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氧化石墨烯导电性百科

氧化铜导电性

2017-06-06 17:50:01

铜是人类发现最早的金属之一,也是最好的纯金属之一,稍硬、极坚韧、耐磨损。还有很好的延展性。导热和导电性能较好。但氧化铜作为铜的一种氧化物,却是个半导体,导电性能差。氧化铜不是个导电体,因为没有可移动的自由电子和离子。氧化铜导电系数氧化铜是个半导体,电阻系数的范围约在1-10欧*毫米/米。

锡磷青铜的使用温度要求

2019-05-28 09:05:47

锡磷青铜有更高的耐蚀性,耐磨损,冲出时不发生火花。用于、中速、重载荷有轴承,作业最高温度250℃。具有主动调心对偏斜不灵敏,轴承受力均匀承载力高,可一起受径向载荷,自润滑无需维护等特性。锡磷青铜是一种合金铜,具有杰出的导电功能,不易发热、确保安全一起具有很强的抗疲劳性。    锡磷青铜有更高的耐蚀性,耐磨损,冲出时不发生火花。用于、中速、重载荷有轴承,作业最高温度250℃。具有主动调心对偏斜不灵敏,轴承受力均匀承载力高,可一起受径向载荷,自润滑无需维护等特性。316l不锈钢管锡磷青铜是一种合金铜,具有杰出的导电功能,不易发热、确保安全一起具有很强的抗疲劳性。    锡磷青铜的插孔硬连线电气结构,无铆钉衔接或无冲突触点,可确保触摸杰出,弹力好,拨插平稳。该合金具有优秀有机械制作功能及成屑功能,可使零件制作进程敏捷缩短了制作时刻铍铜合金的铸锭分为非真空铸锭和真空铸锭。现在在铍铜合金加工实践中运用的非真空铸锭方法包含歪斜铁模铸锭、无流铸锭、半接连铸锭和接连铸锭。前两种方法只在加工规模较小的工厂运用。专家介绍说,要想取得含气量低、偏析小、搀杂量少、结晶安排均匀细密的铍铜合金铸锭,最好的方法是真空冶炼后进行真空铸锭。真空铸锭对确保易氧化元素如铍、钛的含量有显著效果,必要时还能够通入惰性气体对铸锭进程进行维护。不含铜的钢答应含铜不大于0.2%,需求严格操控钢中的Al不大于0.1%,关于需求经过Huey法查验的钢,留意操控钢中的硼。

我国在氧化石墨烯薄膜淡化海水领域获突破

2019-01-04 17:20:20

继石墨烯之父、2010年诺贝尔物理学奖得主安德烈·海姆(AndreGeim)团队探索控制氧化石墨烯薄膜的孔径大小淡化海水后,日前中国科学家在该领域也获得新突破。  海水淡化示意图 10月9日,国际学术期刊《Nature》在线刊登了题目为“通过阳离子控制氧化石墨烯薄膜层间距实现离子筛分”(“Ion sieving ingraphene oxide membranes via cationic control of interlayerspacing”)的研究论文。该研究提出并实现了通过水合离子精确控制石墨烯膜的层间距,展示出优异的离子筛分和海水淡化性能。该研究来自中国科学院上海应用物理研究所研究院方海平、李景烨,以及上海大学的吴明红团队、南京工业大学金万勤团队等。 石墨烯因具有优良的光、电、力学等性能,被称为“新材料之王”、“超级材料”等。2004年,海姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫(KonstantinNovoselov)成功地从石墨中分离出石墨烯,证实石墨烯可单独存在。两人也因此共同获得2010年诺贝尔物理学奖。 氧化石墨烯是石墨烯的衍生物,其能够在实验室通过简单的氧化生产出来。考虑到氧化石墨烯的灵活性和成本,氧化石墨烯比单层石墨烯更具有潜在优势。 据了解,精确控制(氧化)石墨烯膜的层间距在环境、能源材料等领域具有重要意义,尤其在水处理、离子/分子分离以及电池/电容等应用领域中起到关键作用。对于(氧化)石墨烯纳米片,要实现其层间距固定并精确到1/10纳米这么小的尺度,其困难可想而知,更具挑战的是,(氧化)石墨烯膜在水溶液中还会发生溶胀导致分离性能严重衰减。一直以来,研究者们利用纳米技术操控、膜间修饰小分子等技术做了诸多努力但仍难以如愿。 海姆在“第四届中国国际石墨烯创新大会”上曾称,氧化石墨烯氧化物分层取得进展后,现在可得到100纳米的厚度,形成氧化石墨烯膜。该研究成果已于今年4月发表在国际学术杂志《NatureNanotechnology》上。彼时的实验证实,用他们的方法能够使氧化石墨烯薄膜对氯化钠的离子的过滤率高达97%,这意味着该膜系统能够很好地进行过滤常见的盐离子。 据上海大学网站消息,中国科学家提出了溶液中离子本身可以有效控制(氧化)石墨烯膜的层间距,并进行了相应的理论模拟计算加以验证,同时利用上海光源的X射线小角散射(BL16B1)、精细吸收谱(BL14W1)以及紫外等表征手段证明了离子与(氧化)石墨烯片层内芳香环结构之间存在水合离子-π相互作用。这样的作用像“桥墩”一样支撑石墨烯片层,精确控制了(氧化)石墨烯膜的层间距,而不同大小的水合离子相当于不同大小的“桥墩”,进而对应于不同的层间距。 通过实验成功实现并观测到(氧化)石墨烯膜与不同的离子溶液作用后具有特定的层间距,这样的间距可以小到一纳米左右,而不同离子对应的间距差异小于1/10纳米;当(氧化)石墨烯膜与水合直径小的离子溶液结合后,具有更大水合直径的离子就难以进入石墨烯膜。因此,通过离子选择可以实现对(氧化)石墨烯膜的层间距达1/10纳米的精确控制。此外,通过系列水合离子控制的多(氧化)石墨烯复合膜,从实验上实现了不同离子间的精确筛分。 该研究不仅为石墨烯膜的设计制备提供了理论与技术指导,也为其他二维材料在分离膜领域的研究开辟了新思路。  海姆曾表示,“把氧化石墨烯的薄膜应用到海水淡化当中,我认为这是一个可以实现商业化的例子。在未来海水淡化中,由于使用了氧化石墨烯,我认为它的成本将会越来越低,所以这将会是一个非常好的商业化的例子。”不过,如何在工业上大规模地、廉价地生产稳定的氧化石墨烯薄膜系统,而且还能有效抵抗有机物、盐、和生物材料的腐蚀等,可能还面临一定的挑战。

金银铜铝的导电性什么较好?

2019-01-10 10:47:01

1、 确定计算用的长度单位   2、 计算铝板的体积 V=长度*宽度*厚度   3、 计算铝板的重量G=2.71(铝的比重)*体积   铝板的材质份很多牌号:1001,,1002,1003等等之类,每种价格都不一样,常用的铝板是1060。   铝板理论计算公式:W=密度x厚x宽x长 如:长1米 *宽800mm*厚度3.0mm的铝板重量多少?   W=1000*800*3=2400000(mm³)=2400(cm³), 2400*2.71g=6504g=6.5公斤   长1米 *宽800mm*厚度3.0mm的铝板重量为6.5公斤。

金银铜铝的导电性什么最好?

2018-12-13 10:40:31

⑴金银铜铝四种材料中,相同条件下,导电性依次是:银→铜→金→铝。注意这里所指的相同条件是指:相同的长度,相同的横截面积,相同的温度。这些条件不相同,是不可比的。这些性质,也叫做材料的电阻率。⑵它们的英文符号分别是:金:Au;银:Ag;铜:Cu;铝:Al。⑶金和银价格太贵,不适宜用来做导线;铜和铝都是做导线的好材料,但铜不适宜做长途输电线,因为密度大,质量(重量)大,不能远距离拉线;铝的密度小,可以拉较远的距离,但其导电性却比铜要差一截,没有铜的好。各有所长,各有所短。你所提到的铜包铝的电线,虽然我是第一次听说,但由以上特点可知,它集合了铜和铝的优点,即是利用了铜的导电性好,又利用了铝的密度小这些各自的优点,既能长距离拉线作远距离输电,又能使电的损失小,因为电的传输主要靠电线的表面,所以只能是铜包铝而不能是铝包铜^_^。至于制造成本,本人不熟悉制造过程工艺和铜、铝的价格,(还要考虑两者的混合比例、技术难度等)故无从给你作比较,但可以肯定的是,即使成本高一点,这种电线一定要比单一的铜导线和单一的铝导线有更多的优势。

铝青铜的硬度高有很多用途

2019-05-28 09:05:47

铝青铜的界说以铝为首要合金元素的铜基合金称铝青铜。铝青铜的力学性能比黄铜和锡青铜高。实践运用的铝青铜的铝含量在5%~12%之间,含铝为5%~7%的铝青铜塑性最好,适于冷制作运用。铝含量大于7%~8%后,强度添加,但塑性急剧下降,因而多在铸态或经热制作后运用。铝青铜的耐磨性以及在大气、海水、海水碳酸和大多数有机酸中的耐蚀性,均比黄铜和锡青铜高。铝青铜可制作齿轮、轴套、蜗轮等高强度抗磨零件以及高耐蚀性弹性元件。    高硬度的铝青铜正试上市,它具有高的硬度和减摩性,杰出的耐蚀性,在热太下压力制作性杰出,可电焊和气焊,可用作高锡耐磨青铜的代用品。适用于五金耐磨块,导轨,五金拉伸模,轴承、轴套、齿轮、涡轮等,还可制作接收嘴、法兰盘、支架等五金零件。    铝青铜用于制作接受重载的耐腐蚀、耐磨损构件和重要绷簧零件,轿车排气管后导模铝青铜强度高,耐磨性和耐蚀性好,用于铸造高载荷的齿轮、轴套、船用螺旋桨铝青铜合金的广泛应用范围在缔造新现代化的发电厂,铝青铜也用来驱除斑纹贻贝。上海市金属材料有限公司

电极材料是粒径越小,导电性越好吗?

