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楼主: cspc
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石墨烯

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 楼主| cspc 发表于 2013-7-26 20:46:11 | 显示全部楼层
碳海绵:碳纳米管和石墨烯共同支撑起无数个孔隙的三维多孔材料
2013年3月,浙江大学高分子系高超教授的课题组制备出了一种超轻气凝胶――它刷新了目前世界上最轻材料的纪录,弹性和吸油能力令人惊喜。这种被称为“全碳气凝胶”的固态材料密度为每立方厘米0.16毫克,仅是空气密度的1/6。它的价值在于其简便的制备方法,以及材料所展现出来的优越性能。不需要模板,只与容器有关。容器多大,就可以制备多大,可以做到上千立方厘  
米,甚至更大。
“碳海绵”具备高弹性,被压缩80%后仍可恢复原状。它对有机溶剂具有超快、超高的吸附力,是迄今已报道的吸油力最高的材料。现有的吸油产品一般只能吸自身质量10倍左右的液体,而“碳海绵”的吸收量是250倍左右,最高可达900倍,而且只吸油不吸水。“大胃王”吃有机物的速度极快:每克这样的“碳海绵”每秒可以吸收68.8克有机物。
纯石墨烯粉末制成柔性散热薄膜
2013年4月2日,贵州新碳高科有限责任公司宣布研制成功出中国首个纯石墨烯粉末产品——柔性石墨烯散热薄膜。此次发布的中国首个石墨烯粉末应用产品“柔性石墨烯散热薄膜”,由贵州新碳高科有限责任公司研发和生产,由上海新池能源科技有限公司提供稳定的、量产规模的石墨烯粉末。新碳高科建立了年产2万平米生产线,已成功生产1000平方米石墨烯柔性散热薄膜产品。该产品采用了单片厚度1-5个原子层,横向尺寸0.5-5微米,比表面积500-1000m/g的高质量石墨烯粉末,通过制备高浓度不团聚的石墨烯溶液,利用辊涂技术(Roll to Roll)形成有良好定向性的石墨烯微片层状结构,然后在高温特定气氛下还原,使石墨烯微片边缘晶粒长大,最后扩展成为大面积连续二维结构的石墨烯柔性散热薄膜。产品热扩散率达到700-900M2/S,热导率在800-1600W/(mk)。其散热效果比常用的散热材料铜(热导率429W/(mk)要提高2-4倍,而且具有良好的可加工性能。
编辑本段规模生产全球首条石墨烯生产线慈溪开工,在慈溪市慈东滨海区,年产300吨石墨烯项目正紧锣密鼓筹建中。不久之后,这里将出现全球第一条石墨烯生产线。
受此影响,21日石墨烯概念股受到追捧,华丽家族早间涨停,一度触及涨停的工大高新目前也有近9%的涨幅,中钢吉炭、中国宝安、金路集团等概念股均有不同程度涨幅。
“石墨烯是目前世界上已发现的最、最坚硬的纳米材料,它不但可以用来开发制造纸片一样的超轻型飞机材料,还能做出超坚韧的防弹衣。”宁波墨西科技有限公司总经理林立新兴奋地说,据保守估计,这种材料仅替代市场的潜力就有数十亿甚至上百亿元。
历时三年 成功研制石墨烯产业化项目
2008年10月,从美国纽约州立大学博士后毕业的刘兆平,应聘进入中科院宁波材料所,领衔攻关制备石墨烯的新技术。他还给自己刚出生的女儿取名“刘墨希”。
这个项目吸引了众多宁波民营企业的目光,他们有的已经尝到新材料产业的甜头,有的希望借石墨烯项目拓展到新材料领域,有的想通过引进石墨烯技术提升自身产品品质。
当时,刘兆平团队的石墨烯项目尚停留在实验阶段,距离产业化还有一段不短的路。正是这段看似坎坷的路,让素以“稳健”和“精明”著称的宁波民企开始怯步。
“石墨烯项目市场前景确实很好,但是能不能等你们技术成熟后,再转让给我们?”“首期付款就要几千万元,你们能不能降低价格,等项目产生效益后再支付更多的费用?”……这是在与30余位宁波民企老板的频繁接触中,中科院宁波材料所技术转移办公室副主任俞建伟听的最多的话。
2011年7月,刘兆平团队设计建成了年产30吨的石墨烯中试生产线。
“石墨烯制备成本很高,每克要5000元,是黄金价格的十几倍。现在,我们将制造成本降到了每克3元。”刘兆平说,这意味着石墨烯项目可以走向产业化,成为大量供给的工业原料。两个月后,在2011中国科技创业计划大赛上,“石墨烯产业化技术”项目获得海外人才创业特别奖一等奖。
引起国内外震动 险些花落他乡
宁波材料所的石墨烯产业化技术,在国内外引起了不小的震动。石墨烯项目的市场价值,也由实验阶段的几千万元提升到上亿元。
而与这个项目有过接触的宁波民企,却在为投资门坎一下子提高那么多而发愁,犹豫再三后,还是迟迟未能出手。此时,外来竞争者已经悄悄逼近。很多外地企业或投资机构纷纷慕名前来,希望引进这个项目。

