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超潔凈石墨烯制備的研究
石墨烯因 其 優異 的性質而 被 譽為 “ 材料之王 ” ， 在諸多 領域有著廣闊的應用前景， 但 距離 真正實現產業化 還存在諸多 問題和挑戰 。制備決定 未來， 高品質 石墨烯薄膜的 可控 制備 一直是學術界和業界關注的 重點 。 化學 氣相沉積法（ CVD ） 以 其優良 的 可控性和可放大性被 公認 為最具前景的石墨烯 薄膜 制備方法， 經過 近十年的發展， 雖然 在單晶尺寸上 取得 了諸多突破性進展， 但 CVD 石墨烯的性能 和 理想 水平 仍然有不 小 的差距 ， 這一問題已經困擾石墨烯領域很久 。 該研究首次 揭示了 CVD石墨烯 的本征污染問題，提出氣相反應調控的方法，分別使用泡沫銅輔助催化和含銅碳源實現了超潔凈石墨烯的制備（ Nat ure Commun . 2019 , 10 , 1912 ； J. Am. Chem. Soc. 2019 , 141 , 7670 ）。 對于已存在 本征污染的石墨烯薄膜，他們 巧妙地 使用 二氧化碳 對其進行刻蝕 ，而不引入額外缺陷，從而成功 制備出大面積的超潔凈石墨烯薄膜，該 方法與普通CVD工藝完全兼容 （ Angew . Chem. 2019 ,10.1002/ange.201905672 ）。 同時 ，他們探究 了本征污染物與石墨烯之間的相互作用，發展了基于活性炭的界面力調控方法，成功實現了石墨烯的表面清潔（ Adv. Mater. 2019 , e1902978 ） 。
北京大學
2021-04-11
產業化的石墨烯制備
過去的十幾年石墨烯研究和產業化進步飛速，然而石墨烯產業化仍然面臨諸多挑戰和問題。面向石墨烯產業化應用的制備技術不是對實驗室制備過程的簡單放大，規模化制備對制備技術的可重復性、安全性和成本等都提出了更高的要求。盡管從產能上看石墨烯的粉體和薄膜均實現了宏量化制備。然而，石墨烯產品的生長工藝、原材料、設備甚至生產批次的不同，得到的產品質量和性能參差不齊，且很難達到統一的標準。以史為鑒，參考另一類戰略性碳材料——碳纖維的產業發展歷程可知，材料的品質決定了其應用前途。最初研發的碳纖維只能用于釣魚竿等，而今高端碳纖維材料在航天航空領域占據不可替代的位置，這正是碳纖維的規模化制備技術和材料品質的不斷提升，推動了碳纖維在高端領域的廣泛應用。石墨烯產業只有努力扎根于材料制備，解決高品質材料的規模化制備問題，才有美好的應用未來。
北京大學
2021-04-11
高新能石墨烯導電油墨制備
成果介紹目前，石墨烯基墨水的制備主要有兩種方案。一種是以氧化石墨烯為前驅體制備墨水，噴墨打印后對絕緣的氧化石墨烯圖案進行還原得到還原的氧化石墨烯進而恢復其電性能。另一種方案是以石墨烯為導電墨水的溶質，加入分散劑、粘結劑、導電助劑等配置墨水實施打印。由于第一種方案中采用的柔性基底承受溫度一般在400℃以下，導致其導電性無法進行大幅度提高，而較高的溫度是修復缺陷的有效方法，所以本產品是通過調配低缺陷的RGO、粘結劑、導電助劑、溶劑等成分來制備石墨烯基導電墨水。本產品將石墨烯優異的物理性質與印刷電子高效、綠色、大面積以及低成本等優勢相結合，制備了一種導電性、成膜性優異的石墨烯基墨水。技術創新點及參數本產品采用高分子材料（如PET、PDMS、SEBS等）作為柔性基底，選用上述體系的導電墨水通過印刷或噴墨打印的方式制備高導電、尺寸可調、形狀可調的石墨烯基導電材料。