纳米碳材料是指分散相尺度至少有一维小于100nm的碳材料。分散相既可以由碳原子组成,也可以由异种原子(非碳原子)组成,甚至可以是纳米孔。纳米碳材料主要包括四种类型:石墨烯、碳纳米管,碳纳米纤维,纳米碳球。碳元素是自然界中存在的与人类**密切相关、**重要的元素之一,它具有SP、SP2、SP3杂化的多样电子轨道特性,在加之SP2的异向性导致晶体的各向导性和其它排列的各向导性。因此以碳元素为***构成元素的碳素材料具有各式各样的性质,并且新碳素相合新碳素材料还不断被发现和人工制得。事实上,没有任何元素能像碳这样作为单一元素可形成像三维金刚石晶体、二维石墨层片、一维卡宾和碳纳米管、零维富勒烯分子等如此之多的结构与性质完全不同的物质。表1给出了碳的化学键合及其形成的各种典型有机物、无机物和碳相的例子。常州第六元素拥有回收/循环氧化技术等自主知识产权。中国香港石墨烯纳米材料
溶剂热法是指在特制的密闭反应器(高压釜)中,采用有机溶剂作为反应介质,通过将反应体系加热至临界温度(或接近临界温度),在反应体系中自身产生高压而进行材料制备的一种有效方法。溶剂热法解决了规模化制备石墨烯的问题,同时也带来了电导率很低的负面影响。为解决由此带来的不足,研究者将溶剂热法和氧化还原法相结合制备出了高质量的石墨烯。Dai等发现溶剂热条件下还原氧化石墨烯制备的石墨烯薄膜电阻小于传统条件下制备石墨烯。溶剂热法因高温高压封闭体系下可制备高质量石墨烯的特点越来越受科学家的关注。溶剂热法和其他制备方法的结合将成为石墨烯制备的又一亮点。石墨烯的制备方法还有高温还原、光照还原、外延晶体生长法、微波法、电弧法、电化学法等。笔者在以上基础上提出一种机械法制备纳米石墨烯微片的新方法,并尝试宏量生产石墨烯的研究中取得较好的成果。如何综合运用各种石墨烯制备方法的优势,取长补短,解决石墨烯的难溶解性和不稳定性的问题,完善结构和电性能等是今后研究的热点和难点,也为今后石墨烯的制备与合成开辟新的道路。浙江石墨烯售价氧化石墨应用于热管理、橡胶、塑料、树脂、纤维等高分子复合材料领域。
2011年11月8日,中国宝安公告称,其控股分公司深圳市贝特瑞新能源材料股份有限公司投入开发的石墨烯项目产品开发及中试获得关键进展,“中试……石墨烯日产量已平稳在1公斤以上……”然而,一天之内,就有传媒找出了疑问并开展质疑报道,或许是这样的行为刺痛了宝安的神经,其也在两天之内很快作出反应,再度披露澄清公告,称中试公告中说的1公斤石墨烯是涵盖了多层混合物。石墨烯和混合物,是存在天壤之别的两个定义。依据相关资料记载,石墨烯*指厚度只有一个碳原子的单层石墨。其他层数的石墨材质都不能叫石墨烯,并且其他层数的石墨材质与石墨烯价钱相距极大。目前,石墨烯在中国市场上的价位5倍于金子,超过2000元/克,而多层石墨烯(纳米石墨)价位约莫8元/克。由于石墨烯与多层石墨烯在导电性、机械性等性能上区别庞大,也是致使价位歧异极大的缘故。“11月8日的公告中称中试得到关键进展,说是‘石墨烯’。