2019-01-03 09:36:42

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黄铜、青铜、紫铜、白铜的组成成分有哪些?

2019-05-27 10:11:36

黄铜是由铜和锌所组成的合金 白铜是铜和镍的合金 青铜是铜和除了锌和镍以外的元素构成的合金,首要有锡青铜,铝青铜等 紫铜是铜含量很高的铜,其它杂质总含量在1%以下。普通黄铜它是由铜和锌组成的合金。当含锌量小于 39% 时,锌能溶于铜内构成单相 a ,称单相黄铜 ,塑性好,适于冷热加压制作。当含锌量大于 39% 时,有 a 单相还有以铜锌为基的 b 固溶体,称双相黄铜, b 使塑性小而抗拉强度上升,只适于热压力制作若持续增加锌的质量分数 ,则抗拉强度下降,无运用价值代号用“ H +数字”表明, H 表明黄铜,数字表明铜的质量分数。如 H68 表明含铜量为 68% ,含锌量为 32% ,的黄铜,铸造黄铜则在代号前“ Z ”字,如 ZH62如 Zcuzn38 表明含锌量为 38% ,余量为铜的铸造黄铜。H90 、 H80 单相,金黄色,故有金色共称之,称为镀层,装饰品,奖章等。H68 、 H59 归于双相黄铜,广泛用于电器上的结构件,如螺栓,螺母,垫圈、绷簧等。一般情况下,冷变形制作用单相黄铜 热变形制作用双相黄铜。2) 特殊黄铜在普通黄铜中参加其它合金元素所组成的多元合金称为黄铜。常参加的元素有铅、锡、 铝等,相应地可称为铅黄铜 、锡黄铜、铝黄铜。加合金元素的意图。首要是进步抗拉强度改进技术性代号为“ H +主加元素符号(除锌外)+铜的质量分数+主加元素质量分数+其它元素质量分数”表明。如 HPb591 表明铜的质量分数为 59% ,含主加元素铅的质量分数为 1% ,余量为锌的铅黄铜。2 .青铜除黄铜 白铜外,其他的铜的合金总称青铜,青铜又可分为锡青铜和特殊青铜(即无锡青铜)两类。代号表明办法为“ Q+ 主加元素符号及质量分数 + 其它元素的质量分数”所组成。铸造产品则在代号前加“ Z ”字,如 Qal7 表明含铝为 5% ,其他为铜的铝青铜 ZQsn101 表明含锡量为 10% ,其它合金元素含量为 1% ,余量为铜的的铸造锡青铜1) 锡青铜是由锡为主加元素的铜锡合金,也称为锡青铜当含锡量小于 5~6% ,锡溶于铜中构成 a 固溶体,塑性上升,当含锡量大于 5~6% 时,由于呈现了 Cu31sb8 为基的固溶体,抗拉强度下降,所以秤的锡青铜含锡量大多在 3~14% 之间,当含锡量小于 5% ,适用于冷变形制作,当含锡量为 5~7% 时的适用于热变形制作。当含锡量大于 10% 时,适用于铸造。由于 a 与 & 电极电位附近,且成分中的锡氮化后生成细密的二氧化锡薄膜,耐大气、耐海水等的耐蚀性上升,仅仅耐酸性较差。由于锡青铜结晶温度规模较宽,流动性差,不易构成会集缩孔,而易构成枝晶偏析和涣散缩孔,铸造缩短率小,有利于得尺度极接近于铸型的铸件,所以适于铸造形状杂乱。壁厚较大的条件,而不适合铸造要求细密度高和密封性好的铸件。锡青铜有杰出的减摩性,抗磁性及低温耐性。锡青铜按加工办法可分为压力制作锡青铜与铸造锡青铜两大类。A 、压力制作锡青铜含锡量一般小于 8% ,宜冷热压力制作成板 | 、带、棒、管等型材直销,经制作硬化后,其抗拉强度、硬度上升、而塑性下降。再退火后 可坚持较高抗拉强度下改进塑性、尤其是取得高的弹性极限。适制外表上要求耐蚀及耐磨件,弹性件,抗磁件及机器中滑动轴承,轴套等常用的有 Qsn43 Qsn6.5~0.1 。B 、铸造锡青铜以铸锭直销,由铸造车间铸成铸件运用,适合铸造形状杂乱但细密度要求不高的铸件,如滑动轴承、齿轮等。常用的有 ZQsn101 ZQsn663 。2) 特殊青铜参加其它元素以替代锡,或为无锡青铜,大都特殊青铜都比锡青铜具有更高的机性,耐磨性与耐蚀性,常用的有铝青铜( QAL7 QAL5 )铅青铜( ZQPB30 )等。 以镍为首要增加元素的铜基合金呈银白色,称为白铜。镍含量一般为10%、15%、20%,含量越高,色彩越白。铜镍二元合金称普通白铜,加锰、铁、锌和铝等元素的铜镍合金称为杂乱白铜,纯铜加镍能明显进步强度、耐蚀性、电阻和热电性。工业用白铜依据功能特色和应用范围不同分为结构用白铜和电工用白铜两种,别离满意各种耐蚀和特殊的电、热功能。

为何石墨软石墨烯“硬”

2019-01-04 15:47:49

导读 为什么石墨那么软,而石墨烯又表现得那么“硬”呢?浙江大学信息电子工程学院副教授林时胜介绍说,其实这里涉及两个不同的概念,一个是强度,这是力学概念,一个是硬度,属于物理概念。 石墨烯的“硬”,是指强度高,衡量强度的指标是杨氏模量,根据杨氏模量的高低可以把物质分为硬物质和软物质。石墨烯的模量非常高,可达1T帕(压强单位),是材料里最高的,所以石墨烯是硬物质,可以说是很硬。相应的像橡胶这些,模量只有几千帕,就是软物质,很软。材料力学上有刚度、强度、韧度、硬度等不同物理概念,这与我们通常讲的硬与软有区别。从通俗意义上说,石墨烯的“硬”指的是石墨烯的强度很好,就是它抗断裂的能力很强,这也和它的韧性很好有关系,因为容易延展而不断裂。模量就是代表了材料能被拉伸的容易程度。  再说石墨的软,这是物理概念,指的是硬度。硬度的衡量,是用一种材料去破坏另一种材料,被破坏的硬度就小。石墨的片层之间是范德华力,非常弱,只要用固体去划它,都能把它的片层错开,所以石墨很容易被破坏,就是说石墨很软。

为何石墨软,石墨烯“硬”?

2019-01-03 09:37:04

为什么石墨那么软,而石墨烯又表现得那么“硬”呢?浙江大学信息电子工程学院副教授林时胜介绍说,其实这里涉及两个不同的概念,一个是强度,这是力学概念,一个是硬度,属于物理概念。 石墨烯的“硬”,是指强度高,衡量强度的指标是杨氏模量,根据杨氏模量的高低可以把物质分为硬物质和软物质。石墨烯的模量非常高,可达1T帕(压强单位),是材料里最高的,所以石墨烯是硬物质,可以说是很硬。相应的像橡胶这些,模量只有几千帕,就是软物质,很软。 材料力学上有刚度、强度、韧度、硬度等不同物理概念,这与我们通常讲的硬与软有区别。从通俗意义上说,石墨烯的“硬”指的是石墨烯的强度很好,就是它抗断裂的能力很强,这也和它的韧性很好有关系,因为容易延展而不断裂。模量就是代表了材料能被拉伸的容易程度。 再说石墨的软,这是物理概念,指的是硬度。硬度的衡量,是用一种材料去破坏另一种材料,被破坏的硬度就小。石墨的片层之间是范德华力,非常弱,只要用固体去划它,都能把它的片层错开,所以石墨很容易被破坏,就是说石墨很软。

纳米半导体掺杂铝大大提高导电性

2018-12-29 13:37:12

纳米电子学又前进了一步。一个德国马克斯普朗克学会微结构物理学研究所参与的国际研究团队发现了一个可以用来制作具有非常强导电性硅纳米线的效应:利用铝作为催化剂生成这类纳米线。科学家们发现,硅在这一过程中吸收的铝,大大超过了他们的预期。掺杂的铝含量高,改善了纳米线的导电性。这一效应可用来制造其他高掺杂性的纳米材料。    科学家们发现,硅在这时候吸收的铝甚至能超过热力学定律允许的1万倍。根据热力学定律,硅晶体通过掺杂被铝原子取代的原子数连百万分之一都不到。但事实上,经原子探针断层扫描,该团队的科学家发现,他们制作的掺杂铝的硅纳米线铝含量高达约4%,而且铝原子分布十分均匀。

