制造石墨烯漿料

去年12月，華為曾推出的石墨烯基锂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。而石墨烯能幹的不僅如此，現在又有研究人員采用石墨烯制造OLED電極。實質上，業内人士認為，未來石墨烯有也許在OLED産業上實現大規模應用。石墨烯享有高畫質、柔性超薄、高對比、低能耗等特性，它能制作硬度優良、導電出色、柔性觸控、超級透明的出色觸控面闆材質。而這次研究人員用石墨烯制作OLED電極就是一項關鍵突破。據傳媒報導，黏附到OLED的電極大小約為2cmx1cm（1/2英寸x1/4英寸），它采用化學氣相沉積（CVD）工藝制造，其中甲烷和氫氣被泵入真空室中，銅闆被加熱到800℃（1,472°F）。這兩種氣體時有發生化學反應，并當甲烷溶解到銅中時，其在表面上形成石墨烯原子。一旦該層充分形成，使整個設備降溫，強加保護性聚合物片，然後化學蝕刻掉銅以顯出純石墨烯的單原子層。Fraunhofer有機電子學，電子束和等離子體技術FEP項目主任BeatriceBeyer博士說，“這是極嚴苛材質研究和集成的确實突破。雖然這不是個在其結構中用到石墨烯的柔性顯示屏，但它引入OLED技術，向全色屏幕和迅速響應時間邁出一大步。石墨烯适用于锂離子電池正負極材料導電添加劑，可有效提高電池能量，改善循環壽命和倍率性能。制造石墨烯漿料

氧化-還原法制備成本低廉且容易實現，成為制備石墨烯的比較好方法，而且可以制備穩定的石墨烯懸浮液，解決了石墨烯不易分散的問題。氧化-還原法是指将天然石墨與強酸和強氧化性物質反應生成氧化石墨(GO)，經過超聲分散制備成氧化石墨烯(單層氧化石墨)，加入還原劑去除氧化石墨表面的含氧基團，如羧基、環氧基和羟基，得到石墨烯。氧化-還原法被提出後，以其簡單易行的工藝成為實驗室制備石墨烯的**簡便的方法，得到廣大石墨烯研究者的青睐。Ruoff等發現通過加入化學物質例如二甲肼、對苯二酚、硼氫化鈉(NaBH4)和液肼等除去氧化石墨烯的含氧基團，就能得到石墨烯。氧化-還原法可以制備穩定的石墨烯懸浮液，解決了石墨烯難以分散在溶劑中的問題。氧化-還原法的缺點是宏量制備容易帶來廢液污染和制備的石墨烯存在一定的缺陷，例如，五元環、七元環等拓撲缺陷或存在-OH基團的結構缺陷，這些将導緻石墨烯部分電學性能的損失，使石墨烯的應用受到限制。湖北石墨烯導電石墨烯礦用托輥複合材料耐化學腐蝕性好、加工難度小、成型效率高、人工成本低等優勢。

第六元素研發的“石墨烯重防腐塗料”，率先在國内實現了産業化應用，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塗裝。産品主要應用客戶有重慶三峽、中海油、江南造船等。常州第六元素材料科技股份有限公司、中國電子科技集團公司第十四研究所、中海油常州塗料化工研究院有限公司、江蘇道蓬科技有限公司聯合完成的“基于薄層石墨烯的重防腐塗料體系産業化關鍵技術與工程應用”項目獲得2022年度江蘇省科學技術三等獎。在第23個世界知識産權日到來之際，常州第六元素材料科技股份有限公司發明專利《ZL高固含量的石墨烯複合幹粉及制備方法、環氧富鋅塗料及制備方法》被授予第六屆常州市**金獎。

中科院金屬研究所沈陽材質科學國家(聯合)實驗室科研人員運用化學氣相沉積法制備出石墨烯三維網絡構造材質，一舉攻陷石墨烯制備難題，将石墨烯制備帶入産量高、生長面積大的新時代。這一突破不久前入選了2011年度中國科學**進展。為了揭露石墨烯這一隐秘材質的面紗，新聞記者日前采訪了中科院金屬所的科研人員。據介紹，石墨烯是一種新型碳材質，為單層碳原子緊密堆積而成的二維蜂窩狀晶體結構。石墨烯的導電性極好，在射頻晶體管、超靈敏傳感器、柔性透明導電薄膜、和高導複合材料、高性能锂離子電池組和超級電容器等方面展現出極大的應用潛力，成為全人類目前已知的強度**高的物質。它不*可以開發制造出薄如紙片的超輕型飛機材質、超韌性的防彈衣，甚至還能為将來制造“太空電梯”纜線敞開期望之門。但是，繁複的制造工藝阻撓着石墨烯的普遍使用。高質量石墨烯的大量制備以及把石墨烯片組裝成具備特定構造的材質對綜合利用石墨烯的衆多不錯特性、實現商業化應用具備極度關鍵的含義。據該所科研人員介紹，他們在石墨烯三維體材質的宏量制備和應用中使用泡沫金屬作為生長基體，運用化學氣相沉積法方式制備出兼具三維連接網絡構造的泡沫狀石墨烯體材質。第六元素石墨烯産品品種多。

2011年11月8日，中國寶安公告稱，其控股分公司深圳市貝特瑞新能源材料股份有限公司投入開發的石墨烯項目産品開發及中試獲得關鍵進展，“中試……石墨烯日産量已平穩在1公斤以上……”然而，一天之内，就有傳媒找出了疑問并開展質疑報道，或許是這樣的行為刺痛了寶安的神經，其也在兩天之内很快作出反應，再度披露澄清公告，稱中試公告中說的1公斤石墨烯是涵蓋了多層混合物。石墨烯和混合物，是存在天壤之别的兩個定義。依據相關資料記載，石墨烯*指厚度隻有一個碳原子的單層石墨。其他層數的石墨材質都不能叫石墨烯，并且其他層數的石墨材質與石墨烯價錢相距極大。目前，石墨烯在中國市場上的價位5倍于金子，超過2000元/克，而多層石墨烯(納米石墨)價位約莫8元/克。由于石墨烯與多層石墨烯在導電性、機械性等性能上區别龐大，也是緻使價位歧異極大的緣故。“11月8日的公告中稱中試得到關鍵進展，說是‘石墨烯’。石墨烯極少添加量可改善材料力學性能。多層石墨烯銷售廠

石墨烯粉體生産的方法為機械剝離法、氧化還原法、SiC外延生長法。制造石墨烯漿料

納米碳材料是指分散相尺度至少有一維小于100nm的碳材料。分散相既可以由碳原子組成，也可以由異種原子(非碳原子)組成，甚至可以是納米孔。納米碳材料主要包括四種類型:石墨烯、碳納米管，碳納米纖維，納米碳球。碳元素是自然界中存在的與人類**密切相關、**重要的元素之一，它具有SP、SP2、SP3雜化的多樣電子軌道特性，在加之SP2的異向性導緻晶體的各向導性和其它排列的各向導性。因此以碳元素為構成元素的碳素材料具有各式各樣的性質，并且新碳素相合新碳素材料還不斷被發現和人工制得。事實上，沒有任何元素能像碳這樣作為單一元素可形成像三維金剛石晶體、二維石墨層片、一維卡賓和碳納米管、零維富勒烯分子等如此之多的結構與性質完全不同的物質。表1給出了碳的化學鍵合及其形成的各種典型有機物、無機物和碳相的例子。制造石墨烯漿料

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