石墨新材料：石墨产业发展的康庄大道
2019-03-07 11:06:31
日前，内蒙古石墨工业展开联盟树立大会成功举行，与会专家们针对全国石墨工业，特别是内蒙古石墨工业展开进行了观念论述。“现在，厦门大学以及全国几家闻名高校、石墨高新技能厂商已与内蒙古矿业集团达到开始意向，将充分使用内蒙古石墨资源优势和矿业集团工业优势，组成内蒙古石墨烯研讨院与石墨新材料研讨中心，全面协作展开石墨烯、石墨新材料范畴工业研制，树立石墨烯、石墨新材料产研一体化新业态协作形式和政府引导、使用带动、产学研用紧密结合的展开机制，活跃打造国家级石墨新材料工业展开研制渠道。”厦门大学工业技能研讨院院长卢英华在近来举行的内蒙古石墨工业展开联盟树立大会上如是说。
内蒙古矿业集团作为内蒙古石墨工业展开联盟的牵头单位，别离与厦门大学工业技能研讨院、姑苏中材非金属矿工业设计研讨院有限公司、内蒙古金彩实业集团、内蒙古元亨石墨矿业有限公司等8家单位签订了协作协议书。
在联盟树立大会上，针对全国石墨工业，特别是内蒙古石墨工业展开，工信部原材料工业司副巡视员吕桂新、内蒙古自治区政府副秘书长曹晓斌及内蒙古矿业集团党委副书记、总经理苏日勒格别离论述了各自的观念。工信部原材料工业司副巡视员吕桂新：
进步石墨采选、深加工技能水平
石墨是一种极为重要的非金属矿产，其加工制品广泛使用于冶金、机械、核能、兵器以及节能环保、电子信息、高端配备等范畴，各国政府都非常注重石墨资源的维护、开发和使用。近年来，跟着石墨烯新材料的研讨开发和工业化使用的打破，石墨作为一种战略资源的位置愈加凸显。
我国天然石墨资源储量丰厚。经过多年的尽力，我国在推动石墨资源开发和下流深加工方面获得了长足的前进和可喜的效果。可是，现在国内石墨工业展开与先进发达国家比较还有较大距离，存在着资源使用率较低、深加工水平不高、技能立异才能缺乏和工业链条短等问题。我国石墨资源优势并没有展开成工业优势、科技优势和经济优势，国内石墨工业依旧是大而不强，亟待经过以商场主导和政府引导相结合的方法来破解工业展开中的难点问题。
工信部高度注重石墨工业展开，近年来出台了多项方针措施，包含拟定并施行了石墨职业准入办理办法，树立了包含石墨在内的要点非金属矿计算系统，使用技能改造专项资金支撑石墨深加工，促进进步石墨深加工水平，进步石墨烯粉体质料高纯石墨的质量。工信部联合国家发改委和科技部联合发布的《关于加速石墨烯工业立异展开的若干意见》，清晰了2020年末前石墨烯工业展开方针、要点和路线图，并安排了石墨烯新材料效果鉴定和工业化推广使用。
内蒙古石墨资源储量大，矿石档次高、产品质量优，在石墨挖掘加工方面，具有必定的资源优势和工业根底。近年来，内蒙古依托一批科技归纳实力强的高校、科研机构和大厂商，在石墨工业技能研制和石墨烯产品开发使用方面获得了一系列效果。内蒙古应捉住内蒙古石墨工业联盟树立的机会，凝集各方面力气，瞄准石墨烯等前沿材料研制，坚持需求牵引与立异驱动相结合，环绕工业链构树立异链，加强职业共性关键技能研制和推广使用，着力补短板、调结构，推动供应侧结构性变革，把石墨工业打造成为一个有规划、有科技含量、有竞赛实力的新式工业，助力内蒙古经济增加和工业结构调整。
一同，内蒙古石墨工业展开联盟要充分发挥渠道的效果，做好石墨职业展开的支撑效劳;辅导和协助厂商执行好《石墨职业准入条件》，推动工业方针与国土资源、环保、安监、金融等方针的联动，使石墨工业真实成为绿色工业;加强知识产权维护，为石墨职业展开供给支撑;做好政府与厂商、厂商与厂商之间的信息沟通，活跃向政府提出好的方针和主张，引导厂商加强自律，营建公正的商场竞赛环境。
工信部将自始自终地支撑包含内蒙古在内的石墨资源富集区域进一步进步石墨采选、深加工出产技能，展开石墨烯新材料，促进石墨工业转型晋级。
内蒙古自治区政府副秘书长曹晓斌：
为石墨工业展开发明良好环境
内蒙古石墨工业展开联盟承载着自治区石墨工业展开的重担，内蒙古各级政府和部门将支撑联盟展开，为其营建良好环境。
跟着工业4.0脚步的加速，以石墨为引领的新材料工业现已到来。而跟着石墨对全球经济、科技、国防、环境等各范畴展开的影响越来越大，加速展开石墨工业已是大势所趋。
现在，内蒙古已探明的天然石墨资源储量位居全国前列，具有展开石墨工业得天独厚的优势。近年来，内蒙古瞄准前沿科技，活跃展开了石墨烯、石墨新材料等工业建造，并获得了显着成效。
依据《关于加速石墨烯工业立异展开的若干意见》要求，内蒙古自治区“十三五”规划提出“活跃展开战略性新式工业，做大做强新材料工业”的战略部署。现在，内蒙古自治区关于树立国家石墨新材料演示基地，以及石墨新材料工业基地建造方案已上报国家发改委。
内蒙古石墨工业展开联盟的树立，对引领内蒙古石墨工业展开，推动内蒙古资源优势向工业优势和经济优势转化具有重要意义。
往后，内蒙古将以联盟为渠道，以加速自治区石墨工业展开、抢抓工业转型为要点，全面推动内蒙古石墨烯、石墨新材料工业展开壮大。
对此，特提出以下三点期望：
一是搭建起内蒙古石墨工业立异渠道，发挥科技立异优势，不断会聚各方力气。要面向国际科技前沿和国家严重需求，活跃安排产、学、研、用联合攻关，注重技能立异，着力完善石墨全工业链，加速推动自治区石墨工业高端化、一体化、集约化展开。
二是搭建起内蒙古石墨工业引领渠道，立异安排办理架构，将工业上下流紧紧地凝集到一同，树立活跃可行的科研投入和效果转化机制，以及严重科研效果奖赏机制。要立异出资形式，招引更多的社会本钱投入到内蒙古石墨工业展开中来，推动内蒙古石墨工业展开。
三是搭建起内蒙古石墨工业展开效劳渠道。探究效劳展开新形式，加强石墨工业相关信息和数据的搜集、分析及发布，完善标准系统，做好信息沟通，为石墨职业展开供给全方位支撑。一同，要长于把老练完善的效劳展开形式推而广之，进一步助力内蒙古其他工业展开。
内蒙古矿业集团总经理苏日勒格：
石墨新材料成为展开的要点板块
