綠色氧化石墨烯導(dǎo)熱

光－熱能量轉(zhuǎn)換是石墨烯相變復(fù)合材料目前應(yīng)用*****的一個(gè)領(lǐng)域。楊鳴波教授團(tuán)隊(duì)［６３］通過化學(xué)氣相沉積（ＣＶＤ）制備出了具有互連網(wǎng)絡(luò)的石墨烯泡沫（ＧＦ），用于制備復(fù)合相變材料的三維骨架。研宄發(fā)現(xiàn)，這種相變復(fù)合材料的熱導(dǎo)率比純相變材料高７４４％，且具有很高的光－熱轉(zhuǎn)換效率，表明其在太陽能利用和存儲中的巨大潛力。**近，他們團(tuán)隊(duì)［６４］通過冷凍鑄造法制備了三維石墨烯網(wǎng)絡(luò)，與聚乙二醇（ＰＥＧ）復(fù)合后得到具有出色的形狀穩(wěn)定性以及高儲能密度的石墨烯相變復(fù)合材料。在１００ｍＷｃｎｒ２的模擬太陽光下照射２０分鐘，相變復(fù)合材料的溫度迅速升高，比較高可達(dá)到約７０°Ｃ，而純ＰＥＧ的溫度*為５５．４°Ｃ，無法完成相變過程。關(guān)閉模擬光源后，相變復(fù)合材料的溫度急劇下降，當(dāng)溫度到達(dá)結(jié)晶點(diǎn)附近時(shí)，將出現(xiàn)另一個(gè)平臺，**著熱能的釋放過程。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，與純ＰＥＧ相比，石墨烯相變復(fù)合材料在光－熱能量轉(zhuǎn)換方面表現(xiàn)出更優(yōu)異的性能，有著更好的應(yīng)用前景。石墨薄片層可以經(jīng)機(jī)械剝離剝離為氧化石墨烯。綠色氧化石墨烯導(dǎo)熱

當(dāng)今社會日益增長的能源與環(huán)境需求對儲能電池技術(shù)的發(fā)展既是機(jī)遇也是嚴(yán)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(dǎo)電能力、良好的機(jī)械性能以及獨(dú)特的形貌與結(jié)構(gòu)特征在儲能電池技術(shù)領(lǐng)域中的應(yīng)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(fù)合電極材料、負(fù)極活性材料、導(dǎo)電添加劑以及新型鋰硫電池用復(fù)合導(dǎo)電載體的***應(yīng)用進(jìn)展，重點(diǎn)討論了這兩類納米碳材料的不同應(yīng)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(shí)對目前研究中存在的問題進(jìn)行了總結(jié)，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(zhì)量材料合成技術(shù)、提升材料的分散能力以有效構(gòu)筑復(fù)合電極結(jié)構(gòu)以及開發(fā)新的應(yīng)用模式等進(jìn)行了展望。常規(guī)氧化石墨烯改性因經(jīng)氧化后，其上含氧官能團(tuán)增多而使性質(zhì)較石墨烯更加活潑，可經(jīng)由各種與含氧官能團(tuán)的反應(yīng)而改善本身性質(zhì)。

溶劑熱法是指在特制的密閉反應(yīng)器(高壓釜)中，采用有機(jī)溶劑作為反應(yīng)介質(zhì)，通過將反應(yīng)體系加熱至臨界溫度(或接近臨界溫度)，在反應(yīng)體系中自身產(chǎn)生高壓而進(jìn)行材料制備的一種有效方法。溶劑熱法解決了規(guī)?；苽涫┑膯栴}，同時(shí)也帶來了電導(dǎo)率很低的負(fù)面影響。為解決由此帶來的不足，研究者將溶劑熱法和氧化還原法相結(jié)合制備出了高質(zhì)量的石墨烯。Dai等發(fā)現(xiàn)溶劑熱條件下還原氧化石墨烯制備的石墨烯薄膜電阻小于傳統(tǒng)條件下制備石墨烯。溶劑熱法因高溫高壓封閉體系下可制備高質(zhì)量石墨烯的特點(diǎn)越來越受科學(xué)家的關(guān)注。溶劑熱法和其他制備方法的結(jié)合將成為石墨烯制備的又一亮點(diǎn)。石墨烯的制備方法還有高溫還原、光照還原、外延晶體生長法、微波法、電弧法、電化學(xué)法等。筆者在以上基礎(chǔ)上提出一種機(jī)械法制備納米石墨烯微片的新方法，并嘗試宏量生產(chǎn)石墨烯的研究中取得較好的成果。如何綜合運(yùn)用各種石墨烯制備方法的優(yōu)勢，取長補(bǔ)短，解決石墨烯的難溶解性和不穩(wěn)定性的問題，完善結(jié)構(gòu)和電性能等是今后研究的熱點(diǎn)和難點(diǎn)，也為今后石墨烯的制備與合成開辟新的道路。

