提升材料的分散能力與復合結構制備技術。通過均勻分散與活性材料達到良好的電化學接觸是碳納米管與石墨稀在用作導電添加劑與復合導電結構時發揮性能的關鍵。特別是在鋰硫電池中,一般所制備的碳硫復合電極中碳材料的含量往往超過30%,嚴重影響了所制備硫電極的實際比容量性能,...
配體交換作用即:氧化石墨烯上原有的配位體被溶液中的金屬離子所取代,并以配位鍵的形式生成不溶于水的配合物,**終通過簡單的過濾即可從溶液中去除。Tang等47對Fe與GO(質量比為1:7.5)復合及Fe與Mn(摩爾比為3∶1)復合的氧化石墨烯/鐵-錳復合材料(G...
從化學結構可以看到,石墨烯具有垂直于晶面方向的大π鍵,此結構決定了其具有優異的電化學性能,在室溫下的導熱系數可高達5300W·(m·K)-1,能夠比肩比較好的碳納米管導熱材料。常溫下其電子遷移率甚至高于碳納米管和硅晶體,屬于世界上電阻率**小的材料。此外,石墨...
盡管氧化石墨烯自身可以發射熒光,但有趣的是它也可以淬滅熒光。這兩種看似相互矛盾的性質集于一身,正是由于氧化石墨烯化學成分的多樣性、原子和電子層面的復雜結構造成的。眾所周知,石墨形態的碳材料可以淬滅處于其表面的染料分子的熒光,同樣的,在GO和RGO中存在的SP2...
氧化石墨烯/還原氧化石墨烯在光電傳感領域的應用,其基本依據是本章前面部分所涉及到的各種光學性質。氧化石墨烯因含氧官能團的存在具備了豐富的光學特性,在還原為還原氧化石墨烯的過程中,不同的還原程度又具備了不同的性質,從結構方面而言,是其SP2碳域與SP3碳域相互分...
所采用的石墨原料片徑大小、純度高低等以及合成GO的方法不同,因此導致所合成出來的GO片的大小、片層厚度、氧化程度(含氧量)、表面電荷和表面所帶官能團等不同。GO的生物毒性除了有濃度依賴性,還會因GO原料的不同而呈現出毒性數據的多樣性,甚至結論相互矛盾[2-9]...
多層氧化石墨烯(GO)膜在不同pH水平下去除水中有機物質的系統性能評價和機理研究。該研究采用逐層組裝法制備了PAH/GO雙層膜,對典型單價離子(Na+,Cl-)和多價離子(SO42-,Mg2+)以及有機染料(亞甲藍MB,羅丹明R-WT)和藥物和個人護理品(三氯...
石墨是由大量碳原子組成的六角環形網狀結構的多層疊合體,因層問結合能只有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構即為石墨烯。20世紀3O年代,Landau和Peierls等ll提出二維晶體是熱力學不穩定的,在常溫常壓下易分解。因...
石墨烯是一種以碳原子緊密堆積成單層二維蜂窩狀晶格結構的新材料。具備低溫遠紅外功能,集***抑菌、抗紫外線。石墨烯獨特的二維結構使其對周圍的環境非常敏感,是電化學生物傳感器的理想材料。由于石墨烯結構的高度穩定性,石墨烯制作的晶體管在接近單個原子的尺度上依首念頌然...
近年來研究者發現石墨烯由于它獨特的零帶隙結構,對所有波段的光都無選擇性的吸收,且具有超快的恢復時間和較高的損傷閾值。因此利用石墨烯獨特的非線性可飽和吸收特性將其制作成可飽和吸收體應用于調Q摻鉺光纖激光器、被動鎖模光纖激光器已經成為超快脈沖激光器研究領域的熱點。...
目前,國內很多機械領域正向智慧化方向發展,傳感器、數據采集、發送、傳輸、接收設備成為必然,但很多自動化器件在潮濕、雨雪天氣下具有濕滯嚴重、電阻漂移、數據采集傳輸困難等缺陷。考慮將氧化石墨烯應用于機械自動化領域,可以提高數據采集、傳輸的準確性。(2)石墨烯的制備...
在非導電聚合物基體中加入導電填料通常能使聚合物表現出一定的導電性,而且聚合物導電性隨著填料含量的增加呈現出一種非線性的提高。當在填料添加量達到某一個數值,即逾滲閾值時,這些填料能在基體中形成導電網絡,使復合材料的導電性能大幅度增強。因此,石墨烯本身良好的導電性...
科學家們逐漸發現碳素材料在硬度、光學特性、耐熱性、耐輻射特性、耐化學藥品特性、電絕緣性、導電性、表面與界面特性等方面比其它材料優異,可以說碳材料幾乎包括了地球上所有物質所具有的特性,如**硬-**軟,絕緣體-半導體-良導體,絕熱-良導熱,全吸光-全透光等,因此...
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不同高聚物間的共混可明顯提升其各種物理性能,具有廣闊的使用范圍。通過改變聚合物的類型和組分的配比來調控聚合物共混物的性能,可以綜合利用各組分的性能,是一種非常有效和經濟的方法,從而滿足特定要求73,74。然而,簡單的聚合物共混往往并不能滿足性能要求,因為兩種不...
