石墨烯內部碳原子的排列方式與石墨單原子層一樣以sp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sp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。研究證實,石墨烯中碳原子的配位數為3,每兩個相鄰碳原子間的鍵長為×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(與苯環類似),因而具有優良的導電和光學性能。石墨烯在室溫下的載流子遷移率約為15000cm/(V·s),這一數值超過了硅材料的10倍,是已知載流子遷移率比較高的物質銻化銦(InSb)的兩倍以上。在某些特定條件下如低溫下,石墨烯的載流子遷移率甚至可高達250000cm/(V·s)。與很多材料不一樣,石墨烯的電子遷移率受溫度變化的影響較小,50~500K之間的任何溫度下,單層石墨烯的電子遷移率都在15000cm/(V·s)左右。另外,石墨烯中電子載體和空穴載流子的半整數量子霍爾效應可以通過電場作用改變化學勢而被觀察到,而科學家在室溫條件下就觀察到了石墨烯的這種量子霍爾效應。玻纖增強復合材料戶外使用具有超長耐候性。新型石墨烯粉體
新聞記者日前得悉,由無錫興達泡塑新材料股份有限公司與常州第六元素材料科技股份有限公司,協作研發的石墨烯阻燃型EPS新材料成功實現產業化。據了解,該材質在我國的應用也呈上升趨向,但我國建筑物外保溫市場阻燃型石墨EPS市場被國外品牌獨占。為沖破國外對新型阻燃型EPS新材料的壟斷,推動我國EPS材質的轉型升級,常州第六元素與興達泡塑兩家企業走到了一同。從2016年7月開始,第六要素和興達泡塑分別成立了研發小組,并開發出奇特的石墨烯多級研磨預配到聚合應用工藝技術。通過雙方的共同努力,技術疑問都被逐個突破。目前,興達泡塑已成功開展了30m3的大試試驗,阻燃等級達到B1級別。常州第六元素材料科技股份有限公司總經理瞿研告知新聞記者,新型石墨烯阻燃型EPS新材料率先在我國實現產業化,將給EPS行業流入新的發展生機,帶來新的發展機遇。。云南石墨烯礦用瓦斯抽放管材石墨烯含有豐富的官能團,易于分散。
大規模制備高質量的石墨烯晶體材料是所有應用的基礎,發展簡單可控的化學制備方法是一種方便、可行的途徑,這需要化學家們長期不懈的探索和努力;石墨烯的化學修飾包括:將石墨烯進行化學改性、摻雜、表面官能化以及合成石墨烯的衍生物,發展出石墨烯及其相關材料(grapheneandrelatedmaterials),來實現更多的功能和應用。石墨烯的表面化學性能:由于石墨烯晶體獨特的原子和電子結構,氣體分子與石墨烯表面間的相互作用將表現出許多特有的現象,這將為表面化學特別是表面催化研究提供一個獨特的模型表面;同時石墨烯具有完美的兩維周期平面結構,可以作為一個理想的催化劑載體,金屬/石墨烯體系將為表面催化研究提供一個全新的模型催化研究體系。
溶劑熱法是指在特制的密閉反應器(高壓釜)中,采用有機溶劑作為反應介質,通過將反應體系加熱至臨界溫度(或接近臨界溫度),在反應體系中自身產生高壓而進行材料制備的一種有效方法。溶劑熱法解決了規模化制備石墨烯的問題,同時也帶來了電導率很低的負面影響。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合制備出了高質量的石墨烯。Dai等發現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量石墨烯的特點越來越受科學家的關注。溶劑熱法和其他制備方法的結合將成為石墨烯制備的又一亮點。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、電化學法等。筆者在以上基礎上提出一種機械法制備納米石墨烯微片的新方法,并嘗試宏量生產石墨烯的研究中取得較好的成果。如何綜合運用各種石墨烯制備方法的優勢,取長補短,解決石墨烯的難溶解性和不穩定性的問題,完善結構和電性能等是今后研究的熱點和難點,也為今后石墨烯的制備與合成開辟新的道路。常州第六元素是專業從事石墨烯研發、生產及銷售的專精特新小巨人企業。
第六元素研發的“石墨烯重防腐涂料”,率先在國內實現了產業化應用,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涂裝。產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、中海油常州涂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涂料體系產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。石墨烯作為關鍵材料在防腐涂層發揮的作用尤為明顯,其可以有效地阻隔外界環境、腐蝕物質等向金屬基材滲透和擴散,并形成致密的保護層,具有防腐效果好,涂層厚度低,附著力高,重量輕,機械性能好,耐鹽霧性能較好,壽命長久且成本低等優勢,是傳統防腐涂料良好的升級替代產品。石墨烯一旦在防腐涂料中成功應用,將**改善腐蝕耗損對經濟發展產生的負面影響,同時也將成為工業防腐涂料的一個嶄新的亮點和新的驅動點。石墨烯片層薄,易分散,易加工。多層石墨烯功效
石墨烯是電化學生物傳感器的理想材料。新型石墨烯粉體
石墨烯(Graphene)是一種由碳原子以sp2雜化方式形成的蜂窩狀平面薄膜,是一種只有一個原子層厚度的準二維材料,所以又叫做單原子層石墨。英國曼徹斯特大學物理學家安德烈·蓋姆和康斯坦丁·諾沃肖洛夫,用微機械剝離法成功從石墨中分離出石墨烯,因此共同獲得2010年諾貝爾物理學獎。石墨烯常見的粉體生產的方法為機械剝離法、氧化還原法、SiC外延生長法,薄膜生產方法為化學氣相沉積法(CVD)。由于其十分良好的強度、柔韌、導電、導熱、光學特性,在物理學、材料學、電子信息、計算機、航空航天等領域都得到了長足的發展。新型石墨烯粉體