石墨工业作为当时引领绿色工业的重要动能，已成为抢占科技立异制高点、加速经济转型、完成工业晋级的重要途径。客观而言，我国虽然是国际石墨贮存、出产、消费大国，但从整个工业展开链条看，仍以天然石墨输出为主，处在工业展开的最低端，高端产品少、归纳效益差的局势亟待改进，怎么维护好、使用好、发挥好这一战略性优势，已成为推动工业展开的难点地点。总书记高度重视石墨工业展开，屡次环绕工业研制、建造等方面进行调研辅导，并活跃为展开国际间工业协作穿针引线，这为内蒙古展开石墨工业供给了重要遵从和刚强动力。与此一同，面临石墨商场需求不断扩大、产品细分不断深化的客观局势，石墨工业在从头洗牌、立异打破中也迎来了可贵的严重机会。
内蒙古矿业集团作为自治区直属的资源型龙头厂商，承载着做大做强全区资源工业的重担。近些年，集团依照“资源工业化和资源本钱化偏重”的展开战略，环绕“工业布局考究效益、工业建造坚持效益、厂商经营遵守效益、厂商办理效劳效益”的展开理念，全力推动石墨新材料等7大工业板块建造，施行了总规划1300亿元的出资方案，财物总规划超越400亿元，正在朝着“实力杰出、业态高端、办理规范、国内一流”的千亿元级矿业厂商快速跨进。特别是石墨工业作为集团展开的要点板块，紧跟全球工业展开趋势，环绕打造自治区石墨工业中心力气、推动自治区资源优势高效转化的方针，以全区已探明优质石墨资源为根底，以国内尖端科研机构为依托，以集团多元化工业展开为支撑，发动施行了“2212”石墨新材料工业展开战略，即整合2个石墨资源，建造2个石墨工业园区，组成1个石墨工业展开联盟，树立2个石墨新材料科研机构。
内蒙古矿业集团新班子就任后，针对内蒙古大鳞片石墨资源在国内外的优势，活跃策划石墨新材料工业，坚持资源整合和工业展开偏重，并把石墨新材料作为集团公司七大工业板块的要点加以施行。本年7月，集团公司安排协作方内蒙古金彩实业集团、内蒙古元亨石墨矿业公司在深化证明和调研的根底上，先后对我国运载火箭研讨院、我国航天万源集团、姑苏中材非矿院、常州第六元素、江苏石墨烯研讨院、厦门大学、厦大石墨烯研讨院、厦大工业技能研讨院等单位进行了仔细调查。8月3日，其在福建省新式科技工业促进中心、厦大工业技能研讨院等理事单位的推动下，拜会了中科院院士、厦门大学田中群教授，并将内蒙古阿拉善盟大鳞片石墨部分样品送达厦大石墨烯研讨院进行检测和研讨。内蒙古石墨工业展开联盟从8月3日动议到举行树立大会，只用了两周的准备时刻。会议旨在推动各位理事单位和会员单位活跃参与内蒙古石墨工业协作，解内蒙古石墨工业展开布局及下一步展开协作要点;活跃推动矿业集团石墨新材料、石墨烯使用工业快速展开，为内蒙古经济结构调整和工业转型晋级做出应有奉献。
此次，内蒙古石墨工业展开联盟的树立标志着从研制、出产、加工到买卖为一体的石墨全工业链结构已开始构成，使内蒙古石墨工业展开掀开了簇新的华章。下一步，联盟将在一心一意搞好效劳、仔细做好和谐的一同，会同联盟一切理事单位、会员单位，着力整合优质石墨资源，树立石墨深加工基地;着力在科技立异上求打破，经过整合各类科研力气，切实加强石墨工业根底研讨、前沿技能研讨和使用技能研讨，引领全国石墨工业技能展开，促进产、学、研、用深度交融，全力进步效果转化功率;着力在构建完好工业链条上见实效，经过打造立异链，带动建造工业链，全面进步石墨工业技能含量，占据石墨工业价值链高端，依托科技前进做精做细内蒙古石墨工业;经过举行高峰论坛、学术交流、协作对接等活动，进一步进步工业位置，营建愈加稠密的工业展开环境。
到现在，各项工作正在稳步推动，石墨资源整合、工业园区建造、研讨中心组成都已获得实质性发展。
什么是负极材料的石墨化？
2019-03-08 12:00:43
❂ 1.咱们为什么用不好高镍三元材料？高镍系统中，镍基材料吸水后会在表面生成强碱性的氢氧化锂和碳酸锂，易使浆料变成果冻状。一起,镍基材料吸水后，部分活性物质转化为没有活性的NiO，电化学功能削弱；残留的碳酸锂等在高压下分化会导致电池充放电进程中的产气现象；主张在高镍三元材料的出产中，要严格操控环境湿度，当镍含量超70%时，最好选用氢氧化锂为锂源，运用氧气气氛。
——*清羽*❂ 2.砂磨机在挑选研磨介质时需考虑哪些因素？砂磨机的研磨介质首要有玻璃珠、钢珠、硅酸锆珠，氧化锆珠、纯氧化锆等。在选用时，一要考虑化学组成，防止珠子天然磨损对浆料形成污染；二要考虑密度，比重越大的研磨珠研磨功率越高，但对触摸件磨损也越大，关于易涣散及附聚体较小的浆料，选用密度较小的珠粒，相反则应该运用高密珠粒；三是硬度，理论上硬度越大的研磨珠，磨损率越低；四是粒径，不阻塞筛孔的前提下，尽量选用较小的珠子。——干粉砂浆❂ 3.为何袋式除尘器运用时间越久效果越差？因为除尘器外壳常常会有空气漏入，使袋室里的温度低于露点而呈现结露现象；布袋受潮致使尘埃不是松散地，而是粘糊的附着在布袋上，把布袋的透气孔眼堵死，透气性下降，然后形成收尘功率下降，通风不畅，能耗添加，除尘器压降过大，无法持续作业，有的乃至发作糊袋，无法收尘。
——千岛炉业❂ 4.怎么处理硅碳负极在充放电进程的胀大粉末化问题？
经过操控碳材料中硅的含量、减小硅的体积到纳米级，或许经过改动石墨质地、形状等，完成碳和硅的最佳匹配，还能够经过选用其他物质对硅材料进行包覆，促进胀大后的恢复，或选用更适宜的电极材料等一系列办法，都能够削减硅胀大带来的电极材料粉末化问题。
——big battery
❂ 5.在石墨选矿工艺上，维护大鳞片石墨一般选用什么工艺？
滑石粉和碳酸钙在塑猜中都是做填充的，其意图首要有添加尺度稳定性；添加材料刚度；添加材料耐热功能；下降材料本钱四个方面。其间滑石粉形状是片状，具有更高的刚度，尺度稳定性和耐热温度，增强效果好，而碳酸钙一般都是粒状，所以其刚度等各个方面不如滑石粉，可是其报价更低价，而且白度高，一起对塑料冲击韧性影响小；别的，滑石粉对聚有成核效果，而碳酸钙在这方面效果不明显。
——末夕晴ヽ21r
❂ 6.什么是负极材料的石墨化？
负极材料石墨化是指高温下将碳原子由凌乱不规矩摆放转变为规矩摆放的六方平面网状结构，即石墨微晶结构，其意图是取得石墨高导电、高导热、耐腐蚀、耐冲突等的功能。石墨化温度可高达3100℃，温度越高，石墨化微晶结构发育越完善。
——Day Day UP
❂ 7.氧化铝、刚玉、蓝宝石有啥差异？
氧化铝、刚玉、红宝石和蓝宝石尽管称号各异，其形状、硬度、性质、用处也不相同，可是它们的首要化学化学皆是氧化铝。刚玉的首要晶型为α型氧化铝，混有少数不同氧化物杂质的优质刚玉就是大名鼎鼎的红宝石和蓝宝石；刚玉是多晶α-氧化铝材料，优质刚玉（宝石级刚玉）是一种氧化铝的单晶产品。