氧化石墨烯可以用于提高環氧樹脂、聚乙烯、聚酰胺等聚合物的導熱性能。通常而言,碳基填料可以提高聚合物的熱導率,但無法像提高導電性那么明顯,甚至低于有效介質理論。其原因可能是因為熱能傳遞主要是以晶格振動的形式,填料與聚合物之間以及填料與填料之間較弱的振動模式也會增...
利用原位聚合法制備了氧化石墨烯/聚乙烯導電復合材料,結果發現當石墨烯含量為2wt.%時,復合材料的導電率達到比較高2.9x10-2s/cm,作者認為氧化石墨烯在基體中分散性較好且形成了有效的導電網絡。用格氏試劑將GO表面的羥基、環氧基和羧基格氏化,然后與TiC...
從實際應用的角度看,石墨烯需要和基板接觸,因此,減少石墨烯薄膜和基板之間的接觸熱阻是石墨烯熱管理應用必須考慮的問題。單層或少數層石墨烯和基板之間的范德華力可以保證石墨烯和基板之間很好的熱耦合[42]。但是石墨烯薄膜由于厚度較大,范德華力遠遠不能滿足熱從基板傳遞...
第六元素研發的“石墨烯重防腐涂料”,率先在國內實現了產業化應用,于2015年通過工信部組織的“科技成果鑒定”,達到“世界先進水平”。該技術目前已在國信、華潤、龍源等海上風電塔筒,“京廣線”隴海鐵路橋梁,以及航天科工二院、中船“724所”等科研院所進行了試驗性涂...
石墨烯先和聚合物單體或者預聚物混合均勻,有時候也可以在合適的溶劑中混合,然后進行聚合反應。化學改性或者還原的氧化石墨烯表面含有或殘留一些官能團,這些官能團能直接與聚合物共價連接,也能作為反應點對石墨烯進行進一步的改性,比如利用ATRP共價接枝上聚合物鏈[138...
化學氧化還原法制備石墨烯是**有希望實現工業化宏量生產的方法之一,與其它方法相比,化學氧化還原法具有成本低廉、工藝簡單、生產設備簡易、單次產量比較大、產品層數集中(1~3層)等諸多優點,但其石墨烯的sp2雜化完美結構很難通過還原的方式完全恢復,難以得到電、熱等...
氧化石墨烯的研究熱潮也吸引了國內外材料植被研究的興趣,石墨烯材料的制備方法已報道的有:機械剝離法、化學氧化法、晶體外延生長法、化學氣相沉積法、有機合成法和碳納米管剝離法等。1、微機械剝離法2004年,Geim等***用微機械剝離法,成功地從高定向熱裂解石墨上剝...
石墨烯內部碳原子的排列方式與石墨單原子層一樣以sp雜化軌道成鍵,并有如下的特點:碳原子有4個價電子,其中3個電子生成sp鍵,即每個碳原子都貢獻一個位于pz軌道上的未成鍵電子,近鄰原子的pz軌道與平面成垂直方向可形成π鍵,新形成的π鍵呈半填滿狀態。研究證實,石墨...
與石墨烯量子點類似,氧化石墨烯量子點也具備一些特殊的性質。當GO片徑達到若干納米量級的時候將會出現明顯的限域效應,其光學性質會隨著片徑尺寸大小發生變化[48],當超過某上限后氧化石墨烯量子點的性質相當接近氧化石墨烯,這就提供了一種通過控制片徑尺寸分布改變氧化石...
氧化石墨烯表面含有-OH和-COOH等豐富的官能團,在水中可發生去質子化等反應帶有負電荷,由于靜電作用將金屬陽離子吸附至表面;相反的,如果水中pH等環境因素發生變化,氧化石墨烯表面也可攜帶正電荷,則與金屬離子產生靜電斥力,二者之間的吸附作用**減弱。而靜電作用...
GO的親水性好,易于分散到水泥基復合材料中。表5.3總結了文獻中GO對于水泥基復合材料力學性能的影響,由表5.3中的實驗數據可見,添加GO能夠提高水泥基復合材料早期和后期的力學強度。由于國內外各研究者所用的GO不同,所以實驗結論中GO的比較好摻量以及對于水泥復...
石墨烯材料具有強大的導電性能,而且石墨烯是由大量的碳原子組成,以及它具有極強的**性,碳原子的未成鍵π與電子之間相互作用,所以,石墨烯材料得到了廣泛的應用。此外,石墨烯材料還具有其他性質,例如:電學性質、電子傳輸性。石墨烯電流遷移率逐漸提高,而且其遷移率也在以...
氧化石墨烯可以用于提高環氧樹脂、聚乙烯、聚酰胺等聚合物的導熱性能。通常而言,碳基填料可以提高聚合物的熱導率,但無法像提高導電性那么明顯,甚至低于有效介質理論。其原因可能是因為熱能傳遞主要是以晶格振動的形式,填料與聚合物之間以及填料與填料之間較弱的振動模式也會增...
解決GO在不同介質中的解理和分散等問題是實現GO廣泛應用的重要前提。此外,不同的應用體系往往要不同的功能體現和界面結合等特征,故而要經常對GO表面進行修飾改性。GO本身含有豐富的含氧官能團,也可在GO表面引入其他功能基團,或者利用GO之間和GO與其它物質間的共...
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注,被喻為“黑金子”的石墨烯材質開始展示了其獨有的魅力漸漸實現商用。而石墨烯能干的不僅如此,現在又有研究人員采用石墨烯制造OLED電極。實質上,業內人士認為,未來石墨烯有也許在OLED產業上實現大規模應用...