石墨烯在导电和抗静电涂料中的应用

2019-03-08 09:05:26

石墨烯具有共同的功用和潜在的运用远景,现在已成为全世界的重视焦点与研讨热门。石墨烯经功用化改性后既保留了原有性质,还附带了改性基团的反响活性,能有用进步石墨烯在涂料系统中的涣散性、相容性,乃至可赋予涂料系统某种特殊功用,因而石墨烯的功用化改性是其在涂料范畴运用中必不可少的重要一环。 一、在导电涂猜中的运用 石墨烯用于涂猜中可制备纯石墨烯涂料和石墨烯复合涂料,前者首要是指纯石墨烯在金属表面发挥防腐蚀、导电等作用的功用涂料;后者首要是指石墨烯首要与聚合物树脂复合,然后以复合材料制备功用涂料,石墨烯可明显提高聚合物的功用,因而石墨烯复合涂料成为石墨烯的重要运用研讨范畴。 石墨烯的共结构使之具有很高的电子迁移率和优异的电学功用,这是人们最期望能够运用的功用。传统的导电涂料经过参加导电性物质作为增加剂来到达涂膜导电的意图,导电性增加剂一般为金属或金属氧化物颗粒(如银粉、铜粉、氧化锌等),以运用较为广泛的银粉为例,其用量、粒径和形状都对涂料的导电功用有很大影响。比较银粉,石墨烯除了有很好的导电功用外,还具有优异的机械功用及热功用,是极佳的导电涂料增加剂。 导电性石墨烯涂料制备流程 将制得的GO与复原剂制成混合涣散液,将该涣散液喷涂在已预热的基底上。该办法的长处在于制备涂膜的一起复原了氧化石墨烯,经过简略过程制得细密的导电性石墨烯涂膜,其表面电阻为2.2×103Ω/sq,在波长550nm下透光率高达84%。石墨烯导电涂料也可经过旋涂工艺施工,涂膜表面电阻可低至102~103Ω/sq,在550nm波长下透光率到达80%。 二、抗静电涂料的运用 抗静电涂料广泛用于电子、电器、航空及化工等多种范畴,跟着现代科技的开展,对其抗静电功用的要求越来越高。石墨烯所具有的高导电性、强力学功用等特色,有利于制备高功用、高强度的抗静电涂料。 01、轿车静电喷涂淡色底漆 轿车是重要的工业产品。轿车组成构件中有很大一部分,比方说轿车车身、保险杠、表里饰件等,都是塑料制品,无法构成电场。为了完成静电喷涂工艺,就要先在加工件表面先涂上一层导电底漆,然后在进行静电喷涂。当时轿车喷涂导电底漆首要经过增加导电炭黑使涂料具有导电性。由此导致导电底漆色彩较深,为了漂亮,往往要再喷涂一层底漆进行隐瞒,然后再进行正式的静电喷涂。这种办法工艺杂乱,也进步了本钱,故此推行难度较大。 石墨烯导电性好、色彩浅,理论上单层的石墨烯是通明的,这样就能够逃避由于导电剂带来的底漆色彩变深问题,关于轿车静电喷涂的改善非常有利。数据显现,参加2%到4%的石墨烯后,底漆涂层值为40到50,完全能够满意轿车静电喷涂的色度要求。 02、导静电涂料 石墨烯在导电涂猜中的另一个重要运用范畴是导静电涂料。该种涂料表面电阻一般坐落106 到109之间,能够有用防止静电导走现象发作,故而一般运用于对防火、防爆等要求很高的场合。比方石油、化工、铁路、交通等职业贮油罐、输油管道、油轮等贮油、输油设备的表里壁,煤矿、航空、纺织、粮食等职业设备的防腐涂料一般都是运用导静电涂料作为防腐涂料,这样既能够最大极限防止设备腐蚀,又能够防止电荷集聚发生静电引发火灾事故的问题。石墨烯兼具杰出的导电性和防腐蚀性,因而在导静电涂猜中运用作用很好。

漫画简介石墨烯!

2019-03-08 09:05:26

石墨烯被称为“黑金”,又被称为“新材料之王”,是现在发现的最薄、强度最大、导电导热功能最强的一种新式纳米材料,极有或许掀起一场席卷全球的颠覆性新技术新产业革新。 石墨烯的制备上,多晶薄膜有望未来1-2年内完成产业化使用,单晶石墨烯工业组成办法仍未找到,因而间隔产业化还很悠远。低成本的使用氧化还原法出产石墨烯粉体,一起可以使用CVD法出产出层数可控、大面积的石墨烯薄膜是未来研究要点,也是推进职业开展的要害点。而在使用层面,未来被看好的范畴是锂离子电池、柔性显现、太阳能电池和超级电容器。

T2紫铜带导电性、塑性、强度、硬度

2019-05-29 19:52:45

T2紫铜带导电性、塑性、强度、硬度一、T2紫铜带制造:  T2紫铜带这种纯度很高的纯铜,一般用电解法精制:把不纯铜(即粗铜)作阳极,纯铜作阴极,以硫酸铜溶液为电解液。当电流通往后,阳极上不纯的铜逐步熔解,纯铜便逐步沉积在阴极上。这样精制而得的铜;纯度可达99.99%。 紫铜是比较纯洁的一种铜,一般可近似认为是纯铜,T2紫铜排导电性、塑性都较好,但强度、硬度较差一些。二、T2紫铜带功能:  高纯度,安排细密,含氧量极低。无气孔、沙眼、疏松,导电功能极佳,电蚀出的模具表面精度高,经热处理技术,电极无方向性,合适精打,细打,具有杰出的热电道性、制作性、延展性、防蚀性及耐候性等。有杰出的导电、导热、耐蚀和制作功能,能够焊接和钎焊。三、T2紫铜带热处理、退火:  热处理规范:热制作温度 900~1050℃;退火温度 500~700℃;冷作硬化铜的再 冷作硬化铜的再 热制作温度 ~ ℃ 退火温度 ~ ℃ 冷作硬 结晶开端温度 200~300℃. ~ ℃四、T2紫铜带应用范围:  常见应用范围:电器开关、电机线圈、电子零件、空调管路、软焊头。

石墨烯+锂电池可行性有多大?

2019-01-03 09:36:39

众所周知石墨烯具有高导电性、高导热性、高比表面积、高强度和刚度等诸多优良特性,在储能、光电器件、化学催化等诸多领域获得了广泛的应用。 锂离子电池是迄今为止能量比最高的二次电池,但是应用于如新能源汽车时需要进一步提高其能量比。石墨烯的出现为锂离子电池高性能的突破带来了可能,从而为高容量、高倍率、长寿命的锂离子电池材料的研究掀起新一轮的研究热潮。 目前石墨烯在锂电池方面的研究主要分两块 一是在传统锂电池上进行应用,目的是改进、提升锂电池的性能,这类电池不会产生颠覆性的影响; 二是依据石墨烯制造一个新体系的电池,它是一个崭新系列的,在性能上是颠覆性的,称作“超级电池”。 石墨烯在正极材料中的应用 锂电池的正极材料例如常用LiCoO2、LiMn2O4和LiFePO4都是不良的电子导体,它们的电导率分别为10-4、10-6和10-9Scm-1。在目前现有的锂离子电池体系中,电池使用的正负极材料本身具有较低的离子与电子电导率,这是影响和限制锂电池充放电循环和倍率性能的主要因素。所以为了充放电过程中充分有效利用正极材料同时能提高电池的倍率性能,要在正极材料中加入导电剂,传统的导电剂一般是石墨。而石墨烯本身具有非常高的电子传导率,用石墨烯作为导电添加剂是其在锂电池中最直接,也是最广泛的应用。 石墨烯作为导电剂的问题 对于石墨烯导电剂的实际应用,需要综合考虑石墨烯对电子电导的“面-点”促进作用和对离子传导的“位阻效应”;针对导电剂用量和最终电池的能量/功率密度综合考虑设计电极的厚度。对于LFP体系的锂离子电池,由于石墨烯对锂离子传输的影响非常强,所以需要特别注意电极的厚度。 石墨烯在负极材料中的应用 目前锂电池常用的负极材料是石墨,用石墨烯作负极材料的优势有: 石墨烯导电性能好,耐腐蚀,用作负极材料可以增强活性物质与集流体的导电性; 石墨烯片层作为单层二维结构,原则上不存在体积膨胀,所以结构稳定,充放电快,循环性能好; 纳米颗粒原位法合成于石墨烯表面形成基复合材料,通过控制其生长颗粒的尺寸,从而缩短锂离子和电子扩散距离,改善材料的倍率性能; 纳米颗粒均匀覆盖在石墨烯表面,一定程度能够防止石墨烯片层的聚合和电解质浸入石墨烯片层,导致电极材料失效。 石墨烯直接用作负极材料存在的问题 石墨烯由于尺寸小并且具有很高的比表面积,容易与电解液发生反应生成大量的SEI膜,造成大量不可逆容量的损失。 石墨烯在电极循环中容易发生团聚,并且由于范德华力导致团聚不可逆,导致嵌锂困难,电池容量衰减。 石墨烯在制备过程中容易发生再堆叠,对分散和干燥条件要求苛刻,导致成本增加。 石墨烯材料在电池负极材料的应用中表现为首次效率低,循环性能差等问题还未能解决。 当前石墨烯复合材料在锂电池的应用成为研究热门,如何完善高质量石墨烯的制备技术,寻找出一种可控、大规模的石墨烯制备方法,并制备出性能优异的石墨烯基复合材料,是当前研究的重点。若石墨烯基电极材料在高能量密度、高功率密度要求的动力锂离子电池领域获得应用,必将大大提升动力电池的综合性能,推动电动车、电动工具等领域的发展。