——宝石猎人❂ 8.粒度测验对介质有什么具体要求？最常用的液体介质是水，其次是无水乙醇及其他有机溶剂等。干法常用气体介质是紧缩空气或紧缩氮气。粒度测验对液体介质一般有下列要求: 1、纯洁；2、不与颗粒发作物理、化学反应；3、与颗粒具有杰出的亲和性（杰出的潮湿效果）；4、使颗粒处于恰当悬浮状况；5、介质与室温温差尽量小，以防样品池结雾。干法粒度测验对气体介质的要求是纯洁、枯燥、压力可调、无毒无臭、报价便宜等。
——微观讲堂 欢迎报名参与
2017动力颗粒材料制备及测验技能研讨会
10.16-17上海世博展览馆4号馆2#会议室
本次会议旨在为国内外相关学者、工业界人士在动力颗粒材料使用方面的研讨供给沟通渠道，强化职业信息沟通，为锂电池、电容器、燃料电池、电动汽车电池技能打破做出奉献。
主办单位：我国颗粒学会动力颗粒材料专委会、我国粉体网
协办单位：纽伦堡会议（上海）有限公司
资助单位：细川密克朗(上海）粉体机械有限公司、丹东百特仪器有限公司、江苏密友粉体新配备制作有限公司
支撑单位：我国科学院宁波材料技能与工程研讨所、我国科学院进程工程研讨所、清华大学、我国科学院物理研讨所、我国科学院大连化学物理研讨所、我国电池工业协会、我国超级电容工业联盟、上海颗粒学会、北京粉体技能协会、东莞市亿富机械科技有限公司、石家庄日加粉体设备科技有限公司、江苏高准智能配备有限公司、临朐县追日机电设备有限公司、广州中卓智能配备有限公司、深圳市博亿化工机械有限公司、马尔文仪器有限公司、新乡市豪放机械设备有限公司、江苏前锦炉业设备有限公司、东莞市欧华机械有限公司、姑苏松远环保科技有限公司、安徽江川环保设备有限公司、广州番中电气设备有限公司 、贝克曼库尔特商贸（我国）有限公司、江苏新蓝智能配备有限公司、江苏欧卓运送设备科技有限公司
会议亮点
亮点一：动力颗粒材料政策性解读；亮点二：站在颗粒制备的视点，审视锂电池、钠电池、超级电容器、燃料电池等中心动力材料的好坏；亮点三：讨论新式动力颗粒（如石墨烯、碳纳米管、三元锂电正极、钠离子电池电极、金属锂）技能及其在动力存储与转化职业中的使用；亮点四：动力颗粒材料范畴及工业领军人物的最新技能成果沟通；亮点五：展览和会议结合，锂电材料、超级电容器制作配备、检测技能及使用一站式展现。 亮点六：项目对接。1、最新出产工艺寻求协作；2、国内多家锂电池，锂电材料出产厂商，新建项目负责人现场进行原材料，设备，仪器的收购咨询。
会议日程
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石墨烯：改变21世纪的材料
2019-01-03 09:36:46
南江集团旗下宁波墨西科技公司近日发出声明，公司300吨石墨烯生产线项目有望在10月底试生产。这意味着石墨烯产业化又向前迈出了一大步，有关专家预估石墨烯将成为21世纪最有前景的材料。
石墨烯，只有一个碳原子厚度的二维材料，也是目前世界上最薄、最坚硬的纳米材料。石墨烯比钢铁还要坚硬200倍，同时又极其轻巧。它的神奇之处在于，尽管硬度超过钻石，可是厚度却只有纸张的200万分之一，还可以弯曲。
需求旺盛 前景广阔
石墨烯的用途广泛，据《华尔街日报》报道，石墨烯具有极强的导电和导热能力。石墨烯的纤薄、导电等功能，让它目前的主要应用集中在电视、手机的触控显示屏上，但从长远来看，石墨烯还可运用于医学、运输等领域。比如，采用石墨烯技术的化妆品，可以替代现在化妆品中的重金属;利用石墨烯制造的无毒害透明胶布，贴在伤口后可以起到隔绝细菌的功能。科学家还预测，石墨烯将实现人们有关可折叠手机和电子报纸的梦想。未来，石墨烯可用于生产频率更高、发热量更小、信息量更大的计算机芯片。用石墨烯制备的手机电池，三分钟就充满电，能打半个月电话。应用了石墨烯的光调制器，可使网络速度快一万倍。石墨烯可实现直接快速低成本的基因测序，几个小时就能测定完你自己的基因序列或者很快就能从基因上鉴定某种疾病。用石墨烯还可开发出超轻型飞机、超坚韧的防弹衣、轻型汽车，甚至是直上九霄的太空电梯。石墨烯无疑是改变21世纪的材料。
中科院在发布的《科技发展新态势与面向2020年的战略选择》研究报告中指出，未来5~10年世界可能发生22个重大科技事件，其中石墨烯将成为“后硅时代”的新潜力材料。
技术限制 产能落后
虽然石墨烯的用途广、需求量大，但其开采量却直接受到了生产技术的制约，目前我国石墨烯材料的制备方法有：机械剥离法、化学氧化法、晶体外延生长法、化学气相沉积法、有机合成法和碳纳米管剥离法等。
微机械剥离法可以制备出高质量石墨烯，但存在产率低和成本高的不足，不满足工业化和规模化生产要求。
化学气相沉积法，用CVD法可以制备出高质量大面积的石墨烯，但是理想的基片材料单晶镍的价格太昂贵，这可能是影响石墨烯工业化生产的重要因素。CVD法可以满足规模化制备高质量石墨烯的要求，但成本较高，工艺复杂。
氧化-还原法的缺点是宏量制备，容易带来废液污染和制备的石墨烯存在一定的缺陷，使石墨烯的应用受到限制。
溶剂剥离法的缺点是产率很低。
溶剂热法生产的石墨烯电导率很低
依托科技 赢得机遇
我国石墨烯产业起步晚，对石墨烯的研究还处于相对较落后的阶段。
石墨烯产业的加速发展必须依靠科技，目前国内多所大学在石墨烯的制备及应用领域申请了众多专利，中国石墨烯产业技术创新战略联盟在北京的成立等都将极大地推动石墨烯产业的发展。
国家政策的支持，企业能力的提升，市场旺盛的需求都将引导石墨烯产业向更广的方向迈进，石墨烯的未来前景将不可限量。
如何制备黑磷——有望超过石墨烯的新材料
2019-03-08 12:00:43
磷是地球上含量最丰厚的元素之一，约占地壳中所有元素质量的0.1%。磷元素的同素异形体有、、紫磷和黑磷，其间黑磷的性质最为安稳，反响活性最弱，它在空气中不会焚烧。黑磷是用在很高压强和较高温度下转化而构成的。图1：黑磷晶体及其晶胞结构示意图
黑磷的物理性质黑磷的制备办法
高压法
