江蘇制備氧化石墨烯使用方法

當今社會日益增長的能源與環(huán)境需求對儲能電池技術的發(fā)展既是機遇也是嚴峻的挑戰(zhàn)。納米碳材料如碳納米管與石墨烯因其優(yōu)異的導電能力、良好的機械性能以及獨特的形貌與結構特征在儲能電池技術領域中的應用越來越普遍。本文通過綜述近年來碳納米管與石墨烯分別作為鋰離子電池的復合電極材料、負極活性材料、導電添加劑以及新型鋰硫電池用復合導電載體的***應用進展，重點討論了這兩類納米碳材料的不同應用模式對儲能電池容量性能、倍率性能以及循環(huán)壽命的影響。同時對目前研究中存在的問題進行了總結，并對未來發(fā)展方向，如開發(fā)低成本與環(huán)境友好的高質量材料合成技術、提升材料的分散能力以有效構筑復合電極結構以及開發(fā)新的應用模式等進行了展望。常州第六元素是專業(yè)從事石墨烯研發(fā)、生產(chǎn)及銷售的專精特新小巨人企業(yè)。江蘇制備氧化石墨烯使用方法

氧化石墨烯(grapheneoxide)是石墨烯的氧化物，其顏色為棕黃色，市面上常見的產(chǎn)品有粉末狀、片狀以及溶液狀的。因經(jīng)氧化后，其上含氧官能團增多而使性質較石墨烯更加活潑，可經(jīng)由各種與含氧官能團的反應而改善本身性質。氧化石墨烯薄片是石墨粉末經(jīng)化學氧化及剝離后的產(chǎn)物，氧化石墨烯是單一的原子層，可以隨時在橫向尺寸上擴展到數(shù)十微米。因此，其結構跨越了一般化學和材料科學的典型尺度。氧化石墨烯可視為一種非傳統(tǒng)型態(tài)的軟性材料，具有聚合物、膠體、薄膜，以及兩性分子的特性。氧化石墨烯長久以來被視為親水性物質，因為其在水中具有優(yōu)越的分散性，但是，相關實驗結果顯示，氧化石墨烯實際上具有兩親性，從石墨烯薄片邊緣到**呈現(xiàn)親水至疏水的性質分布。因此，氧化石墨烯可如同界面活性劑一般存在界面，并降低界面間的能量。其親水性被***認知。江蘇制備氧化石墨烯使用方法因經(jīng)氧化后，其上含氧官能團增多而使性質較石墨烯更加活潑，可經(jīng)由各種與含氧官能團的反應而改善本身性質。

**近幾年，國內(nèi)外在石墨烯基薄膜散熱方面取得了積極進展，接下來需要科學家和工業(yè)界一起努力，將石墨烯基薄膜應用在實際器件熱管理中。目前，國內(nèi)外生產(chǎn)石墨烯基薄膜的機構超過20家。國內(nèi)如哈爾濱工業(yè)大學杜善義院士團隊制備出三維石墨烯基散熱材料，由哈爾濱赫茲新材料科技有限公司投資1500萬元，年可生產(chǎn)石墨烯散熱片60萬片，實現(xiàn)產(chǎn)值3000萬元。東旭光電、廈門烯成石墨烯科技有限公司、深圳六碳科技有限公司、北京石墨烯散熱膜片研發(fā)有限責任公司、貴州新碳高科有限責任公司、常州富烯等在石墨烯導熱膜產(chǎn)業(yè)化方面也取得了積極進展。國外的如瑞典的斯瑪特高科技股份有限公司（SHT，SmartHighTechAB）在石墨烯導熱膜方面也有自己獨特的技術，據(jù)報道，SHT公司的石墨烯薄膜熱導率已超過現(xiàn)有石墨薄膜的熱導率。

相變材料（ＰＣＭ）通過材料發(fā)生物態(tài)的變化（如融化、凝固等）來儲存及釋放能量，從而達到熱管理的目的。但是，相變材料在作為熱管理材料使用時有三個主要缺點：本征熱導率低、對光的吸收率低以及形狀穩(wěn)定性差［６（）＿６２］。因此，通常通過添加導熱填料來改善這些缺點，石墨烯由于具有高本征熱導率、高長徑比而經(jīng)常被作為制備具有高性能相變復合材料的理想填料。在現(xiàn)階段研究中，石墨烯基相變復合材料在熱管理方向的應用主要分為光－熱轉換材料、熱－電轉換材料、電－熱轉換材料三種。常州第六元素擁有氧化石墨的高效純化技術。

氧化石墨烯成膜過程中因氧化石墨烯片層以交錯的方式堆疊在一起，會形成納米通道，因而可作為分子篩。Li等[6和Joshi等|_6]研究發(fā)現(xiàn)氧化石墨烯膜具有一定的選擇滲透性，能使水化離子半徑小的離子及直徑小于納米通道孔徑的氣體分子通過，從而實現(xiàn)分子之間的分離。另外，氧化石墨烯膜還能吸附有機染料，可應用于污水處理、鹽水淡化和油水分離等領域_6。Wang等l_7o]研究發(fā)現(xiàn)多孔納米聚丙烯腈纖維支撐基底的氧化石墨烯膜能完全過濾水中的剛果紅，且對無機鹽NaSO的阻滯率達56．7。Chen等_7將氧化石墨烯和碳納米管復合制備了還原氧化石墨烯一CNT復合濾膜，發(fā)現(xiàn)復合濾膜滲透率高達20～3OL·m·h·bar～，且對水中甲基橙阻滯率達97．3，對其他物質的阻滯率達99％。氧化石墨烯官能團豐富，易于改性，可以官能化。黑龍江生產(chǎn)氧化石墨烯改性

石墨烯的結構非常穩(wěn)定，碳碳鍵(carbon-carbon bond)為1.42。江蘇制備氧化石墨烯使用方法

從實際應用的角度看，石墨烯需要和基板接觸，因此，減少石墨烯薄膜和基板之間的接觸熱阻是石墨烯熱管理應用必須考慮的問題。單層或少數(shù)層石墨烯和基板之間的范德華力可以保證石墨烯和基板之間很好的熱耦合[42]。但是石墨烯薄膜由于厚度較大，范德華力遠遠不能滿足熱從基板傳遞到石墨烯薄膜上。傳統(tǒng)的連接基板和散熱片之間的導熱膠由于體積和熱導率較低的原因，已經(jīng)滿足不了實際應用的需求，必須采用共價鍵等其他的方式，以增強熱傳遞的效率。本團隊在這方面做了一些探索性的工作，主要采用在石墨烯薄膜和二氧化硅界面引入功能化分子的方法。實驗結果表明，引入功能化分子后，熱點的散熱效果提高了近1倍江蘇制備氧化石墨烯使用方法