石墨烯导电性能较好,且具有很高的热辐射系数,在散热涂料中添加石墨烯,通过“导热搭桥”机理,涂层的散热面积大幅增加,有助于将热源的热量快速散发。此外,漆膜中的石墨烯,还能够避免因高温造成的涂层耐老化性下降,有助于在高温环境中长期使用。石墨烯辐射的光波波长是3—15微米左右,与人体发射的红外频谱接近,所以,石墨烯能发射的“生命光波”被吸收产生温热效应,能与生物体内细胞的水分子产生***的“共振”,使人体微血管扩张,血液循环加快,促进机体的新陈代谢,提高机体的免疫能力。在紧身运动衣、瑜珈服、慢跑服、泳装、防晒服、跑步鞋等运动系列中,使用石墨烯锦纶长丝或混纺纱线,可以利用石墨烯锦纶AAA级抑菌、持续导热、防紫外线和高耐磨等特性,从而得到防臭、亲肤、散热、防晒的多功能性运动面料。在无缝内衣、棉纺内衣、婴孕内衣等内衣系列中,使用石墨烯锦纶长丝或混纺纱线,可以利用石墨烯锦纶AAA级抑菌、无重金属、远红外等特性,从而得到安全、康护、舒适的多功能内衣面料。在床垫、床单、被套、沙发套等家纺系列中,使用石墨烯锦纶长丝或混纺纱线,可以利用石墨烯锦纶AAA级抑菌、无重金属、防螨、远红外等特性。石墨烯具有较高的比表面积及超薄的片层结构,可形成致密的物理隔绝层。
石墨烯纳米带(GrapheneNanoribbons,GNRs)具有带隙精确可调的特性,以及在光学、电学、磁学方面表现出的优异性质,使其在晶体管、量子器件等应用中具有广阔前景。其中,石墨烯纳米带异质结(GNRHeterojunctions)通过将不同拓扑结构的GNRs相结合,从而可以实现对其带隙和局部性质的进一步调控。此外,石墨烯纳米带异质结还能够在异质界面上构建独特性质的拓扑电子相,这为其在未来的量子器件应用领域提供了巨大潜力。然而,由于缺乏高效可行的合成策略,精细且可控的合成石墨烯纳米带异质结仍然是石墨烯纳米带研究领域所面临的巨大挑战之一。近日,德累斯顿工业大学、马普微结构物理研究所的冯新亮/马骥团队利用一种新型的链增长聚合策略,通过可控的铃木催化剂转移聚合(SCTP)和随后的肖尔反应,成功合成了一种同时具有N=9扶手椅型(Armchair)边缘和人字形(Chevron)的GNR异质结(9-AGNR/cGNR)。石墨烯中碳原子的配位数为3,键与键之间的夹角为120°。中国香港石墨烯纳米材料
石墨烯在航天行业领域的应用领域优势也是极其明显的。中国香港石墨烯纳米材料
石墨烯是一种以碳原子紧密堆积成单层二维蜂窝状晶格结构的新材料。具备低温远红外功能,集***抑菌、抗紫外线。石墨烯独特的二维结构使其对周围的环境非常敏感,是电化学生物传感器的理想材料。由于石墨烯结构的高度稳定性,石墨烯制作的晶体管在接近单个原子的尺度上依首念颂然能稳定地工作。石墨烯具有质量轻、高化学稳定性和高比表面积等优点,使之高裂成为储氢材料的比较好候选者。石墨烯内部碳原子的排列方式与石墨单原子层一样以sp2杂化轨道成键,并有如下的特点:碳原子有4个价电子,其中3个电子生成sp2键,即每个碳原子都贡献一个位于pz轨道上的未成键电子,近邻者郑原子的pz轨道与平面成垂直方向可形成π键,新形成的π键呈半填满状态。研究证实,石墨烯中碳原子的配位数为3,每两个相邻碳原子间的键长为×10-10米,键与键之间的夹角为120°。除了σ键与其他碳原子链接成六角环的蜂窝式层状结构外,每个碳原子的垂直于层平面的pz轨道可以形成贯穿全层的多原子的大π键,因而具有优良的导电和光学性能。中国香港石墨烯纳米材料