高压法是最早用于黑磷制备的办法，1914年Bridgman开发出来的。试验过程：首要将放入长约15cm、内径1.5cm的圆柱型钢制容器，然后将装有的容器放入装有火油的高压设备，并在室温条件下加压至0.6×109Pa，随后，将设备加热到200℃，压力提升到1.2×109Pa，可得到黑磷。高压法制备黑磷重复性较好，并且很短时刻内就能完成到黑磷的转化。可是其制备办法需求用到超高压设备，必定程度上导致黑磷出产本钱较高，不利于大规模商业化出产
铋熔化法
首要，在氩气气氛下将和铋颗粒别离放在设备左右两头，并进行抽真空密封处理(如图2a.所示);然后，对和铋粉加热处理，右端底部会构成铋块，上面则生成，此刻把设备右端取下(如图2b.所示);终究，在300℃下加热铋，并将液铋浇注到固体上，把设备放400℃环境下保温48h，随后降至室温，用硝酸除掉铋，即可得到黑磷。图2：铋熔化法制备黑磷设备示意图
矿化法
矿化法是近几年开发的一种制备黑磷的办法。将Au、Sn、SnI4与按必定质量的份额混合，真空封装在石英管中，加热至必定的温度并保温必定的时刻，即可得到黑磷，但终究产品中存在少数未转化的及反响生成的金属磷化物等杂质。但Au报价贵重，SnI4有毒。后来研讨者们发现直接以I、Sn、为质料在常压下也能制备出黑磷，其具体过程：将Sn、I和在氩气气氛下密封，通过程序升降温处理，相同制备出了黑磷。该制备办法不光不再运用贵重且有毒的SnI4作为矿化剂，并且不再需求真空处理，因此简化了制备工艺流程，本钱大大下降，具有很好的工业化使用远景。
制备办法比较
黑磷未来发展远景
用相似制备石墨烯的办法，黑磷也能够得到黑磷烯。与黑磷比较，黑磷烯具有较高的比表面积、较好的机械功能及电学功能，黑磷和黑磷烯在锂离子电池、钠离子电池和超级电容范畴都具有较好的使用远景。可是黑磷的丧命缺点是缺少安稳性。当触摸水和氧气时，黑磷片层会在极短时刻内氧化进而降解。这一缺点极大地约束了黑磷的研讨和工业使用。高安稳性黑磷的成功制备，无疑可有用推进黑磷在光电器材等范畴的工业使用，还将极大促进其在动力、催化、生物医学等范畴的深入研讨。
超重力法制备石墨烯材料研究
2019-02-28 11:46:07
石墨烯(Graphenes)：是一种二维纳米碳材料，是单层石墨烯、双层石墨烯和多层石墨烯的总称。石墨烯具有完美的二维晶体结构，它的晶格是由六个碳原子围成的六边形，厚度为一个原子层。碳原子之间由s键衔接，结合办法为sp2杂化，这些s键赋予了石墨烯极端优异的力学性质和结构刚性。
1、石墨烯的根本特性和制备办法
石墨烯(Graphenes)：是一种二维纳米碳材料，是单层石墨烯、双层石墨烯和多层石墨烯的总称。石墨烯具有完美的二维晶体结构，它的晶格是由六个碳原子围成的六边形，厚度为一个原子层。碳原子之间由s键衔接，结合办法为sp2杂化，这些s键赋予了石墨烯极端优异的力学性质和结构刚性。
石墨烯是已知的世上最薄、最坚固的纳米材料，它几乎是彻底通明的，只吸收2.3%的光;导热系数高达5300W/m·K，高于碳纳米管和金刚石，常温下其电子搬迁率超越15000cm2/V·s，又比纳米碳管或硅晶体高，而电阻率只约1Ω·m，比铜或银更低，为世上电阻率最小的材料。因其电阻率极低，电子搬迁的速度极快，因而被等待可用来开展更薄、导电速度更快的新一代电子元件或晶体管。因为石墨烯实质上是一种通明、杰出的导体，也合适用来制作通明触控屏幕、光板、乃至是太阳能电池。图1 石墨烯的结构示意图
石墨烯首要制备办法图2 石墨烯制备办法优缺点比较
制备石墨烯常见的办法为液相剥离法、氧化复原法、SiC外延生长法和化学气相堆积法(CVD)。液相剥离法是在溶液中首要依托机械力的作用，战胜石墨层间的范德华力，将体相石墨剥离成单层或少层石墨烯的办法。现在最常用的剥离设备是超声发生器，存在扩大难、功率低及石墨烯层数较厚等问题。
氧化复原法是经过将石墨氧化，增大石墨层之间的距离，再经过物理办法将其别离，最终经过化学法复原，得到石墨烯的办法。这种办法操作简略，产值高，可是产品质量稍差。一般运用的剥离设备是超声发生器，氧化复原设备是反应釜，导致扩大难及氧化复原功率低一级问题。
SiC外延法是经过在超高真空的高温环境下，使硅原子提高脱离材料，剩余的C原子经过自组方式重构，然后得到根据SiC衬底的石墨烯。这种办法能够获得高质量的石墨烯，可是这种办法对设备要求较高。
CVD法是现在最有或许完成工业化制备高质量、大面积石墨烯的办法。这种办法制备的石墨烯具有面积大和质量高的特色，但现阶段本钱较高，工艺条件还需进一步完善。这些办法中最有或许规模化的低本钱制备办法是液相剥离法和氧化复原法。
2、超重力氧化复原法制备石墨烯
2.1 超重力技能介绍：
超重力技能是使用旋转填充床(RPB)发生的比地球重力大得多的超重力环境，强化物质的传递、混合、传热及化学反应的技能。
自世纪面世以来，在国内外遭到广泛的注重，因为它的广泛适用性以及具有传统设备所不具有的体积小、重量轻、能耗低、易工作、易修理、安全、牢靠、灵敏以及更能适应环境等长处，使得超重力技能在化工、环保、材料等工业领域中较广泛应用。
超重力工程技能的特色：具有微观混合特性;具有极大的强化传质特性;能发生均匀而有梯度的剪切作用;扩大作用不明显等。图3 年产1万吨超重力法纳米碳酸钙出产线
2.2 超重力氧化复原法制备石墨烯：图4 超重力氧化复原法制备石墨烯研讨布景图5 超重力氧化复原法制备石墨烯根本工艺
2.3 超重力法氧化石墨剥离技能
(1)剥离时刻对氧化石墨烯功能影响：图6 不同剥离时刻制备的氧化石墨烯对MB染料吸附曲线图7 不同剥离时刻制备的氧化石墨烯TEM相片
(2)氧化石墨溶液浓度对氧化石墨烯功能的影响图8 不同氧化石墨溶液浓度制备的氧化石墨烯对MB染料吸附曲线图9 不同溶液不同氧化石墨溶液浓度制备的氧化石墨烯层数示意图
由图9标明：G峰的波数越高，层数越少，G’峰的波数越低，层数越少。D峰和G峰的强度比ID/IG数值越大，缺点程度越高
(3)旋转床办法和超声法制备氧化石墨烯功能比照图10石墨烯循环伏安曲线图(a)经旋转床剥离后制备石墨烯CV曲线;(b)经超声剥离后制备石墨烯CV曲线;(c)两种办法制备石墨烯在10mV/s下CV曲线
成果显现：旋转床办法制备的石墨烯比电容量为225F/g，而超声办法制备为175 F/g。图11 两种办法制备的石墨烯沟通阻抗值比较