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 楼主| cspc 发表于 2013-7-26 20:46:40 | 显示全部楼层
柔性集体石墨烯具有高导电性和良好的柔韧性,是柔性储能器件的理想候选材料之一。最近金属研究所沈阳材料科学国家(联合)实验室在前期制备出具有三维连通网络结构的石墨烯泡沫的基础上(Nature Materials 10 (6), 424, 2011),利用该材料作为高导电的柔性集流体,设计并制备出可快速充放电的柔性锂离子电池。研究人员将三维连通的石墨烯网络作为集流体,取代电池中常用的金属集流体,不仅可有效降低电极中非活性物质的比例,且三维石墨烯网络的高导电性和多孔结构为锂离子和电子提供了快速扩散通道,可实现电极材料的快速充放电性能。为了在不使用粘结剂和导电添加剂的情况下实现活性物质和石墨烯集流体的良好接触以促进电子传输和提高弯折时电极材料的稳定性,研究人员发展了原位水热合成方法,在石墨烯三维连通网络结构上直接生长活性物质,如磷酸铁锂和钛酸锂。将磷酸铁锂/石墨烯和钛酸锂/石墨烯复合材料分别作为正负极,采用柔性硅胶为封装体,组装了具有很好柔性的锂离子全电池(图1a, b)。该柔性锂离子电池在弯曲时,其充放电特性保持不变(图1 c-d),并可在6分钟内完成充电(达到初始容量的90%),在100次循环之后容量保持率在96%。
该研究为高性能柔性锂离子电池的设计和制备提出了一种新思路。这种可快速充电的柔性锂离子电池的制备工艺简单,具有潜在的实际应用价值。该研究成果于10月8日在《美国科学院院刊》(PNAS)上在线发表(PNAS, 2012, )。此外,该研究团队还充分利用石墨烯和碳纳米管的优异特性,发展出超级电容器和锂-硫电池用柔性电极材料(ACS Nano 3 (7), 1745, 2009; Advanced Energy Materials 1 (5), 917, 2011; Energy & Environmental Science 5, 8901, 2012),为柔性储能器件的开发奠定了良好基础。上述工作得到了国家自然科学基金委、科技部和中科院有关项目的资助。
编辑本段潜在作用1、石墨烯有抗菌物质:中科院上海分院某位科学家发现石墨烯氧化物对于抑制大肠杆菌的生长超级有效,而且不会伤害到人体细胞。假若石墨烯氧化物对其他细菌也具有抗菌性,则可能找到一系列新的应用,像自动除去气味的鞋子,对有害菌导致的便秘进行快速消除,或保存食品新鲜的包装。这可是与我们的生活密切相关的哦。
2、石墨烯能够淡化海水:研究表明,石墨烯过滤器可能大幅度的胜过其他的海水淡化技术。如果能够与水分子分解发电技术结合,水、电就会成为非常廉价的产品,人类就不会为缺水、停电烦恼。
3、石墨烯能够作为太阳能电池:南加州大学维特比工程学院的实验室报告高度透明的石墨烯薄膜的化学气相沉积法在2008年的大规模生产。在这个过程中,研究人员创建超薄的石墨烯片,方法是在甲烷气体中的镍板上,由首先沉积的碳原子形成石墨烯薄膜的形式。然后,他们在石墨烯层之上铺下一层热塑性保护层,并且在酸浴中溶解掉下面的镍。在最后的步骤中,他们把塑料保护的石墨烯附着到一个非常灵活的聚合物片材,它可以被纳入一个有机太阳能电池 (OPV电池, 石墨烯光伏电池)。石墨烯/聚合物片材已被生产,大小范围在150平方厘米,和可以用来生产灵活的有机太阳能电池 (OPV电池)。这可能最终有可能运行能覆盖广泛的地区的廉价太阳能电池,就像报纸印刷机的印刷报纸一样。
4、石墨烯具备作为优秀的集成电路电子器件的理想性质。石墨烯具有高的载流子迁移率(carrier mobility),以及低噪声,允许它被用作在场效应晶体管的通道。问题是单层的石墨烯制造困难,更难作出适当的基板。
根据2010年1月的一份报告中,对SiC外延生长石墨烯的数量和质量适合大规模生产的集成电路。在高温下,在这些样品中的量子霍尔效应可以被测量。另请参阅IBM在2010年的工作的晶体管一节中,速度快的晶体管'处理器'制造了2-英寸 (51-毫米) 的石墨烯薄片。然而在2011年6月,IBM的研究人员宣布,他们已经成功地创造了第一个石墨烯为基础的集成电路-宽带无线混频器。[64] 电路处理频率高达10 GHz,其性能不受温度可高达127摄氏度的影响。
5、石墨烯可以用于超级电容器的导电电极,因石墨烯具有特高的表面面积对质量比例。科学家认为这种超级电容器的储存能量密度会大于现有的电容器。
6、石墨烯生物器件。由于石墨烯的可修改化学功能、大接触面积、原子尺吋厚度、分子闸极结构等等特色,应用于细菌侦测与诊断器件,石墨烯是个很优良的选择。
科学家希望能够发展出一种快速与便宜的快速电子DNA定序科技。它们认为石墨烯是一种具有这潜能的材料。基本而言,他们想要用石墨烯制成一个尺寸大约为DNA宽度的纳米洞,让DNA分子游过这纳米洞。由于DNA的四个碱基(A、 C、 G、T)会对于石墨烯的电导率有不同的影响,只要测量DNA分子通过时产生的微小电压差异,就可以知道到底是哪一个碱基正在游过纳米洞。这样,就可以达成目的。
7、作为导热材料或者热界面材料。2011年, 美国佐治亚理工学院(Georgia Institute of Technology)学者首先报道了垂直排列官能化多层石墨烯三维立体结构在热界面材料中的应用及其超高等效热导率和超低界面热阻。
8、单分子气体侦测。石墨烯独特的二维结构使它在传感器领域具有光明的应用前景。巨大的表面积使它对周围的环境非常敏感。即使是一个气体分子吸附或释放都可以检测到。这类检测目前可以分为直接检测和间接检测。 通过穿透式电子显微镜可以直接观测到单原子的吸附和释放过程。通过测量霍尔效应方法可以间接检测单原子的吸附和释放过程。当一个气体分子被吸附于石墨烯表面时,吸附位置会发生电阻的局域变化。当然,这种效应也会发生于别种物质,但石墨烯具有高电导率和低噪声的优良品质,能够侦测这微小的电阻变化。