石墨烯真神奇

2019-03-07 10:03:00

近两年石墨烯的可控低成本制备技能已获得了打破性开展,有望在不久的将来构成石墨烯工业。 日前,在深圳举行的第十九届我国世界高新技能效果交易会上,石墨烯作为独具特色的新材料再次引起人们的重视,成为这个国内最大规划、最具影响力的科技展会上一个耀眼的“明星”。石墨烯到底有哪些奇特之处,能为人们带来什么惊喜?记者采访了相关专家。 人类正行进在以硅为首要物质载体的信息年代,下一个量子年代,石墨烯很或许锋芒毕露 和金刚石相同,石墨是碳元素的一种存在方式。风趣的是,因为原子结构不同,金刚石是地球上自然界最坚固的东西,石墨则成了最软的矿藏之一,常做成石墨棒和铅笔芯。 科学家介绍说,石墨烯是从石墨材料中剥离出来,只由一层碳原子构成、按蜂窝状六边形摆放的平面晶体。浅显地讲,石墨烯就是单层石墨。一块厚1毫米的石墨大约包括300万层石墨烯;铅笔在纸上悄悄划过,留下的痕迹就或许是好多层石墨烯。 这种只要一个原子厚度的二维材料,一向被以为是假定性的结构,无法独自安稳存在。直至2004年,两位英国科学家成功地从石墨中别离出石墨烯,证明了其可以独自存在,并因而一起获得2010年诺贝尔物理学奖。 据我国电科55所所长、微波毫米波单片集成和模块电路要点试验室主任高涛博士介绍,石墨烯共同的结构让它具有更导电、更传热、更坚固、更透光等优异的电学、热学、力学、光学等方面的功能。轻浮、强韧、导电、导热……石墨烯这些特性赋予人们许多幻想空间。 石墨烯的特色首先是薄,可谓现在世界上最薄的材料,只要一个原子那么厚,约0.3纳米,是一张A4纸厚度的十万分之一、一根头发丝的五十万分之一。与此一起,石墨烯比金刚石更硬,透光率高达97.7%,是世界上最坚固又最薄的纳米材料。 一起,它又能导电。石墨烯的电子运转速度达1000千米/秒,是光速的1/300,十分合适制造下一代超高频电子器材。石墨烯仍是传导热量的高手,比最能导热的银还要强10倍。 石墨烯的特性,也体现得很“好玩”。比方当一滴水在石墨烯表面翻滚时,石墨烯能敏锐地“察觉”到纤细的运动,并发生继续的电流。这种特性给科学家供给了一种新思路——从水的活动中获取电能。比方,在雨天可以用涂有石墨烯的雨伞进行发电,或许可以做成活络的传感器材等。 “人类阅历了石器、陶器、铜器、铁器年代,正行进在以硅为首要物质载体的信息年代;而下一个量子年代哪种材料将锋芒毕露呢?很或许是石墨烯。”浙江大学高分子科学与工程学系教授高明说。 未来电动轿车运用石墨烯电池,花两三分钟就或许把电充溢 因为石墨烯的奇特功能,加上制备简洁、研讨视角多维,其运用潜力巨大、适用职业广大,成为抢眼的材料“新星”一点不古怪。石墨烯从发现到现在仅10余年的时刻,已获得了许多令人震慑的研讨效果,称得上是人类历史上从发现到运用最快的材料。 高明说,从材料化学视点看,石墨烯会带来资源、环境、化工、材料、动力、传感、交通机械、光电信息、健康智能、航空航天等范畴的改动或革新。我国石墨矿储量丰厚,约占全世界的75%,其高效开发将引起碳资源及我国大资源战略的新定位、新考虑、新规划。 石墨烯的工业化出产则将促进化工、机械、智造、自控等职业的技能前进。石墨烯的增加可以发生多功能复合材料,用来制造高功能电池、电容器。石墨烯传感器可以在生物检测、光电勘探方面大显神通,石墨烯及其它二维材料的异质叠合材料可制造高功能晶体管。 可以说,石墨烯技能将对咱们的吃、穿、住、行、用、玩都发生影响。石墨烯复合膜阻氧阻水功能好,可前进食物保质期;石墨烯纤维可制成发热服饰和医疗保健用品;石墨烯电热膜电热转化效率高,可逐渐替代暖气供热;石墨烯系列材料可用于轿车、火车等交通工具,石墨烯导热膜可用于手机高效散热…… 石墨烯另一个被寄予厚望的运用范畴是电能贮存。它的优势在于充电速度快,并且可以重复运用几万次。但现在石墨烯存储的电量不如电池多,还无法存储足够多的电能。未来,跟着充电设备的日益完善和相关技能的前进,电动轿车运用石墨烯电池,花两三分钟就或许把电充溢。 我国电科55所微波毫米波单片集成和模块电路要点试验室副主任孔月婵博士介绍说,石墨烯的电子运转速度是硅的十倍,由石墨烯制造的高频器材理论上作业频率可以到达硅的十倍乃至上百倍。石墨烯引发的技能很或许从人们常见的小小芯片开端。 此外,科研人员已完结柔性衬底晶体管的研发,正在测验柔性通讯电路的研发。未来不管是可以折叠的显现屏幕,仍是可以植入人体的可穿戴设备,都或许靠这样的石墨烯器材来完成。 高涛以为,即便在试验室条件下,石墨烯的奇特功能仍然没有彻底释放出来。因为技能层面还存在着不少应战,真实大面积运用还有很长的路要走。但经过加强需求和研讨的结合,不断在石墨烯材料的制备和器材研发方面获得重要打破,发明更多更新更具颠覆性的运用,石墨烯这种新一代战略性新式材料将会极大改动人们的生发日子。 国内石墨烯研讨与国外底子同步,有望在不久的将来构成石墨烯工业 石墨烯一向是世界上的研讨热门,并在不断升温。近几年来,全球石墨烯相关的论文和发明专利简直呈指数式增加,不只各类优异的物理化学功能被猜测、证明,并且由此生宣布许多详细的研讨方向。 据了解,许多国家正在抢夺石墨烯技能的制高点。欧盟石墨烯旗舰方案以石墨烯传感为首要研讨方向,美国正在测验使用石墨烯完成通讯的柔性化并获得了明显的效果,韩国继续支撑石墨烯柔性显现的研讨并制备出了演示产品。 高涛说,整体来讲,世界上石墨烯各项优异功能正逐渐从试验室研讨向产品运用过渡,一起一些潜在的功能或运用还在不断被开掘。但这个工程化是一个长时间而困难的进程,给我国完成赶超世界水平、占据技能制高点带来了绝好的机会。 高明以为,现在国内石墨烯研讨与国外底子同步,一些方面有原创和引领性效果。国内研讨侧重化学和材料,国外更偏机理和器材。国内石墨烯的研讨在理论研讨方面可说是已完成与世界先进水平“并跑”,论文、专利不管数量仍是质量都具有很强的世界竞争力。到2016年3月,我国石墨烯的专利总数占全世界的56%。与此一起,国家赞助了很多有关石墨烯的基础研讨项目,开始构成了政府、科研机构和厂商协同立异的产学研协作对接机制。 例如,清华大学开宣布米级石墨烯单晶薄膜的快速制备技能;我国电科55所研宣布了世界上最快的柔性石墨烯晶体管;浙江大学纳米高分子团队则经过近十年研讨,开宣布了石墨烯纤维、石墨烯接连拼装膜、石墨烯超轻气凝胶及石墨烯无纺布等。 受访专家指出,各个方向不断呈现令人惊喜的研讨效果,让人们对石墨烯的未来充溢等待。但整体来讲,石墨烯技能成熟度还比较低。关于石墨烯的开展,其限制要素或许说难点,首要在材料制备技能、全新规划理念和二维控制技能等方面。其间,高品质、大批量的石墨烯质料问题暂时没有底子处理,还需要进行很多技能攻关。有些技能如单层氧化石墨烯、石墨烯单晶等在试验室制备成功了,但完成工程化、接连性、低成本、高效安稳制备还有较长的路要走。只要真实高品质的石墨烯量产了,颠覆性运用才会呈现。 不过科学家们也比较达观,近两年石墨烯的可控低成本制备技能已获得了打破性开展,有望在不久的将来构成石墨烯工业。

黄铜和紫铜比,谁的导电性更好一些

2018-06-01 19:56:48

黄铜的导电性好吗?与紫铜相比,谁的导电性更好一些?黄铜指的是以锌为主要合金元素的铜基合金,因其呈黄色而叫黄铜。我们知道导体的电阻与导体长度成正比,但是一个导体的导电性能主要与电导率相关,一般铜含的合金元素越少,导电性能越好,而黄铜为铜锌合金, 紫铜 为纯铜,因此黄铜的导电性不如1#电解铜(俗称紫铜)好。所以一般电线都使用紫铜来做导体,而黄铜属于合金,比较硬,所以其延伸性和电阻都偏大,并不适合做电线,一般用在开关之类的物品上,例如开关上的螺丝、接触位置、电线的线头线叉等。黄铜色泽美观,有良好工艺和力学性能,导电性和导热性较高,大气、淡水和海水中耐腐蚀,易切削和抛光,焊接性好且价格便宜。常用于制作导电、导热元件,耐蚀结构件,弹性元件,日用五金及装饰材料等,用途广泛。

石墨烯基础科研现状

2019-01-04 09:45:43

石墨烯从其诞生至今不过10年光景。2004年为石墨烯科学研究的萌芽阶段,随后即进入快速成长阶段;从2008年开始,尤其是在2010年石墨烯发明者获得了诺贝尔奖之后,关于石墨烯的基础科研工作开展得如火如荼。 下文从专利分布、研究机构分布、研究领域分布和主要研究成果等方面梳理目前石墨烯的基础科研动向。 一、专利分布 目前全球共有超过200个机构和1000多名研究人员从事石墨烯技术的开发和研究,其中包括三星、IBM等科技巨头。我们通过最近几年的专利申请情况对目前石墨烯的研究进展进行概览。从专利申请总量来看,2010年以来全球石墨烯专利申请总量呈爆发式增长;2012年全球石墨烯专利申请量已经达到3500个,可见目前全球范围内正在掀起石墨烯研究与开发的高潮。 从石墨烯专利申请国别分布来看,2013年全球石墨烯专利申请量最大的是中国,其次为美国、韩国和日本。在石墨烯相关论文方面,欧盟排名第一,2013年共发表了7800篇论文;就国别而论,依然是中国排名第一,共发表了6649篇论文。 总体而言,目前中国已经处在石墨烯研究的前沿阵地;但是,从研究深度和创新性而言,非常核心的技术和创新性技术中国仍未掌握。二、研究机构分布 从事石墨烯研究的机构比较广泛,包括学术研究机构、企业、个人和政府层面。比较普遍的研究模式是学术研究机构与企业的合作,例如韩国三星与韩国成均馆大学合作对石墨烯的制备基础方法和应用开展研究。 从研究机构专利数量口径看,在前十名中,有4家机构来自韩国,4家来自中国,2家来自美国。并且,6家机构都是科研院所或独立科研机构,4家为企业。其中,专利数量最多的是韩国三星电子,其专利申请数量为210个,占全球总量的7.3%,其研究范围涵盖了石墨烯制备方法和在显示屏、锂电池领域的应用;其次为韩国成均馆大学、浙江大学、IBM、清华大学等。三、研究领域分布 从石墨烯研究领域分布看,全球研究热点主要在材料的导电性、导热性、石墨烯的制备研究、纳米材料研究等。 中国石墨烯研究热点主要分布石墨烯纳米复合材料、石墨烯制备、石墨烯电极等方向。我们统计了前20位主要研究机构的重点研究领域,发现研究热点分布于:(1)复合材料;(2)碳纳米管;(3)电容器;(4)传感器;(5)晶体管;(6)透明电极;(7)锂电池;(8)燃料电池。上述研究大多属于石墨烯应用,而关于石墨烯的制备改进工艺或者大规模量产石墨烯的基础研究非常少。 四、最新研究成果 在石墨烯制备方面,最新的研究成果是在生成单晶石墨烯的方法上,目前有两种方法已经能获得直径约为1mm的单晶石墨烯和直径为25px的单晶石墨烯,但是这两种方法各有优劣。 在石墨烯应用方面,最新的研究成果包括把作为光敏元件(PD)的光增益提高到了原来的约1000倍、提高柔性湿度传感器的响应时间等。在锂电池、半导体、传感器、无线通讯、电容器、电子元件、海水淡化等多个领域都有重大突破。 在众多最新研究成果中,属于中国研究机构的成果依然稀少,印证了前文中我们提到的,虽然中国在专利申请和论文发表方面在国际领先,但是在真正的研究前沿方面距离美国、日本和韩国等国家仍有一定差距。