旋转床制备的石墨烯沟通阻抗值约为7.5Ω，超声反应釜制备的石墨烯沟通阻抗值约为14Ω，阻抗值更小，导电率更大，选用四探针法测定的石墨烯均匀电导率，RPB剥离的为312.8S/m，超声反应釜的为278.1 S/m 。
2.4 超重力复原技能
(1)温度对超重力复原法制备石墨烯的影响图12 不同复原温度下制备石墨烯的CV曲线图13 不同复原温度下制备石墨烯的EIS曲线
(2)不同复原剂品种对制备石墨烯功能的影响不同复原剂制备石墨烯TEM相片不同复原剂制备石墨烯红外光谱相片
图14不同复原剂品种对制备石墨烯功能的影响
由图14能够看出，VC(抗坏血酸)和复原作用较好，复原程度较高，含氧基团特征峰强度低 。
(3)超重力法和惯例办法复原氧化石墨烯的作用比照图15 超重力法和惯例法制备石墨烯XPS成果比照
小结：3、超重力液相剥离法制备石墨烯图16 超重力液相剥离法制备石墨烯设备图17 超重力液相剥离法制备石墨成果
横向尺度150nm, 厚度3-9层，浓度：0.3mg/ml; 产率：3%; 溶剂为水
4、总结
(1)超重力氧化复原法制备石墨烯具有产品质量高，出产功率高，易产业化的特色。
(2)超重力直接剥离法具有本钱低，产品质量好，易产业化的特色。
(3)这种技能也有望用于其它层状材料,如：高岭土、蒙脱土、云母等的剥离及深加工，欢迎合作开发。
汽车用铝合金材料
2018-12-29 11:29:07
汽车车身用铝合金材料主要包括2000系、5000系、6000系合金板材、型材、管材及高性能铸铝，不同受力部位采用不同型号的铝合金材料。
骨架部分：车身受力最大的部分，采用2000系或7000系材料，可热处理强化。
蒙皮部分：车身次要的受力部位，采用5000系或6000系材料。
车门部分：采用5000系或6000系材料。
底板部分：采用5000系或6000系材料。
内饰部分：采用1000系或5000系材料，无热处理强化。
座椅部分：采用2000系或6000系材料，可热处理强化。
铸件：采用高性能铸铝合金，可热处理强化。
铝合金板材主要有2000系、5000系和6000系合金。
2000系合金是一种热处理可强化的铝合金，具有优良的锻造性、较高的强度和良好的焊接性能，很好的烘烤强化效应，但其抗腐蚀性则比其他系列的铝合金差。目前，2036和2022合金已部分用于汽车车身板材。
5000系合金是一种热处理不可强化的铝合金，具有良好的抗腐蚀性和焊接性能，但退火状态下在加工变形时可能产生吕德斯线和延迟屈服，因此主要用于车身内板等形状复杂的部位。
6000系合金属于热处理可强化铝合金，具有较高的强度、较好的塑性和优良的耐腐蚀性。与钢板相比，6000系2T4态板材的屈服强度和抗拉强度相近，硬化系数甚至超过钢板。目前，6009、6010和6016铝合金由于其塑性好，并在成形后的喷漆烘烤过程中可实现人工时效而获得较高强度等特征，被用于汽车车身外板和内板。奥迪A8的车身板采用了本系铝合金。另外，为增强汽车的缓冲能力和增强抗疲劳强度，德国VAW、日本KOK、中国西南铝业均以此系合金为基础，研制和开发了高性能的汽车用铝板和铝型材。目前，6000系合金为车身板主力。
石墨烯基无机纳米复合材料
2019-03-07 09:03:45
石墨烯是近年被发现和组成的一种新式二维平而碳质纳米材料。因为其别致的物理和化学性质，石墨烯己经成为备受瞩目的科学新星，是纳米材料范畴的一大研讨热门。在石墨烯的研讨中，根据石墨烯的无机纳米复合材料是石墨烯迈向实践使用的一个重要方向。金属/石墨烯纳米复合材料金属/石墨烯纳米复合材料是经过将金属纳米粒子涣散在石墨烯片上构成的。现在，对该类复合材料的研讨首要会集在用贵金属等功能性金属纳米粒子润饰石墨烯，这不只能够得到比金属自身功能更优越的复合材料，显现出潜在使用价值，并且能够削减贵金属的耗费，具有很大的经济价值。石墨烯与铂系金属的复合用表而积大、导电性好的碳材料负载纳米尺度的铂系催化剂能够明显进步其在质子交流膜燃料电池(PEMFC)中的电催化功能。这不只能够使催化剂表而积最大化，以利于电子的传递，并且导电性的支撑材料起到了富集和传递电子效果。现在所用的首要支撑材料是炭黑，但因为石墨烯有着愈加优异的功能，所以被以为是更为抱负的支撑材料。美国圣母大学的Kamat等用NaBH、复原H2PtCh与氧化石墨烯的混合液，组成了Pt/CE纳米复合材料，所得的复合材料在氢氧燃料电池中的电催化活性(161mW /cm2)高于无支撑的Pt (96mW/cm2)，标明石墨烯是开展电催化的有用支撑材料(图1)。图1 Pt/GE电催化反响暗示图南京理工大学汪信课题组提出了制备金属/石墨烯纳米复合物的一般道路:先制备氧化石墨，并超声剥离成氧化石墨烯;然后将金属纳米粒子附着在氧化石墨烯表而;终究复原构成石墨烯/金属纳米复合物(如图2所示)。别的，微波法是一种快速有用地制备金属/石墨烯复合材料的办法。图2制备金属/石墨烯纳米复合物的一般道路:1)将石墨氧化得到层间隔更大的氧化石墨，(2)将氧化石墨剥离得到氧化石墨烯片，(3)将金属纳米粒子附着在氧化石墨烯片上，(4)将氧化石墨烯复原成石墨烯，得到金属/石墨烯纳米复合材料石墨烯与金属Ag的复合南京理工大学汪信课题组以氧化石墨烯为基底，用AgNO3,葡萄糖及经过银镜反响，制备出具有高反射率的Ag纳米粒子薄膜。Ag的附着导致薄膜中氧化石墨烯拉曼信号的增强，其增强程度能够经过氧化石墨烯片在Ag纳米粒子的数量进行调理。图3 一步组成Ag/GO复合材料暗示图Pasrich等将Ag2SO4、参加含KOH的氧化石墨烯悬浮液中，因为氧化石墨烯上的轻基具有酚的弱酸性，在碱性条件下生成酚盐阴离子，酚盐阴离子经过芳香族亲电取代反响将电子搬运给Ag+，使Ag+被复原，生成Ag/CO复合物(如图3所示)，用胁复原该复合物得到了Ag/CE复合物。石墨烯与其他金属材料的复合Stark等不必表而活性剂，以石墨烯作为涣散剂包裹在Co表而;然后与聚合物(PMMA,PEO)复合，得到了CE/Co/聚合物复合材料。该材料结合了金属与聚合物的优异功能，为石墨烯供给了一个新的使用途径。Warne:等用简略的办法将CoCl2纳米晶附着在石墨烯上，HRTEM显现CoCl2纳米晶在石墨烯表而发作平动和滚动，终究结组成单个晶粒，在真空下退火可将CoCl2转化成Co，构成Co/CE复合物。