2024-11-11 01:09:55
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(fā)的石墨烯項目產(chǎn)品開發(fā)及中試獲得關鍵進展,“中試……石墨烯日產(chǎn)量已平穩(wěn)在1公斤以上……”然而,一天之內,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(jīng),其也在兩天之內很快作出反應,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,是存在天壤之別的兩個定義。依據(jù)相關資料記載,石墨烯*指厚度只有一個碳原子的單層石墨。其他層數(shù)的石墨材質都不能叫石墨烯,并且其他層數(shù)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(qū)別龐大,也是致使價位歧異極大的緣故?!?1月8日的公告中稱中試得到關鍵進展,說是‘石墨烯’。石墨烯的結構非常穩(wěn)定,碳碳鍵(carbon-carbon bond)為1.42。單層石墨烯功能
溶劑剝離法的原理是將少量的石墨分散于溶劑中,形成低濃度的分散液,利用超聲波的作用破壞石墨層間的范德華力,此時溶劑可以插入石墨層間,進行層層剝離,制備出石墨烯。此方法不會像氧化-還原法那樣破壞石墨烯的結構,可以制備高質量的石墨烯。在氮甲基吡咯烷酮中石墨烯的產(chǎn)率比較高(大約為8%),電導率為6500S/m。研究發(fā)現(xiàn)高定向熱裂解石墨、熱膨脹石墨和微晶人造石墨適合用于溶劑剝離法制備石墨烯。溶劑剝離法可以制備高質量的石墨烯,整個液相剝離的過程沒有在石墨烯的表面引入任何缺陷,為其在微電子學、多功能復合材料等領域的應用提供了廣闊的應用前景。缺點是產(chǎn)率很低。單層石墨烯功能石墨烯電池續(xù)航長、使用壽命也會更長。
石墨烯是一種以碳原子緊密堆積成單層二維蜂窩狀晶格結構的新材料。具備低溫遠紅外功能,集***抑菌、抗紫外線。石墨烯獨特的二維結構使其對周圍的環(huán)境非常敏感,是電化學生物傳感器的理想材料。由于石墨烯結構的高度穩(wěn)定性,石墨烯制作的晶體管在接近單個原子的尺度上依首念頌然能穩(wěn)定地工作。石墨烯具有質量輕、高化學穩(wěn)定性和高比表面積等優(yōu)點,使之高裂成為儲氫材料的比較好候選者。石墨烯內部碳原子的排列方式與石墨單原子層一樣以sp2雜化軌道成鍵,并有如下的特點:碳原子有4個價電子,其中3個電子生成sp2鍵,即每個碳原子都貢獻一個位于pz軌道上的未成鍵電子,近鄰者鄭原子的pz軌道與平面成垂直方向可形成π鍵,新形成的π鍵呈半填滿狀態(tài)。研究證實,石墨烯中碳原子的配位數(shù)為3,每兩個相鄰碳原子間的鍵長為1.42×10-10米,鍵與鍵之間的夾角為120°。除了σ鍵與其他碳原子鏈接成六角環(huán)的蜂窩式層狀結構外,每個碳原子的垂直于層平面的pz軌道可以形成貫穿全層的多原子的大π鍵,因而具有優(yōu)良的導電和光學性能。
目前第六元素全資子公司常州第六元素半導體有限公司已與客戶成功開發(fā)石墨烯超級銅復合材料(“超級銅”),“超級銅”利用CVD沉積技術制備而成,石墨烯超級銅導電率高于銀10%,如成功應用于電機,若按10%替換,則每年節(jié)約用電,相當于葛洲壩電站近2個月的發(fā)電量,節(jié)約電費約20億元。近日,中國中車高電導率銅基復合材料“超級銅”登上央視《焦點訪談》節(jié)目。據(jù)中國中車介紹,“超級銅”由中車研究院與上海交通大學張荻團隊聯(lián)合研發(fā),是一種高電導率銅基復合材料?!俺夈~”利用石墨烯較好的導電性和力學性能與銅材料片堆疊制成,實現(xiàn)了石墨烯和銅的優(yōu)勢互補。經(jīng)過實驗驗證,超級銅的導電性能超過銀10%,如果全國10%的電機用上這種“超級銅”材料,那么一年可以節(jié)省出180多億度電。180億度電相當于節(jié)省出一個葛洲壩電站(2022年葛洲壩電站完成發(fā)電量)。目前,“超級銅”已完成中試驗證,驗證了超級銅的量產(chǎn)可行性,并實現(xiàn)了小批量生產(chǎn),接下來將加快批量化制造進程。主要用于鋰離子電池、涂料、油墨、塑料、橡膠等領域。
石墨烯電池與鉛酸電池哪個好,石墨烯電池要更好一些。它的價格本身也高一些,預算夠的話肯定優(yōu)先石墨烯電池,這樣續(xù)航長、使用壽命也會更長。續(xù)航里程與鉛酸電池相比,石墨烯電池的續(xù)航里程比較長。如果要長途旅行,選擇石墨烯電池比較合適。如果是短途騎行,選擇鉛酸電池比較合適。使用壽命,在計算電池的使用壽命時,主要以電池的充放電次數(shù)作為參考。與鉛酸電池相比,石墨烯電池的充放電次數(shù)是鉛酸電池的兩倍或三倍。如果你想買一塊耐用的電池,石墨烯電池***是一個理想的選擇。重量,石墨烯電池的重量介于鉛酸電池和鋰離子電池之間。如果要選擇輕巧耐用且價格低廉的電池,可以選擇石墨烯電池。石墨烯將會是21世紀重要,要優(yōu)先集中精力的新材料,市場應用前景不可估量。單層石墨烯研發(fā)
石墨烯的化學性質與石墨類似,石墨烯可以吸附并脫附各種原子和分子。單層石墨烯功能
石墨烯的研究熱潮也吸引了國內外材料植被研究的興趣,石墨烯材料的制備方法已報道的有:機械剝離法、化學氧化法、晶體外延生長法、化學氣相沉積法、有機合成法和碳納米管剝離法等。1、微機械剝離法2004年,Geim等***用微機械剝離法,成功地從高定向熱裂解石墨(highlyorientedpyrolyticgraphite)上剝離并觀測到單層石墨烯。Geim研究組利用這一方法成功制備了準二維石墨烯并觀測到其形貌,揭示了石墨烯二維晶體結構存在的原因。微機械剝離法可以制備出高質量石墨烯,但存在產(chǎn)率低和成本高的不足,不滿足工業(yè)化和規(guī)?;a(chǎn)要求,目前只能作為實驗室小規(guī)模制備。2、化學氣相沉積法化學氣相沉積法(ChemicalVaporDeposition,CVD)***在規(guī)?;苽涫┑膯栴}方面有了新的突破。CVD法是指反應物質在氣態(tài)條件下發(fā)生化學反應,生成固態(tài)物質沉積在加熱的固態(tài)基體表面,進而制得固體材料的工藝技術。麻省理工學院的Kong等、韓國成均館大學的Hong等和普渡大學的Chen等在利用CVD法制備石墨烯。他們使用的是一種以鎳為基片的管狀簡易沉積爐,通入含碳氣體,如:碳氫化合物,它在高溫下分解成碳原子沉積在鎳的表面,形成石墨烯,通過輕微的化學刻蝕,使石墨烯薄膜和鎳片分離得到石墨烯薄膜。單層石墨烯功能