碳纳米管及石墨烯导电浆料在锂电池中的应用

2019-03-06 10:10:51

导电浆料是电子元器件封装、电极和互联的要害材料。导电剂都各自有各自的特色,形状也是各有千秋。锂离子电池出产的供应商大多会依据导电剂的形状、颗粒巨细、比表面积、导电功能的不同而混合调配运用导电剂。 当时锂电池运用较广泛的导电剂可分为导电炭黑、导墨和新式导电剂等三大类,新式导电剂首要指碳纳米管、石墨烯等。 常见的导电剂理化参数比照相较于传统的导电剂,新式导电剂碳纳米管、石墨烯存有必定的优势。 碳纳米管(1) 碳纳米管具有杰出的电子导电性,纤维状结构可以在电极活性材料中构成接连的导电网络; (2) 增加碳纳米管后极片有较高的耐性, 能改进充放电过程中材料体积改变而引起的脱落, 前进循环寿数; (3) 碳纳米管可大起伏前进电解液在电极材料中的浸透才能; (4) 碳纳米管的首要缺陷在于不易涣散。 石墨烯作为导电剂的作用与其参加量密切相关,在参加量较小的情况下,石墨烯因为可以更好地构成导电网络,作用远好于导电炭黑。 碳纳米管vs石墨烯,谁更胜一筹? 一方面,从导电机理分析,石墨烯经过点面触摸来导电,碳纳米管则由点线触摸传输。一般来说,触摸的面积越大导电功能就会越好。导电剂一般要以最少的量完成最优的导电功能。从导电功能上看,石墨烯的导电性更胜一筹。但碳纳米管在电解液中的吸液才能更强。 另一方面,两者的开展都存有瓶颈。现在业界共同以为:真实意义上的石墨烯制造本钱高,难以完成产业化;而碳纳米管最大的难题则是涣散。相较之下,碳纳米管的涣散比石墨烯的“难产”更简单霸占。此外,功能相差不多的情况下,报价或许才是厂商更为介意的问题。而本钱的下降很大程度上得益于工艺的前进。从这个视点讲,谁的工艺先进、本钱低,谁就会赢得锂电池商场先机。

铜线分为哪几类,哪种的导电性能最好?

2018-12-13 15:20:55

十下五,百上二, 二五三五四三界,柒拾玖五两倍半,铜线升级算.给你解释一下,就是10平方一下的铝线,平方毫米数乘以5就可以了, 要是铜线呢,就升一个档,比如2.5平方的铜线,就按4平方计算.一百以上的都是截面积乘以2, 二十五平方以下的乘以4, 三十五平方以上的乘以3, 柒拾和95平方都乘以2.5,这么几句口诀应该很好记吧,说明:只能作为估算,不是很准确。 另外如果按室内记住电线6平方毫米以下的铜线,每平方电流不超过10A就是安全的,从这个角度讲,你可以选择1.5平方的铜线或2.5平方的铝线。 10米内,导线电流密度6A/平方毫米比较合适,10-50米,3A/平方毫米,50-200米,2A/平方毫米,500米以上要小于1A/平方毫米。从这个角度,如果不是很远的情况下,你可以选择4平方铜线或者6平方铝线。 如果真是距离150米供电(不说是不是高楼),一定采用4平方的铜线.

氧化铜 导电

2017-06-06 17:50:02

氧化铜物质导电吗?他是个导电体吗?氧化铜不是个导电体,他不会导电,因为氧化铜分子中没有可移动的自由电子和离子。但氧化铜算是个半导体,他的电阻系数的范围约在1-10欧*毫米/米。 

石墨烯在水性涂料中应用

2019-03-07 09:03:45

水性涂料是国家发起开展的环境友好型涂料,但某些功用尚不及相应的溶剂型涂料,影响其开展。石墨烯具有共同功用,可改善水性涂料功用,促进其开展,给涂料作业者带来新的等待。石墨烯在涂猜中运用首先是改性溶剂型涂料,但用于改性水性涂料也有显着开展。改性办法可用共混法复合改性,也可用原位聚合和溶胶-凝胶技能复合法改性,还可用偶联剂润饰,一同实施不同的功用改性。 1 用钛酸酯偶联剂润饰水涣散改性石墨烯 按通用办法将石墨制成氧化石墨烯,向氧化石墨烯涣散液内分别参加钛酸酯和,在水浴加热法下发作反响,使氧化石墨烯复原并一同嫁接上钛酸酯偶联剂分子。将取得的混合液进行后处理和真空枯燥,得到粉末状改性石墨烯。 因为钛酸酯偶联剂对氧化石墨烯进行了表面润饰,不再发生聚会,故石墨烯水涣散体稳定性高,可长期储存,合适用于复合材料及涂层材料的制备。制备工艺简洁,出产效率高,出产进程和产品均能契合环保要求。 2 石墨烯与基体树脂共混复合水性涂料 2.1 水性导电涂料 石墨烯/聚酯树脂复合水性导电涂料。用Hummers法制备氧化石墨烯,经两步化学复原法得到有机分子润饰的石墨烯水溶液,参加聚酯、助剂和交联剂、催化剂,经液态共混,制备得到水性导墨烯涂料。该涂料具有高导电功用和力学功用,可运用于电磁屏蔽、抗静电、防腐、散热、耐磨及电子线路等范畴,具有广泛的运用价值。 2.2 石墨烯改性水性环氧树脂耐磨玻璃涂料 石墨烯改性的耐磨水性玻璃涂料由两组分组成,榜首组分为基体成膜物,第二组分为固化剂。其间榜首组分包含改性环氧树脂20%~40%、助剂0.5%~7%、氧化石墨烯0.1%~5%、偶联剂1%~2%,其他为水(均为质量分数);第二组分是胺类固化剂。在运用前将两组分混合,其间第二组分占混合物质量分数的3%~30%。该涂料具有硬度高、耐磨性好、与玻璃基底亲和力与附着力强、耐水、耐乙醇性好,且契合环保要求。别的制备办法简洁,具有重要的商业化运用价值。 2.3 石墨烯改性酸酯聚合物水泥防水涂料 用Hummers法制备的氧化石墨烯参加酸酯类聚合物乳液中,参加选用的助剂,按份额参加水泥,拌和涣散,制成氧化石墨烯改性的聚合物水泥防水涂料。该涂料显着增加了酸酯类聚合物乳液成膜的抗拉强度;进步了耐水性;此外,氧化石墨烯丰厚的含氧官能团能够调理水泥水化产品晶体的成长,进步其抗拉强度和耐性。故氧化石墨烯改性的聚合物水泥防水涂料具有杰出的耐久性、抗渗性以及物理力学功用,运用远景宽广。 2.4 石墨烯改性聚酯树脂复合水性涂料 2.4.1 石墨烯/水性聚酯纳米复合乳液 将真空脱水的聚醚多元醇(N210)和TDI反响制得聚酯预聚体,参加二羟甲基引进亲水羧基,加中和盐基化,参加氧化石墨烯水溶液、去离子水和乙二胺进行乳化反响,减压蒸馏出后,滴加维生素C溶液进行原位复原反响,得到石墨烯/水性聚酯纳米复合乳胶树脂。该乳胶树脂可运用于静电防护、防腐涂层、建筑涂料等范畴,本发明工艺简洁、环保、合适大规模出产。 2.4.2 石墨烯/TiO2复合材料改性水性聚酯抗菌涂料 纳米TiO2作为光催化纳米材料的一种,有抗菌灭菌效果,但它关于可见光吸收率较低,纳米粒子趋向于集合,大大降低了其灭菌效果。在含纳米TiO2抗菌涂猜中,引进5%以下的石墨烯,显着进步涂料对可见光吸收率,并加强纳米TiO2的光催化活性和抗菌、灭菌才能,使改性后的水性聚酯在抗菌灭菌归纳功用方面有很大进步。而且具有杰出的表面功用、耐水性和力学功用。 3 石墨烯/聚酯原位聚合的水性导电涂料 石墨烯比较传统的碳系导电填料(炭黑、石墨、碳纳米管、碳纤维等)具有愈加优异的导电性及机械功用。 用二元胺对氧化石墨烯进行基化改性,后用化学复原康复石墨烯的共导电系统,使用石墨烯表面的—NH与—NCO封端的水性聚酯原位聚合,制得含石墨烯的水性聚酯导电涂料。 该导电涂料具有防辐射、抗静电、防腐蚀、耐磨等特性,可用于高分子材料、金属材料、纺织材料表面等方面。 4 用溶胶-凝胶技能制备改性石墨烯/水性聚酯纳米复合涂料 中国科技大学Xin Wang等于2012年在《Surface& CoatingsTechnology》上宣布了他们的研讨论文:用溶胶-凝胶技能制备改性石墨烯/水性聚酯复合纳米涂料,分3部分: (1)硅烷改性石墨烯纳米薄膜制备。用Hummers法制备氧化石墨烯(GO),然后对GO水涣散体用化学复原成GNS,再用DCC(N,N'-二环己基碳化二亚胺)和3-基丙基三乙氧基硅烷(APTES)功用改性,用超声波涣散1h,在70 ℃下拌和反响24 h,经后处理得到APTES功用改性的石墨烯纳米膜f-GNS。 (2)硅烷APTES封端的水性聚酯(WPU)制备。用异佛尔酮二异酸酯(IPDI)、聚氧化丙二醇、一缩二乙二醇和三羟甲基混合多元醇组成PU预聚物,再和二羟甲基反响,然后加APTES反响,得到APTES封端的水性聚酯(WPU),产率86.3%,数均分子量28600(GPC测定)。 (3)溶胶-凝胶技能制备f-GNS/WPU纳米复合涂料。凭借超声波将f-GNS粉末涣散在去离子水中制成悬浮液,将APTES封端的WPU参加其间一同混合,用调理pH值,制成f-GNS/WPU纳米复合涂料。 用1H-NMR、FTIR、XPS、GPC、AFM、HRTEM等表征了GO、f-GNS的结构,根本验证了图1所示的分子结构式与反响进程,及f-GNS/WPU纳米复合涂料产品结构和组成。纳米复合物中的T1、T2和T3代表了单、二和三替代的硅烷键合,证真实APTES封端的WPU和f-GNS相邻的硅氧烷分子之间缩聚反响,构成共价键。 5 结 语 5.1 石墨烯具有共同功用,研制热潮在全球突起 石墨烯是当今世界发现的“至薄”的晶体材料,厚度只要1个碳原子,也是“至坚”材料之一,并具有高导电性、高导热性。猜测在航空航天、世界勘探、海洋开发、国防工业、国民经济各方面具有不可估量的运用远景,研讨热潮在全球突起,国内也起步不俗,开展较快。 5.2 石墨烯在改性涂料功用方面展现了新的远景 对石墨烯在导电、防腐、阻燃、导热和高强度等功用涂猜中都具有十分诱人的潜在远景。 石墨烯与各种涂料树脂经过物理共混、原位聚合和溶胶-凝胶技能等法复合;或用偶联剂润饰,或选用原位聚合等工艺。这些工艺在改性水性涂猜中均证明可行,且功用改善显着。水性涂料经石墨烯改性,其功用有望“更上一层楼”,其进一步开展可期。 5.3 石墨烯改性涂料研制脚步初迈,要正确促进石墨烯出产及运用的开发热潮继续升温,但应镇定对待。 对出产厂商而言,石墨烯出产技能是否到达世界最先进,是否契合清洁文明出产工艺要求,本钱是否合理,有许多技能作业要做。石墨烯在涂猜中的运用,国内有不少研讨作业和专利宣布,开展势头较好,但不能说“已入胜境”。石墨烯和涂料树脂复合办法、助剂挑选、功用性改善,研制的空间都很大。国内宣布石墨烯改性水性涂料的作业和专利多是实验室效果,要到达有用并产业化,要更多投入,有许多研制作业要做。