除了可以將太陽能轉(zhuǎn)換為熱能存儲之外，石墨烯相變材料也可以將電能轉(zhuǎn)換為熱能存儲。Ｗａｎｇ［６５］等人通過冰模板法制備了石墨烯納米片（ＧＮＰ）氣凝膠，然后與石蠟復(fù)合得到相變復(fù)合材料，具有高導(dǎo)熱性、較好的形狀穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性，當(dāng)ＧＮＰ含量為４．１ｗｔ％時(shí)熱導(dǎo)率可達(dá)到１．４２Ｗｍ－１１Ｃ１。此外，當(dāng)電壓為５Ｖ時(shí)，流經(jīng)樣品的電流約為１．１８Ａ，此時(shí)溫度迅速升高，證實(shí)了其出色的電熱轉(zhuǎn)換能力。Ｌｉ［６６】等人將氣相擴(kuò)散法和溶膠－凝膠法相結(jié)合，通過超臨界Ｃ０２干燥和熱退火過程，制備了具有各向異性網(wǎng)絡(luò)的三維石墨烯氣凝膠，導(dǎo)熱率和導(dǎo)電率分別高達(dá)１．７１士０．２Ｗｎｒ１１Ｃ１和３４１．３Ｓｎｒ１。其相變復(fù)合材料在施加１？３Ｖ的電壓時(shí)，電－熱轉(zhuǎn)換效率比較高可以達(dá)到８５％。這項(xiàng)工作能夠?yàn)殚_發(fā)智能的電－熱轉(zhuǎn)換及存儲系統(tǒng)提供理論基礎(chǔ)，并證明了石墨烯相變復(fù)合材料在電子設(shè)備、太陽能存儲利用、熱管理系統(tǒng)等領(lǐng)域具備的潛力。石墨烯環(huán)氧樹脂純度高、電性能優(yōu)異且硬度和柔韌性佳。

石墨烯是碳材料家族的新成員，它是由碳原子以sp2雜化軌道組成的只具有一個(gè)原子層厚度的單層片狀結(jié)構(gòu)材料。同碳納米管一樣，石墨烯也以其諸多優(yōu)點(diǎn)而被廣泛的應(yīng)用于儲能電池領(lǐng)域:(1)石墨烯具有極高的比表面積，其理論值高達(dá)2600m2/g［16］，這使得石墨烯基復(fù)合電極有著很好的電解液相容性;(2)石墨烯的電導(dǎo)率遠(yuǎn)超其他碳材料，以石墨烯為導(dǎo)電結(jié)構(gòu)的復(fù)合電極材料可以發(fā)揮優(yōu)異的倍率性能;(3)石墨烯衍生物如氧化石墨烯(GO)與還原氧化石墨烯(ＲGO)上含有的大量官能團(tuán)與缺陷位可以作為多種金屬及金屬氧化物納米粒子的生長位點(diǎn)。這種由石墨烯矩陣組成的復(fù)合結(jié)構(gòu)可以有效的抑制納米電極材料在充放電過程中的團(tuán)聚現(xiàn)象及電極巨大的體積變化，從而增強(qiáng)電極材料的容量保持率與循環(huán)穩(wěn)定性。制備氧化石墨烯的原料主要是石墨、高錳酸鉀和濃硫酸。單層氧化石墨烯使用方法

可用于注射和擠出成型制件，尤其適用于煤炭、礦井以及石油天然氣運(yùn)輸?shù)阮I(lǐng)域的管材制件。綠色氧化石墨烯導(dǎo)熱

隨著電子設(shè)備的功率密度越來越高，其熱管理己成為至關(guān)重要的問題。近年來，由于具有優(yōu)異的導(dǎo)熱性和良好的機(jī)械強(qiáng)度，石墨烯薄膜被認(rèn)為是用于電子器件中散熱材料（ＨＤＭ）、熱界面材料（ＴＩＭ）的理想選擇。０〇１＾［５（＾等人提出了一種改進(jìn)的輥涂方法制備石墨薄膜，然后通過機(jī)械壓制、石墨化處理得到了大尺寸、高密度的高導(dǎo)熱石墨烯薄膜，由于具有高度有序、逐層堆疊的微觀結(jié)構(gòu)以及幾乎沒有面內(nèi)缺陷的石墨烯片，其面內(nèi)導(dǎo)熱率比較高可達(dá)８２６．０Ｗｎｒ１Ｋ４，并具有良好的熱穩(wěn)定性和優(yōu)異的柔韌性。由于其優(yōu)異的性能，這種石墨烯薄膜在ＬＥＤ封裝中表現(xiàn)出出色的熱管理能力，并且能夠在高溫環(huán)境下工作，具有良好的應(yīng)用前景。綠色氧化石墨烯導(dǎo)熱