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相變材料(PCM)通過(guò)材料發(fā)生物態(tài)的變化(如融化、凝固等)來(lái)儲(chǔ)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(duì)光的吸收率低以及形狀穩(wěn)定性差[6()_62]。因此,通常通過(guò)添加導(dǎo)熱填料來(lái)改善這些缺點(diǎn),石墨烯由于具有高本征熱導(dǎo)率、高長(zhǎng)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。常州第六元素?fù)碛醒趸?烯)、石墨烯粉體、復(fù)合材料3大系列產(chǎn)品。河北生產(chǎn)氧化石墨烯生產(chǎn)廠(chǎng)家
真空抽濾法是一種制備石墨烯薄膜的**常見(jiàn)方法。由于氧化石墨烯的片層含有大量羧基、羰基等親水性含氧官能團(tuán),并且片層間具有靜電相互作用不容易團(tuán)聚,因此在不借助分散劑的情況下也能在水溶液中分散均勻,從而形成穩(wěn)定的分散液,非常有利于真空抽濾過(guò)程中片層的緊密排列[43,44]。Liu[45】等人采用真空抽濾法制備了具有有序排列結(jié)構(gòu)和高密度的GO/PDA復(fù)合膜。在GO/PDA復(fù)合膜中,GO的含氧官能團(tuán)與PDA的胺基之間存在氫鍵相互作用,并且PDA對(duì)GO具有還原的作用。在經(jīng)過(guò)3000°C高溫處理之后,PDA被轉(zhuǎn)化為具有***石墨晶體結(jié)構(gòu)的CPDA納米顆粒(CPDANPs),對(duì)石墨烯片層起到了增強(qiáng)的作用,從而使復(fù)合膜的拉伸強(qiáng)度、電導(dǎo)率和熱導(dǎo)率江蘇制備氧化石墨烯產(chǎn)品介紹石墨烯防腐漿料可與基體材料進(jìn)行復(fù)合,從而賦予該材料導(dǎo)電、導(dǎo)熱、機(jī)械增強(qiáng)的性能。
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**為方便、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: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):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。
氧化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(mǎn)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。常州第六元素?fù)碛惺纳疃炔鍖雍透呓怆x率的制備技術(shù)。
從化學(xué)結(jié)構(gòu)可以看到,石墨烯具有垂直于晶面方向的大π鍵,此結(jié)構(gòu)決定了其具有優(yōu)異的電化學(xué)性能,在室溫下的導(dǎo)熱系數(shù)可高達(dá)5300W·(m·K)-1,能夠比肩比較好的碳納米管導(dǎo)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,石墨烯還具有完全敞開(kāi)雙表面的結(jié)構(gòu)特性,也就是說(shuō)它類(lèi)似于不飽和有機(jī)分子,能夠進(jìn)行一系列的有機(jī)反應(yīng),能夠與聚合物或無(wú)機(jī)物結(jié)合,從而提升材料的機(jī)械性和導(dǎo)電導(dǎo)熱性。深入這方面的研究,對(duì)石墨烯進(jìn)行官能團(tuán)修飾,能夠使其化學(xué)活性更加豐富[3-4]。由于石墨烯具有上述的結(jié)構(gòu)特性,越來(lái)越多的研究者開(kāi)始著眼于以石墨烯為基底的合成材料。氧化石墨烯懸浮液可以用于鋰電池負(fù)極改性。河北生產(chǎn)氧化石墨烯生產(chǎn)廠(chǎng)家
高導(dǎo)電石墨烯銅復(fù)合材料的電導(dǎo)率可以達(dá)到108-118 % IACS,高于單晶銅和銀的電導(dǎo)率。河北生產(chǎn)氧化石墨烯生產(chǎn)廠(chǎng)家
石墨烯薄膜具有優(yōu)異的面內(nèi)熱導(dǎo)率和良好的柔鈿性,因此經(jīng)常在可穿戴設(shè)備、電子設(shè)備等領(lǐng)域被用作散熱材料使用。劉忠范院士團(tuán)隊(duì)[78]通過(guò)等離子增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積法(PECVD)在藍(lán)寶石襯底上生長(zhǎng)石墨烯納米壁,得到的納米壁具有獨(dú)特的結(jié)構(gòu)和出色的熱導(dǎo)率。在輸入電流為350mA的情況下,基于石墨烯納米壁組裝的LED在光輸出功率方面提高了37%左右,而溫度卻降低了3.8%,說(shuō)明石墨烯納米壁可用作LED應(yīng)用中增強(qiáng)散熱的良好材料。Kim[79]等人使用球磨法將氟化石墨剝落為氟化石墨烯溶液,然后通過(guò)真空抽濾得到10pm厚的超薄氟化石墨烯薄膜(EGF),顯示出242Wm-1K-1的優(yōu)異面內(nèi)熱導(dǎo)率。Guo_等人通過(guò)涂布法制備了一種厚度可控的可拉伸石墨烯薄膜。這種石墨烯薄膜具有良好的柔韌性和優(yōu)異的導(dǎo)熱性能,在施加3.2V電壓時(shí),薄膜可以在6s內(nèi)從室溫快速升溫至45°C。而去除外加電壓后,石墨烯薄膜可在5s內(nèi)迅速冷卻至室溫,實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示其既具有快速的電加熱響應(yīng),又具有高效的散熱能力。 河北生產(chǎn)氧化石墨烯生產(chǎn)廠(chǎng)家