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 楼主| cspc 发表于 2013-7-26 20:47:07 | 显示全部楼层
石墨烯生产
石墨烯比表面的检测方法
锂电池负极材料的主要种类有天然石墨(59%),人造石墨(30%),中间相炭微球(8%)及其他类型(3%)。石墨类负极材料仍然占据锂电负极材料的主流地位,但近年新型负极材料(如钛酸锂等、石墨烯)等 的研发与应用也开始受到业内关注。
  石墨烯是一种新型材料,其创始研究人员获得2010年诺贝尔化学奖。将石墨烯应用于锂电池负极材料中,可以大幅度提高负极材料的电容量和大倍率充放电性能。
  国内北京化工大学等高校和研究机构进行了石墨烯材料的研究工作。企业也开始推进石墨烯负极材料的产业化进程。2011年11月,常州第六元素材料科技股份有限公司成立,将生产用于锂电池负极材料 的石墨烯,计划在2012年将产量提升到吨级。2012年4月,大连丽昌新材料有限公司建成了全自动石墨烯负极材料生产线,年产能达300吨。
通过精微高博JW系列仪器的BET多点法、BET单点法、Langmuir多点法、固体标样参比法等测试,统计层厚法(计算外比表面积)、粒度估算、样品BET吸附常数C等测试方法,来检测石墨烯比表面。
石墨烯比表面积测试使用JW系列比表面积测试仪进行测试,精微高博JW系列比表面积测试仪测试石墨烯等负极材料,测试精度高,重复性好,获得16项技术专利,石墨烯比表面积测试仪国际知名品牌,远销海外。

  
国内首条石墨烯薄膜生产线在江苏常州投产[9]
成分/组成信息
氧化[2]水分散液的浓度为10 mg/ml
样品 重量比(wt%)
氧化石墨烯 0.01
水 0.99
编辑本段石墨烯粉末和薄膜在日常生产中的检测苏州西恩士工业科技LV5000 产品优势
1、   明暗场五孔物镜转盘:
  苏州西恩士   LV5000
五孔物镜转盘提供充裕的操作空间—在保证您快速完成样品检测的同时让您在选择明场、暗场、偏光等时操作更加舒适。
2 、 光源:
  机身配有24W的卤素灯反射光源,稳定可靠,此外,您也可以选择使用冷光源:恒定的色温,低能耗和寿命长为其最重要的优点。
  3、  优化的光路(反射光)设计:
  带有孔径光阑和市场光阑的色差校正光路为您的样品提供最佳的照明。

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dshgsb2015 发表于 2015-3-18 10:55:31 | 显示全部楼层
学习了     

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schultz 发表于 2015-3-26 15:47:18 | 显示全部楼层
这么多,看都看不过来啊,看的有点累

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