该项研讨显现出用石墨烯作为HRTEM分析支撑薄膜的使用远景。半导体/石墨烯纳米复合材料石墨烯因为其共同的电学性质，使得其与半导体材料的复组成为一个热门研讨课题。石墨烯作为半导体纳米粒子的支撑材料，能够起到电子传递通道的效果，然后有用地进步半导体材料的电学、光学和光电转化等功能。例如，用作锂离子电池(LIB)电极材料的半导体纳米粒子与石墨烯制成纳米复合材料，能够有用阻比纳米粒子的聚会，缩短锂离子的搬迁间隔，进步锂离子嵌入功率;一起，能够缓解锂离子嵌入-嵌出所形成的体积改变，改进电池的循环安稳性。石墨烯与TiO2的复合TiO2因其安稳、无污染的特性而成为最佳的光催化材料之一。因为光激起TiO2发生的电子空穴对极易复合，所以使用石墨烯共同的电子传输特性下降光生载流子的复合，然后进步TiO2光催化功率成为了一个研讨热门。图4 (a) TiO, /GE及其受紫外光激起暗示;(b)以石墨烯为载体组成多组分催化体系暗示图美国圣母大学的Kamat等将氧化石墨粉末参加TiO2胶体涣散液中超声，得到包裹着TiO2纳米粒子的氧化石墨烯悬浮液，在氮气的维护下用紫外光照耀悬浮液，得到TiO2/CE复合材料。TiO2作为光催化剂将光电子从TiO2搬运至氧化石墨烯片上，紫外光被以为起到了复原剂的效果(图4a)。该法不只供给了一种氧化石墨烯的紫外光辅佐复原技能，并且为取得具有光学活性的半导体/石墨烯复合材料拓荒了新的途径。最近，该课题组初次组成了以石墨烯为载体的多组分催化体系，他们首要经过光激起将电子从T1O2转至氧化石墨烯片上，部分电子用于氧化石墨烯的复原，其他的电子储存在复原后的石墨烯片上;然后向石墨烯悬浮液引进AgNO3，储存在石墨烯片上的电子将Ag+复原成Ag，然后组成了TiO2和Ag处于别离方位的二维TiO2/Ag/CE催化体系(图4b)。石墨烯与Co3O4的复合Co3O4是一种重要的磁性P型半导体，在催化剂、磁性材料、电极材料等范畴有着很大的使用价值Co3O4与石墨烯的复合被以为能够改进其功能并扩展其使用范畴。图5使用金属有机前驱体组成Co/GE和Co3O4/GE复合材料暗示图Yang等研讨了使用金属有机前驱体组成金属或金属氧化物与石墨烯的复合材料的办法，他们用酞著钻(CoPc)与氧化石墨烯片在中混合后用胁复原，组成了CoPc/CE复合物;然后将所组成的复合物在维护下高温分化生成Co/CE复合物;终究将Co/CE复合物在空气中氧化生成Co3O4/CE复合物(如图5所示)。石墨烯与SnO2的复合现在，SnO2的一个重要开展方向是代替碳材料作为锂离子电池(LIB)负极材料，但因为SnO2充放电过程中体积改变大，然后下降了其循环安稳性。研讨者期望经过其与石墨烯的复合来改进这一点。石墨烯与ZnO的复合ZnO半导体因为具有宽的带隙和较大的激子结合能，在场发射显现器、传感器、晶体管等范畴具有潜在的使用价值。国内外研讨者期望经过其与石墨烯的复合进一步扩展其使用规模。图6水热法在石墨烯片上组成规矩摆放的ZnO纳米棒暗示图Park等研讨了经过水热法在石墨烯片上组成ZnO纳米棒阵列的办法:首要经过化学气相堆积法(CVD)使石墨烯在涂有Ni的SiO2/Si基片上成长(图6a};然后将涂有聚甲基酸甲酷CPM M A)的基片浸入HF中得到游离的PMMA/CE(图6b);再将起维护效果的PMMA溶解在中;终究别离经过两种办法在石墨烯上水热组成了规矩摆放的ZnO纳米棒。石墨烯磁性纳米复合材料人们不只研讨了半导体化合物与石墨烯的复合，还使用其他功能性无机化合物纳米粒子润饰石墨烯。如用磁性纳米粒子润饰的石墨烯材料在电磁屏蔽、磁记录及生物医学等范畴具有宽广的使用远景，是石墨烯复合材料研讨的一个重要方向。结语及展望根据碳纳米管的无机纳米复合材料因为其优秀的性质己经在生物医药、催化、传感器等使用范畴得到了广泛而深化的研讨。与碳纳米管比较，石墨烯具有类似的物理性质、更大的比表而积和更低的生产成本，所以石墨烯是代替碳纳米管组成碳基无机纳米复合材料的抱负基体材料。尽管与石墨烯/聚合物复合材料比较，石墨烯基无机纳米复合材料的研讨起步较晚，但在短短的几年内，石墨烯基无机纳米复合材料的组成及其相关使用的研讨己经取得了很大的发展。但要真实完成石墨烯基无机纳米复合材料大规模组成和产业化使用还而临很多问题和应战。文章选自：化学发展
作者：柏篙、沈小平
化铝炉用耐火材料
2019-01-14 14:52:54
1、前言 随着社会发展和人们生活水平的提高，铝和铝合金的用量呈明显的增加趋势。感应炉作为铝和铝合金的主要熔炼设备品种，越来越受到人们的重视，因而，感应熔铝炉用耐火材料已成为铸造作业者非常关心的技术问题之一。 在此，就本所多年来在这方面所作的研究工作作如下叙述： 2、感应熔铝炉用耐火材料应具备的特点 2．1工频有芯感应炉的工作特点 有心感应炉的热源来自位于炉体下部的沟槽式感应器，铝液在熔沟内被感应加热，再通过循环或单向流动与炉膛内的铝液热交换。大吨位有心感应熔铝炉采用了美国阿杰克斯（Ajax）公司研制的喷流型感应器。这种感应器不仅大大减小了熔沟内金属液与炉膛内金属液的温差，也可防止化学反应生成物在熔沟壁上的聚积，在一定程度上改变了熔沟堵塞情况，但是由于电动力加大，铝液流动速度提高，以及熔沟形状的复杂化，增加了内衬耐火材料的磨损和结构应力；熔沟壁的减薄和水冷套的设置，增加了耐火材料承受的热应力。 有心感应炉的低能耗在于其连续性的作业方式，这无疑使熔沟耐火材料与熔液发生反应的时间和机会增加，同时堵沟的可能性始终存在。 2．2无心感应炉的工作特点 常用的无心感应炉分为工频和中频两种，从目前的发展趋势看,中频炉更有前景。两者的共同点在于可根据需要采用间断或连续运行方式,炉子由于不断重复“加料-熔化-出炉”的作业过程，炉衬承受很大的热应力。工频炉炉内金属液比中频炉炉内的翻腾更厉害，即炉衬受到的冲刷较严重，而中频炉的比功率大（是工频炉的两倍）、功率密度高、熔化速度快，冷热交替更快。由于匝间电压高（约为工频炉的2～4倍），通过裂缝渗入炉衬的金属液过热、并造成线圈损坏的可能性比较大。 2．