浅析石墨烯应用于锂电池中的可能性

2019-03-08 09:05:26

事物的开展方向尽管路途弯曲迂回,但终归是行进的和上升的。石墨烯的功能与其层数休戚相关,倘若有一天能完成高质量单层石墨烯的量产,或许全部又会不一样。 我国粉体网讯近年来,跟着新能源轿车和移动通讯设备的开展,运用石墨烯改进、进步动力、储能电池材料的功能,正成为业界重视的焦点。不管是出于炒作的意图仍是科研成果的发布,一时间石墨烯电池新闻“漫山遍野”! 第一款产品是东旭光电于2016年推出了世界首款石墨烯基锂离子电池产品——“烯王”。第二款产品是2016年12月华为推出的业界首个高温长寿命石墨烯助力的锂电池。第三款产品是东旭光电和贝斯特将石墨烯用在隔阂上做出的“国产石墨烯电池”。 …… 尽管“石墨烯电池”的新闻许多,但精确的来讲,现在市面上还没有一款真实意义上的“石墨烯电池”,根本上都是在材料中参加一点石墨烯,以进步锂电池的部分功能的石墨烯基锂离子电池。详细咱们就来分析一下石墨烯在锂电池中究竟能起什么作用。 据了解,石墨烯在电池范畴的运用方式主要有这么几种:1、石墨烯独自用于正/负极材料;2、与其它新式负极材料,比方硅基和锡基材料以及过渡金属化合物构成复合材料;3、作为集流体或集流体涂层,用于进步电池功率特性。 经过以上资料来看,石墨烯在锂电池中的运用还真不少,现在咱们就来分析一下可行性究竟有多大。 1、石墨烯直接作为正/负极材料 研讨标明,纯石墨烯的充放电曲线跟高比表面积硬碳和活性炭材料十分类似,都具有高比表面无序碳材料的根本电化学特征,即初次循环库仑功率极低、充放电渠道过高、电位滞后严峻以及循环稳定性较差的缺陷。 结构上来看,石墨烯的片状结构按捺锂离子的涣散,简单构成电池极化严峻,这也导致了石墨烯的振实和压实密度都十分低,再加上石墨烯本钱极端贵重。归纳来讲,不存在替代传统电极材料直接用作锂离子电池的或许性。 2、石墨烯复合材料电极 石墨烯与硅基和锡基材料以及过渡金属化合物构成复合材料电极。一方面来看,运用石墨烯的纳米空隙能够很好地处理硅和锡材料的胀大碎裂,另一方面,彼此协同作用可有用缓解聚会现象进步额定的储锂空间。 归纳来讲,石墨烯复合材料做电极的确能改进复合材料的电化学功能,但考量材料本钱、生产工艺、量产化或许,石墨烯复合材料电极做不到“鹤立鸡群”,究竟花了大力气做出的材料性价比不高,也就没有完成产业化的必要。 3、石墨烯作为导电剂 其他方面来看,参加到导电剂能进步材料的循环功能和高倍率功能,作用显着高于天然石墨和黑,一起能将电芯内阻减小至最小,有用地处理了阻止锂电池产品快速充电的技能瓶颈,一起大大延长了电池运用寿命,但高倍率功能不抱负,难以广泛运用。 尽管抱负很饱满,但实际总是很骨感,片层结构的石墨烯很难完成均匀涣散,除此之外,石墨烯表面具有丰厚的官能团,添加过多不只会下降电池能量密度,并且会添加电解液吸液量,一起还会添加与电解液的副反应而影响循环性,甚至有或许带来安全性问题。 4、石墨烯运用于正极材料 研讨标明,石墨烯作为辅料添加到正极材料中,可改进倍率和低温功能。可是此类研讨的重复性不高,笔者查阅相关资料,有研讨标明,石墨烯包覆磷酸铁锂只能弱小进步充电功能,作用还不如碳纳米管;而石墨烯包覆三元材料会使材料功能下降,若运用氧化石墨烯功能会稍微改进。归纳来讲,并不是特别抱负。 总结 尽管石墨烯在锂电池中的运用现在并不可观,但今日的石墨烯并不等同于未来的石墨烯,马克思曾在其唯物辩证的哲学思想中提出:“新事物的开展阅历着由小变大,由不完善到完善的进程,人们对新事物的认可也有必定进程,事物的开展方向尽管路途弯曲迂回,但终归是行进的和上升的。”石墨烯的功能与其层数休戚相关,倘若有一天能完成高质量单层石墨烯的量产,或许全部又会不一样。

