，市面上常見的產(chǎn)品有粉末狀、片狀以及溶液狀的。因經(jīng)氧化后，其上含氧官能團(tuán)增多而使性質(zhì)較石墨烯更加活潑，可經(jīng)由各種與含氧官能團(tuán)的反應(yīng)而改善本身性質(zhì)。氧化石墨烯薄片是石墨粉末經(jīng)化學(xué)氧化及剝離后的產(chǎn)物，氧化石墨烯是單一的原子層，可以隨時(shí)在橫向尺寸上擴(kuò)展到數(shù)十微米。因此，其結(jié)構(gòu)跨越了一般化學(xué)和材料科學(xué)的典型尺度。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。氧化石墨烯長久以來被視為親水性物質(zhì)，因?yàn)槠湓谒芯哂袃?yōu)越的分散性，但是，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，從石墨烯薄片邊緣到**呈現(xiàn)親水至疏水的性質(zhì)分布。因此，氧化石墨烯可如同界面活性劑一般存在界面，并降低界面間的能量。其親水性被***認(rèn)知。全國氧化石墨烯