3耐火材料应满足的要求 炉衬耐火材料，不论是用于有心感应炉，还是无心感应炉，都应满足以下要求。 （1）有良好的化学稳定性 金属铝及铝合金不仅化学活性高，而且其熔液的流动性极好。铝熔液在７５０℃时的粘度仅为1.04厘泊，与20℃时水的粘度（1.0厘泊）相当接近,这就是其易向炉衬内部渗透和发生化学反应的主要原因。在铝液同耐火材料相接触的温度下，铝起强还原剂作用。耐火材料中的SiO2、TiO2、FeO等氧化物要被铝还原。铝液同炉衬耐火材料之间的反应不仅使产品的质量受到影响，而且使炉衬表面结瘤、鼓包和沉淀杂物，受铝液浸渍部分和原砖的界面有出现裂纹的危险，停炉时还会引起剥落。所以，同铝液接触的炉衬材料，必须具有很高的化学稳定性和尽可能少的浸渍量。 （2）有良好的抗冲刷性 一般为了使炉子有较高的电效率，炉壁材料都设计的很薄，但炉子运行过程中，由于电磁力的作用，炉内金属液不停地翻腾和搅拌，对炉衬不断地冲刷和磨损。对有心感应炉，由于采用了喷流型熔沟，熔沟耐火材料受到的冲刷和磨损更为严重。所以，要求所用耐火材料必须具有很高的机械强度和硬度。 （3）有较高的致密度和体积稳定性 作为熔炼炉用耐火材料，在材质一定的情况下，都希望获得较高的致密度和体积稳定性。体密的高低，反应了成型体内部气孔含量多少，特别是烧结程度的好坏。材料的体积稳定性愈高，烧结和使用过程产生裂纹的可能性愈小，所产生裂纹的宽度愈小，抗渗透能力愈强。 （4）不易产生炉瘤 极少可能由于熔融物表面或内部存在的杂质（例如Al2O3）而形成炉瘤。因为炉瘤会使炉子容量显著降低，而且金属瘤本身致密、坚韧，除掉是非常困难的。 （5）不易被金属液润湿和渗透 众所周知，耐火材料是脆性材料，在加热和冷却过程中不可避免地要产生裂纹。但决定其寿命的关键因素之一是裂纹的大小和裂纹扩展的速度。而裂纹扩展与金属液对所接触材料的润湿和渗透能力大小有关。润湿能力愈差，愈有利。 （6）耐急冷急热性能好 这一点对无心感应炉特别重要。因为无心炉作业方式为“加料—熔化—出炉”过程的不断循环，炉衬材料反复受到热冲击。若耐火材料热震稳定性不佳，则极易产生裂纹和裂纹扩展，金属液会在短期内渗透到线圈处，导致整台炉衬报废。
石墨烯基纳米复合材料的主要掺杂方法
2019-03-06 10:10:51
碳元素广泛存在，具有许多同素异形体，常以为石墨是由二维网状碳原子组平面经有序堆叠成的晶体，其单层网状平面结构晶体在自然界中并不能独自安稳存在。但早在1988年日本东北大学教授以蒙脱土为模板，用腈做质料，在模板二维层间制得石墨烯片层结构，但当去除模板后不能独自存在，敏捷生成了三维石墨体。
随后2004年英国科学家成功用机械剥离法将石墨层片剥离，取得了碳 原子sp2杂化衔接的单层石墨层片。此种可安稳存在的二维单原子厚度碳原子晶体——自由态石墨烯(Graphene)，其根本单元结构是最具安稳结构的六元环，它的发现充分了碳元素宗族，可作为零维富勒烯、一维碳纳米管(特别单壁CNT)、三维金刚石及石墨的根本结构单元，是当时抱负的二维纳米材料，结构如图1。 图1 石墨烯的二维单原子层结构(a)和石墨烯为根本结构单元构成的sp2碳质材料(b)
石墨烯与富勒烯和碳纳米管比较，其报价便宜，质料易得，且质量轻，抱负比表面积大(2630 m2/g)，导热功用好[3000 W/(m·K)]，拉伸模量和极限强度与单壁碳纳米管适当，一起因为其维数不同，石墨烯也有自己特有性质，如手性的载流子、量子隧穿效应、不会消失的电导率、二维零停止的Dirac费米子系统、搬迁速度高的双极性电流、安德森局域化的弱化现象、半整数的量子霍尔效应及双层石墨烯的场效应，可望成为纳米复合材料的优质基体或填充材料，引起国内外对二维碳材料的研讨热门。
一、石墨烯的制备
近年来，许多科学家致力于探究制备单层石墨烯的途径，特别是要制备高质量、产率高、成本低、结构安稳的石墨烯的办法。现在制备石墨烯的办法首要有以下几种：
①剥离法，包含微机械剥离法和溶剂剥离法等;
②成长法，包含晶体外延成长、取向附生法、化学气相堆积等;
③氧化复原石墨法，包含常用的Hummers法、Standenmaier法、Brodie法等;
④其它办法，首要有电弧放电法、石墨层间化学物途径法、现在十分新颖的高温淬火法与碳纳米管剥开法等。
二、石墨烯基纳米复合材料首要掺杂办法
石墨烯具有适当大的比表面积及共同电子搬迁功用，成为基体载体的抱负材料，经过掺杂可以对石墨烯进行化学改性，然后增强其物化功用。首要的掺杂办法：元素掺杂法、氧化物掺杂法、碳质材料掺杂法等。
2.1元素掺杂法
元素掺杂法可使石墨烯进行化学改性，增强其物化功用。在半导体材料运用中，它是一种十分有用的办法，一起也广泛运用到新式的催化剂范畴中。元素掺杂包含非金属元素掺杂和金属元素掺杂。
2.1.1非金属元素掺杂法
非金属元素掺杂，望文生义是在石墨烯上掺杂非金属元素纳米粒子，即该元素替代了碳原子的方位，在石墨烯上归于代位式杂质，构成了电子搬运或电子空穴。
美国斯坦福大学的Wang等，经过高强度的电子焦耳热加热，使石墨烯和气经过电热反响制备出n-型N掺杂的石墨烯纳米复合材料。通常状况下，石墨烯较简单被掺杂构成p-型(空穴导电)半导体材料。在实践运用傍边，经常也需求n-型(电子导电)掺杂的半导体。
2.1.2金属元素掺杂法
金属元素掺杂，便是金属纳米粒子掺杂。石墨烯具有上下两面的比表面积，作为支撑载体，可供金属纳米粒子重复地镶嵌与脱嵌的结构应变，可表现出杰出的循环功用。一起金属纳米颗粒也具有较大的比表面积和强的催化功用。所以此种掺杂法可使得制备出的纳米复合材料比表面积显着增大，更有利于电子搬迁或储能、储氢空间的扩展以及催化活性的增强。
Kou等经过热膨胀氧化石墨制备出功用化石墨烯片，用Pt的前体H2PtCl6·xH2O处理得出均匀直径约为2 nm巨细的Pt催化剂纳米粒子。选用浸渍法将此Pt纳米粒子均匀地掺杂到此功用化石墨烯片(FGSs)上，取得FGSs-Pt纳米粒子复合材料，故此纳米材料具有更大的比表面积，更好的氧化复原功用且比一般的商业催化剂具有更安稳更优秀的催化功用。
Chao等运用溶液混合法别离制备了Au、Pt、Pd与石墨烯掺杂的纳米复合材料。将这些贵金属(Au、Pt、Pd)的前体(HAuCl4·3H2O、K2PtCl4、K2PdCl4)水溶液和乙二醇都加到经超声后的氧化石墨水溶液中，最终得到金属粒子掺杂的石墨烯纳米复合材料。