氧化铜导电

2017-06-06 17:50:01

氧化铜导电吗?氧化铜不是个导体,因为没有可移动的自由电子和离子。氧化铜导电系数氧化铜是个半导体,电阻系数的范围约在1-10欧*毫米/米。 

石墨烯的时代,还远没有到来

2019-03-06 10:10:51

导读前不久,任正非在承受媒体采访时宣称,未来10至20年内会迸发一场技能,“我以为这个年代将来最大的推翻,是石墨烯年代推翻硅年代”,“现在芯片有极限宽度,硅的极限是七纳米,现已接近鸿沟了,石墨是技能前沿”。这儿说到的石墨烯,终究是何方神圣?它真的能带来推翻吗?扫描电镜下的石墨烯,显现出其碳原子组成的六边形结构。图片来历:Lawrence Berkley National Laboratory石墨烯——一种只需一个原子厚的二维碳膜——确实是种令人惊奇的材料。尽管姓名里带有石墨二字,但它既不依靠石墨储量也彻底不是石墨的特性:石墨烯导电性强、可弯折、机械强度好,看起来颇有未来奇特材料的风仪。假如再把它的潜在用处开个清单——维护涂层,通明可弯折电子元件,超大容量电容器,等等——那简直是改动国际的发明。连2010年诺贝尔物理学奖都颁发了它呢!其实就在2012年,因石墨烯而取得诺贝尔奖的康斯坦丁·诺沃肖洛夫(Konstantin Novoselov)和他的搭档曾经在《天然》上发表文章评论石墨烯的未来,两年来的开展也根本证明了他们的猜测。他以为作为一种材料,石墨烯“出路是光亮的、路途是曲折的”,尽管将来它或许能发挥严重效果,可是在战胜几个严重困难之前,这一场景还不会到来。更重要的是,考虑到工业更新的巨大本钱,石墨烯的优点或许不足以让它简略地代替现有的设备——它的真实远景,或许在于为它的共同特性量身定做的全新运用场合。 石墨烯终究是什么? 石墨烯是人们发现的第一种由单层原子构成的材料。碳原子之间彼此连接成六角网格。铅笔里用的石墨就适当于许多层石墨烯叠在一起,而碳纳米管就是石墨烯卷成了筒状。石墨、石墨烯、碳纳米管和球烯之间的联系。图片来历:enago.com由于碳原子之间化学键的特性,石墨烯很坚强:能够曲折到很大视点而不开裂,还能反抗很高的压力。而由于只需一层原子,电子的运动被约束在一个平面上,为它带来了全新的电学特点。石墨烯在可见光下通明,但不透气。这些特征使得它十分合适作为维护层和通明电子产品的质料。 可是合适归合适,真的做出来还没那么快。 问题之一:制备方法。       许多项研讨向咱们展示了石墨烯的惊人特征,但有一个圈套。这些美好的特性对样品质量要求十分高。要想取得电学和机械功能都最佳的石墨烯样品,需求最费时吃力费钱的手法:机械剥离法——用胶带粘到石墨上,手艺把石墨烯剥下来。诺沃肖洛夫团队捐赠给斯德哥尔摩的石墨、石墨烯和胶带。胶带上的签名“Andre Geim”就是和诺沃肖洛夫一起取得诺贝尔奖的人。图片来历:wikipedia尽管所需的设备和技能含量看起来都很低,但问题是成功率更低,弄点儿样品做研讨还能够,工业化出产?恶作剧。要论工业化,这手法毫无用处。哪怕你把握了全国际的石墨矿,一天又能剥下来几片……        当然现在咱们有了许多其他方法,能增加产值、降低本钱——费事是这些方法的产品质量又掉下去了。咱们有液相剥离法:把石墨或许相似的含碳材料放进表面张力超高的液体里,然后超声轰炸把石墨烯雪花炸下来。咱们有化学气相堆积法:让含碳的气体在铜表面上冷凝,构成的石墨烯薄层再剥下来。咱们还有直接成长法,在两层硅中间直接设法长出一层石墨烯来。还有化学氧化还原法,靠氧原子的刺进把石墨片层别离,如此等等。方法有许多,也各自有各自的适用范围,可是迄今为止还没有真的能合适工业化大规模推行出产的技能。        这些方法为什么做不出高质量的石墨烯?举个比如。尽管一片石墨烯的中心部分是完美的六元环,但在边际部分往往会被打乱,成为五元或七元环。这看起来没啥大不了的,可是化学气相堆积法发生的“一片”石墨烯并不真的是完好的、从一点上成长出来的一片。它其实是多个点一起成长发生的“多晶”,而没有方法能确保这多个点长出来的小片都能完好对齐。所以,这些变形环不光散布在边际,还存在于每“一片”这样做出来的石墨烯内部,成为结构缺点、简略开裂。更糟糕的是,石墨烯的这种开裂点不像多晶金属那样会自我愈合,而很或许要一向延伸下去。成果是整个石墨烯的强度要折半。材料是个费事的范畴,想鱼与熊掌兼得不是不或许,但必定没有那么快。显微镜下的一块石墨烯,伪色符号。每一“色块”代表一片石墨烯“单晶”。图片来历:Cornell.edu 问题之二:电学功能。       石墨烯一个有远景的方向是显现设备——触屏,电子纸,等等。可是现在而言石墨烯和金属电极的接触点电阻很难抵挡。诺沃肖洛夫估量这个问题能在十年之内处理。       可是为啥咱们不能爽性扔掉金属,全用石墨烯呢?这就是它在电子产品范畴里最丧命的问题。现代电子产品全部是建筑在半导体晶体管之上,而它有一个要害特点称为“带隙”:电子导电能带和非导电能带之间的区间。正由于有了这个区间,电流的活动才干有非对称性,电路才干有开和关两种状况——可是,石墨烯的导电功能真实太好了,它没有这个带隙,只能开不能关。只需电线没有逻辑电路是毫无用处的。所以要想靠石墨烯发明未来电子产品,代替硅基的晶体管,咱们有必要人工植入一个带隙——可是简略植入又会使石墨烯损失它的共同特点。现在针对这个范畴的研讨确实不少:多层复合材料,增加其他元素,改动结构等等;可是诺沃肖洛夫等人以为这个问题要真实处理,还要至少十年。 问题之三:环境危险。       石墨烯工业还有一个意想不到的费事:污染。石墨烯工业现在最老练的产品之一或许是所谓“氧化石墨烯纳米颗粒”,它很廉价,虽不能用来做电池、可弯折触屏等高端范畴,作为电子纸等用处却是适当不错;可是这东西对人体很或许是有毒的。有毒没关系,只需它老老实实呆在电子产品里,那就没有任何问题;可是前不久研讨者刚发现它在地表水里十分安稳、极易分散。尽管现在对它的 环境影响下断语还为时太早,但这确实是个潜在问题。 所以,石墨烯的命运终究怎么?       鉴于曩昔几个月里学界并无新的突破性发展,近来它的这波突发性“炽热”,恐怕本质上仍是本钱运转的炒作成果,应审慎对待。作为工业技能,石墨烯看起来还有许多未能战胜的困难。诺沃肖洛夫指出,现在石墨烯的运用仍是受限于材料出产,所以那些运用最初级最廉价石墨烯的产品(比如氧化石墨烯纳米颗粒),会最早问世,或许只需几年;可是那些依靠于高纯度石墨烯的产品或许还要数十年才干开发出来。关于它能否代替现有的产品线,诺沃肖洛夫仍然心存疑虑。 另一方面,假如商业范畴过度夸张其奇特之处,或许会导致石墨烯工业变成泡沫;一旦决裂,那么或许技能和工业的发展也无法解救它。科学作者菲利普·巴尔曾经在《卫报》上撰文《不要希望石墨烯带来奇观》,指出一切的材料都有其适用范围:钢坚固而沉重,木头简便但易腐,就算看似“全能”的塑料其实也是种种截然不同的高分子各显神通。石墨烯一定会发挥巨大的效果,可是没有理由以为它能成为奇观材料、改动整个国际。或许,用诺沃肖洛夫自己的话说:“石墨烯的真实潜能只需在全新的运用范畴里才干充沛展示:那些设计时就充沛考虑了这一材料特性的产品,而不是用来代替现有产品里的其他材料。” 至于眼下的可打印、可折叠电子产品,可折叠太阳能电池,和超级电容器等等新范畴能否发挥它的潜能,就让咱们平心静气拭目而待吧。

石墨烯应用领域及前景浅析

2019-01-03 09:36:46

石墨烯是一种二维晶体,石墨烯独特的结构使它具有优异的电学、力学、热学和光学等特性,例如石墨烯具有100倍于硅的超高载流子迁移率、高达130GPa的强度、很好的柔韧性和近20%的伸展率、超高热导率、高达2600m2/g的比表面积,并且几近透明,在很宽的波段内光吸收只有2.3%。这些优异的物理性质使石墨烯在射频晶体管、超灵敏传感器、柔性透明导电薄膜、超强和高导复合材料、高性能锂离子电池和超级电容器等方面展现出巨大的应用潜力。 尽管石墨烯还没有实现大规模的产业化,但是,市场对于石墨烯的应用十分看好,就目前的研发成果显示,未来石墨烯将广泛应用于以下四大领域。 1.电子材料领域 作为电极材料,石墨烯是绝佳的负极材料,被认为是可以替代硅的芯片材料。另外,石墨烯在柔性屏幕、可穿戴设备、太阳能充电等领域的应用还有待挖掘。 据悉,英国曼彻斯特大型已经开发出仅有10至40个原子厚度的石墨烯LED屏幕,拥有超薄、可弯曲的特性。这意味着未来,电子设备的屏幕可以进一步降低厚度、更为灵活,甚至实现整体柔性化。 石墨烯在可穿戴设备领域也具有一定应用空间。例如,爱尔兰科学家正在开发基于石墨烯的灵活可穿戴传感器,并发现该传感器能够检测到用户最细微的动作,包括跟踪呼吸和脉搏。另外,该传感器还能实现自供电,也许未来能够应用在智能服装中。 2.散热材料领域 金属材料在散热应用方面存在难于加工、耗费能源、密度过大、导电、易变形以及废料难回收等诸多问题,几乎没有太大的降价空间。而纳米石墨烯导热塑料如应用在LED灯具等产品的散热上,其系统成本至少可以降低30%。石墨烯是一种由碳原子构成的单层片状结构的纳米新材料,是目前人类所发现的几乎完美的平面原子结构,其出色的导电、导热以及散热性能让各行各业均对其寄予厚望。 石墨烯是二维的单层碳原子晶体,与三维材料相比,其低维结构可显著削减晶界处声子的边界散射,并赋予其特殊的声子扩散模式。石墨烯所具有的快速导热与散热特性使得石墨烯成为极佳的散热材料,可用于智能手机、平板电脑、大功率节能led照明、卫星电路、激光武器等的散热。 3.生物医学领域 石墨烯具有突出的力学性能和生物相容性,将其作为增强填料可显著提高生物材料的力学性能。 生物传感器是生命分析化学及生物医学领域中的重要研究方向,已广泛应用于临床疾病诊断和治疗研究。石墨烯制成的生物传感器对生命分析领域的快速发展具有重要现实意义。在基因组测序技术领域,最近成功开发出来的DNA感测器,是一种以石墨烯为基础的场效应类晶体管设备,能探测DNA链的旋转和位置结构。该感测器利用石墨烯的电学性质,成功实现检测DNA序列的微观功能。 4.军工领域 从中国石墨烯产业技术创新战略联盟(简称联盟)获悉,为促进石墨烯在军工领域的推广应用,2015年1月16日,联盟将举行军工应用委员会成立授牌仪式。 我国政府和国防军工方面的领导和专家对石墨烯在军工领域的应用前景十分关注。据悉,今年年初,在哈尔滨召开的“石墨烯军工应用技术研讨会”上,总装备部、国防科工局、各军工集团相关领导、专家,以及石墨烯产业领域专家与企业家、军工及民口配套单位代表共同研讨石墨烯在军工方面的应用前景。 由于石墨烯具有高导电性、高韧度、高强度、超大比表面积等特点,业内人士认为,石墨烯在航天军工等领域有广泛应用。据悉,我国科学家发现石墨烯可做太空动力源。通过对石墨烯在光作用下的运动现象的研究表明,石墨烯材料可将光能直接转化为动能,这标志着石墨烯材料将成为一种新的动力来源,这种动力源将远高于光压现象所产生的动力源。未来,石墨烯可能为星际探索、卫星变轨等提供无尽的动力。 结语 石墨烯由于优越的特性,业内预计未来5至10年,全球石墨烯产业规模会超过1000亿美元。更有乐观者认为,石墨烯的市场潜在规模至少在万亿元以上。就目前情况来讲,石墨烯市场化的最大阻碍是市场需求和价格,石墨烯未来产业化之路遥遥,需要政府的支持,和研发人员的开拓创新,相信通过共同努力,石墨烯将在更多的领域大放异彩。

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。

石墨烯在废水中的应用

2019-02-27 08:59:29

2017年能够说是有史以来环保查得最严的一年,8月7日,第四批中心环境保护监察发动。此前,中心环保监察组现已进行了三批监察。为什么本年环保查的这么严呢?近年来,跟着我国经济的飞速发展,环境污染问题现已不容忽视,防治污染刻不容缓。其间水资源的污染更是不容小觑,废水的管理也成为专家学者的要点研讨课题之一。那么被誉为21世纪的“奇特材料”的石墨烯对处理废水有哪些协助呢? 石墨烯是仅由一个原子厚度的碳原子构成的蜂窝状的二维平面碳纳米材料,表面没有活性基团,所以不能直接吸附水合金属离子或金属离子与简略阴离子的合作物,在石墨烯片层上复合一种其它的材料,组成多功用的石墨烯复合材料,能够大大缓解石墨烯简单聚会的状况,还能供给更优异的功用。还有石墨烯的一些衍生物也能够到达比石墨烯更好的吸附作用,下面就介绍几种石墨烯材料在废水中的用处。 1、石墨烯复合材料在染料废水处理中的运用 石墨烯复合材料不只能够处理石墨烯易于聚会的问题进而加速吸附染料的速率,并且赋予了材料新的功用。将用处理过的氧化石墨烯与金属离子溶液反响制备了石墨烯/Fe3O4复合材料,该材料不只能够有用吸附罗丹明B、酸性蓝、孔雀绿等多种染料,并且该材料在400℃条件下煅烧后能够重复运用,是处理染料废水的杰出材料之一。 2、氧化石墨烯在造纸废水中的运用 氧化石墨烯是石墨烯的一种常见的衍生物,其表面和边际具有很多的羟基、羧基及环氧基等含氧基团,具有杰出的化学稳定性、较强的亲水功用和优异的抗污染才能。氧化石墨烯能很好的涣散在水中,可经过真空抽滤、滴涂、旋涂、浸涂等传统办法在载体上构成由氧化石墨烯单原子薄片堆叠的层状别离膜。而相邻氧化石墨烯片层之间可构成具有选择性的二维通道,该通道与氧化石墨烯边际及其片上孔洞、缺点彼此贯穿,构成网络,构成传输途径,水分子能够以单分子层的方式无冲突地经过,一起氧化石墨烯片层间存在较强的氢键,使氧化石墨烯膜具有杰出的力学功用。以氧化铝陶瓷为基底,经过浸渍法制备完好的氧化石墨烯。用于处理造纸芬顿氧化出水,通量为3.10 kg/m2h,Mg2+、Ca2+和SO42-离子的去除率别离能到达71%、70%和54%,且具有较好的稳定性和抗污染才能。 3、氧化石墨烯对重金属离子的吸附 氧化石墨烯表面的含氧基团使得它具有杰出的亲水性,并且含氧基团能够和金属离子发作作用,然后能够别离富集水相中的金属离子。废水中常见重金属离子,其毒性大、散布广、含量低、不易降解,长时间在环境中涣散存在,终究经过生物富集作用被迫植物吸收,经过食物链进入人体,对人类的生计和健康发生严峻的影响。吸附是现在常用的一种处理办法,而吸附的功用决议了深度处理的作用。研讨标明,相同条件下,片状氧化石墨烯、碳纳米管和活性炭对Cu2+的富集量别离为46.6 mgCu/g、28.5 mgCu/g、和4~5 mgCu/g,显示出石墨烯的杰出吸附功用。  石墨烯因具有巨大的比表面积而展现出极强的吸附才能,能够被广泛运用于吸附水溶液中各类分子或离子。而单一的石墨烯因其聚会现象导致吸附才能低下,吸附平衡过久。可是石墨烯的复合材料和其衍生物能够处理这些问题。不过石墨烯载体材料在吸附运用方面还处于探究阶段,还有许多问题需求处理,例如进一步研讨石墨烯材料的循环运用,在研讨富集的一起研讨解吸进程,下降材料运用本钱。

石墨烯京津冀石墨烯产业联盟成立,东旭光电成投资布局领军企业

2019-03-07 11:06:31

不久前,LED用高导热石墨烯复合材料、石墨烯防弹材料等20余种石墨烯产品在青岛举行的2015我国国际石墨烯立异大会上被推出。石墨烯产品正快速从实验室走入百姓生活中,也由此引发了新一轮石墨烯工业化热潮。 中新网12月20日电不久前,LED用高导热石墨烯复合材料、石墨烯防弹材料等20余种石墨烯产品在青岛举行的2015我国国际石墨烯立异大会上被推出。石墨烯产品正快速从实验室走入百姓生活中,也由此引发了新一轮石墨烯工业化热潮。 12月20日,京津冀石墨烯工业展开联盟在北京五洲大酒店正式建立。该联盟在我国石墨烯工业技能立异战略联盟、唐山国家高新技能工业开发区等单位的联合支撑下,由中关村华清石墨烯工业技能立异联盟、东旭光电、清华大学、北京大学、中科院国家纳米研究中心、天津大学、河北工业大学等单位联合主张。 会上,河北省工业和信息化厅厅长邹平现场宣读了建立京津冀石墨烯工业化展开联盟的批复,清晰表态对京津冀石墨烯工业展开联盟建立的支撑。联盟建立后,河北省工业和信息化厅将重视和辅导其建造,极大提升了联盟含金量。 与此一起,在石墨烯工业化上很早就开端探究和布局的东旭光电也是本次联盟的主张单位之一。关于其工业位置,我国石墨烯工业技能立异战略联盟秘书长李义春标明:“现在,东旭光电已成为石墨烯工业展开出资布局的领军厂商。” 政府支撑京津冀石墨烯工业展开 石墨烯因奇特的特性和使用的广泛,被科学家预言将“彻底改变21世纪”。这也为其迎来了方针的“春天”——“十三五”规划主张清晰提出将加速打破新材料等范畴的中心技能,工信部等部委也联合发布了《关于加速石墨烯工业立异展开的若干定见》,提出要将石墨烯工业打造成先导工业。 定见提出,到2020年构成完善的石墨烯工业系统。一起,打造若干家具有中心竞争力的石墨烯厂商,建成以石墨烯为特征的新式工业化工业演示基地。 “正承意于此,咱们决议主张建立京津冀石墨烯工业联盟,以加速京津冀区域石墨烯工业展开。”大会安排方介绍说,该联盟将进一步整合京津冀石墨烯工业资源,大力构建以厂商为主体、商场为导向、产学研相结合的石墨烯全工业链的工业集合区。 该人士进一步解释道,经过联盟的带动效果,一致和谐三地资源。如在京津冀区域内和谐安排厂商联合展开有商场潜力的石墨烯工业使用技能,集合、打破工业要害和共性难题,进步工业立异才能和竞争才能,促进我国石墨烯工业满意国内高技能范畴的火急需求,扩展工业使用范畴,推动全工业链的展开。 在京津冀石墨烯工业展开联盟中,河北省工信厅与唐山市政府将扮演重要人物。在同等条件下将优先在方针、资金、人才等方面给予石墨烯工业支撑,一起,还将鼓舞省内外石墨烯范畴厂商、高等院校、科研院所等有关组织向唐山高新区集合,构成京津冀战略性新兴工业新高地。 “现在石墨烯工业展开重在研制根底,而京津冀在这方面具有全国最顶尖的配备,这是其它石墨烯工业基地无法比拟的优势。”东旭光电出资负责人王忠辉标明,在京津冀石墨烯工业联盟的支撑下,东旭光电有望完成跨越式展开。 东旭光电做石墨烯工业化排头兵 资料显现,东旭光电是国内最大的集液晶玻璃基板配备制作、技能研制及产品出产供应于一体的高新技能厂商。现在公司具有在建及建成10条G6液晶玻璃基板出产线,而跟着旭飞光电和旭新光电7条G5液晶玻璃基板出产线的注入,公司玻璃基板工业集群得以进一步强化。 “东旭光电的石墨烯工业布局首要环绕光电显演示畴打开,研制中的石墨烯产品可与现有光电显现产品彼此协同,增强产品的集约化效应。”王忠辉介绍说,因而东旭光电非常重视石墨烯作为新材料的技能研制和储藏,将其作为公司在新材料范畴的重要战略布局。 事实上,东旭光电早在2014年上半年即已着手在石墨烯范畴进行布局。上一年6月份,公司已与北京理工大学携手一起打造“东旭光墨烯技能研究院”,致力于石墨烯在通明导电膜、散热膜、锂电池负极材料等范畴的使用研究。经过半年多尽力,本年3月份,国内第一家以石墨烯新材料的技能研制、项目孵化和工业运营渠道——北京旭碳新材料科技有限公司正式建立,标明公司石墨烯工业化使用开端进入最终冲刺环节。 “现在,合资公司的研制正在稳步推动,相关项目研制已进入中试阶段,估计下一年或完成部分石墨烯产品的定型。”王忠辉介绍石墨烯工业开展时标明。 其实,此次北理工技能入股的三项创造专利技能归于不同维度石墨烯材料可控拼装制备技能,能够制备从一维石墨烯纤维到基底上三维石墨烯功用膜的系统性组成办法,在项目公司发动之初即已奠定了较高的技能起点。 与此一起,该公司又在本年4月与我国石墨烯工业技能立异战略联盟一起建立了北京东旭华清出资有限公司,加强在信息沟通、资源整合、战略规划、商场推广等范畴展开全方位的协作,打造专业的石墨烯投融资渠道。 关于公司继续在石墨烯工业方面的投入,王忠辉通知记者:“东旭光电活跃打造研制、出资等渠道首要期望经过多种方法推动石墨烯工业展开,力求公司完成石墨烯工业的跨越式展开。” 职业分析人士以为,活跃的工业布局和继续工业投入现已使得东旭光墨烯工业展开获得显着成果,已成为国内石墨烯工业展开的领军厂商之一。跟着京津冀石墨烯工业联盟的建立,东旭光电有望凭仗本身先发优势和雄厚实力成为工业化排头兵,引领京津冀石墨烯工业化展开。

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