2.1.3化合物掺杂法
石墨烯一般状况是由氧化石墨制备成的。氧化石墨具有准二维层状结构，片层上赋有较多极性含氧官能团，易于同具有较高表面活性的纳米氧化物或其它化合物结合，可生成化合物掺杂的氧化石墨烯(GO)复合材料。
Chen等使用调理溶液pH值，反响温度等的液体插入法，经过静电效果，使金属阳离子及其配离子经过静电吸附到氧化石墨烯层间活性基团上，在低温下快速沉积成功制备出了针状的MnO2掺杂的石墨烯插层纳米复合材料，此复合材料电化学功用有了很大进步，跟着MnO2掺杂量的不同，电容量巨细也不同，GO可进步MnO2的分散性，其协同效果使电化学功用得到必定程度的进步。
Cao等选用溶剂热法，用二甲基亚砜作为溶剂，此二甲基亚砜既是溶剂更是作为复原剂，可复原氧化石墨烯，合成了纳米CdS掺杂的石墨烯复合材料，此CdS在石墨烯表面的分散性较好且粒径较小。
2.1.4碳质材料掺杂法
试验证明石墨烯是一种较好的超级电容器碳材料，其理论比表面积很大，但会在枯燥后失掉层间的水以及其它溶剂，然后发作层与层之间的叠层以及聚会等现象。
为了处理枯燥后石墨烯叠层和聚会的发作，经过掺杂碳纳米管到石墨烯层间，即碳纳米管上的官能团与石墨烯上的官能团彼此发作反响，使得碳纳米管接枝在石墨烯表面，使得石墨烯层与层之间彼此分脱离，然后到达进步石墨烯枯燥后的比表面积。
Dimitrakakis等规划了一种石墨烯和碳纳米管掺杂的复合结构，，用蒙特卡洛办法计算出，此结构的储氢才能只稍微低于美国能源部标准45g/L。一起研讨石墨烯的储氢功用，也对提醒在其表面的吸附方式有着重要意义。
葛士彬用肼做复原剂，复原氧化石墨水溶液，成功将碳纳米管掺插到石墨烯层间，制得碳纳米管/石墨烯纳米复合材料，把其做成电极片测验其电容功用。
三、结语
石墨烯从一个新生儿敏捷成为科学界的新宠，其优异功用逐步被开掘，运用范畴也不断地被开发。这些掺杂法制备出的纳米复合材料运用广泛，首要在超级电容器、传感器、储氢方面以及生物医学等范畴杰出。
但石墨烯的开展也存在一些问题，例如，该怎么大规模制备高质量石墨烯，使其不会发生较多的褶皱，以及怎么坚持其安稳的分散性，使其层间剥离后，不会从头堆积成多层的石墨烯片或是复原回石墨。此外，一些石墨烯的其它功用现在还不清楚，如磁性、光学功用等。因而往后应着力于开辟石墨烯和其它学科范畴的穿插，探究石墨烯功用化及一些其它新功用。
节选自：《化工发展》
作者：张紫萍，刘秀军，李同起，胡子君
汽车用铝合金材料具备的效应
2018-12-20 09:35:33
铝合金及其加工材由于具有一系列优良特性，诸如密度小、比强度和比刚度高、弹性好、抗冲击性能良好、耐腐蚀、耐磨、高导电、高导热、易表面着色、良好的加工成型性以及高的回收再生性等，因此，在工程领域内，铝一直被认为是“机会金属”或‘希望金属“，铝工业一直被认为“朝阳工业”。 早期，由于铝的价格较昂贵，在汽油既充足又便宜的年代，它被排斥在汽车工业和其它相关制造行业之外。但是，到1973年，由于石油危机的影响，这种观点被完全改变，为了节约能源、减少汽车尾气对空气的污染和保护日益恶化的臭氧层，铝合金材料才得以迅速地进入汽车领域，目前汽车零件的铝合金化程度正在与日俱增。 铝合金材料大量用于汽车工业，无论从汽车制造、汽车运营、废旧汽车回收等方面考虑，它都带来巨大的经济效益，而且随着汽车产量和社会保有量的增加，这种效应将更加明显。汽车用铝合金材料量增加后所带来的效应主要体现在以下几个方面： （1）明显的减重效益 为了减轻汽车自重，一是改进汽车的结构设计，二是选用轻质材料（如铝合金、镁合金、塑料等）制造。到目前为止，前者已无太大的迥旋余地，因而汽车行业普遍注重于开发利用新的高强度钢材或铝、镁等合金材料。在轻质材料中，由于聚合物类的塑料制品在回收中又存在环境污染问题、镁合金材料的价格和安全性也限制了它的广泛应用。而铝合金材料由于有丰富的资源，随着电力工业的发展和铝冶炼工艺的改进，将使铝的产量迅速增加，成本相应下降，铝合金材料更兼有质轻（钢铁、铝、镁、塑料的密度分别为：7.8、2.7、1.74、1.1-1.2g/cm3）和良好的成型性、可焊性、抗蚀性、表面易着色性，而且铝合金材料的回收率约为80%，有60%的汽车用铝合金材料来自回收的废料，预计到2015年回收率可进一步提高到90%以上。理论上铝制汽车可以比钢制汽车减轻重量达30%-40%，其中铝质发动机可减重30%，铝散热器比铜的轻20%-40%，轿车车身的比钢材制品减重40%以上，汽车铝车轮可减重30%。因此，铝合金材料是汽车轻量化最理想的材料之一，见表1。 （2）可观的节能效果 减少燃油消耗的途径一般为：提高发动机效率（从设计着手），减少行驶阻力，改善传动机构效率及减轻汽车自重等，其中最有效的措施是减轻汽车自重，铝合金材料在汽车上的大量使用，正好满足这一点。 据资料介绍，一般车重每减轻1公斤则1升汽油可使汽车多行驶0.011公里，或者每运行1万公里就可节省汽油0.7公升，如果轿车用铝合金材料量达100公斤，那么每台轿车每年可节约汽油175升。预计到2012年，我国轿车的社会保有量将达10000?12000万辆，届时每年节省汽油1000亿升以上，节能效果十分可观的。 （3）减少大气污染，改善环境质量 汽车减重的同时，也减少了二氧化碳排放量（车重减少50%，CO2排放减少13%）。有人算了一笔帐，如果美国的轿车重量减轻25%，每天将节油75万桶，全年可减少二氧化碳排放量1.01亿吨，同时，氮气物、硫化物等的排放量也会相应减少，因而可大大减少环境污染，提高环境质量。 （4）有助于提高汽车的行驶性能，乘客的舒适性和安全性。 减轻车重可提高汽车的行驶性能，美国铝业协会提出，如果车重减轻25%，就可使汽车加速到60mph的时间从原来的10秒减少到6秒钟；使用铝合金车轮，使震动变小，可以使用更轻的反弹缓冲器；由于使用铝合金材料是在不减少汽车容积的情况下减轻汽车自重，减重效果为125％。因而使汽车更稳定，乘客空间变大，在受冲击时铝合金结构能吸收分散更多的能量；因而更具舒适性和安全性。
东方材料石墨烯