簡單綠色的制備工藝、優異的導電性使其適用于多個領域，如對高分子基底表面進行等離子親水性處理制備均勻且靈敏的傳感器，以疊層的形式貼合在皮膚表面，以織物中RFID為接收器，用以監測人體的呼吸、運動以及心率，保證人們的生命安全；還可以憑借其較低的表面方阻、大尺寸可共形的特點用于大型通訊設備或可穿戴通訊設備的電磁防護。市場前景導電墨水主要分為金屬系導電墨水和碳系導電墨水等，目前市場上使用最多的是銀納米材料的導電墨水，但其原料價格過于昂貴; 而銅系導電墨水雖然原料價格相對較便宜，但容易被氧化的性質也在一定程度上限制了其應用。目前市售的碳系墨水電阻率普遍偏高。利用石墨烯制備高性能的網版印刷墨水有望獲得與銀導電墨水相當的導電性、更好的易用性和穩定性，同時降低墨水成本，從而促進柔性印刷電子技術的發展。而利用高質量的RGO作為導電填料的來源，成本低，易于大規模、大面積制備，其具備了產業化的要素。實施條件未來，利用石墨烯制備高性能的網版印刷油墨有望獲得與銀導電油墨相當的導電性、更好的易用性和穩定性，同時降低油墨成本，從而促進柔性印刷電子技術的發展。而利用高質量的RGO作為導電填料的來源，成本低，易于大規模、大面積制備，其具備了產業化的要素。
東南大學
2021-04-13
石墨烯在環保領域的應用
1、石墨烯基口罩，目前已經在新冠病毒防治過程中投入使用，并獲得好評。2、石墨烯基VOC吸附海綿：具有吸附速率快(半小時吸附甲苯蒸氣可達自重64.8倍)吸附率高(傳統材料7倍)、脫附簡單徹底等優點，現已用于化工企業、倉儲企業等。3、石墨烯基吸油海綿：具有吸附率高、脫附徹底、吸附選擇性高、多次循環使用等優點， 廣泛用于分散油及乳化油的破乳分離。4、石墨烯基油/水/固體懸浮物三相分離設備：具有占地面積小、運行費用低、反沖徹底等優點，已廣泛用于地表水提標改造、污水廠污水處理、自來水/直飲水預處理、藍藻處理等。
東南大學
2021-04-13
超大尺寸石墨烯片的制備
采用改進的Hummers法，插層—膨脹—氧化，避免長時間超聲處理對氧化石墨烯片的破壞。
上海理工大學
2021-04-13
聚（(甲基)丙烯酸-b-苯乙烯-b-丁二烯-b-苯乙烯）嵌段共聚物膠乳及其制備方法
本發明公開了一種聚（(甲基)丙烯酸-b-苯乙烯-b-丁二烯-b-苯乙烯）嵌段共聚物膠乳及其制備方法，本發明采用的雙親性大分子可逆加成斷裂鏈轉移試劑既作為鏈轉移試劑又作為反應型乳化劑，通過乳液聚合反應直接得到穩定的聚（（甲基）丙烯酸-b-苯乙烯-b-丁二烯-b-苯乙烯）嵌段共聚物膠乳；本發明流程簡單，過程環保節能，產物聚（（甲基）丙烯酸-b-苯乙烯-b-丁二烯-b-苯乙烯）嵌段共聚物膠乳在改性瀝青、膠粘劑、聚合物增韌改性等許多領域有良好的應用前景。
浙江大學
2021-04-11
合成非富勒烯三維網絡結構的高效太陽能電池受體材料
合成的一種定位三氟甲基取代的高效有機太陽能電池受體材料，該材料可通過H/J聚集的協同作用形成具有更多電子跳躍傳輸結點的三維網絡結構，可極大改善電荷在分子間的傳輸，大幅提高器件性能。
南方科技大學
2021-04-14
聚天門冬氨酸生產技術
聚天門冬氨酸（PASP）為氨基酸的聚合物，屬于生物高分子材料，是一種無毒、無污染、易降解的環境友好型化學品，用途極為廣泛。自1850年出現關于PASP合成的報導以來，逐漸受到世界上各大化學公司的關注。北京化工大學生物化工系自1998年開始研究聚天門冬氨酸的生產技術。首先利用富馬酸合成天門冬氨酸，然后采用新型天門冬氨酸聚合工藝，成功地制備了分子量從4000到18萬的聚天門冬氨酸，且分子量可控。富馬酸轉化率達95%，天門冬氨酸的收率達92%；聚天門冬氨酸鈉對天門冬氨酸的收率達80%以上。 PASP 除具有一般聚羧酸的特點外，還具有很好的生物相容性及生物降解性，這些特點使得PASP 具有十分廣泛的應用：①在水處理方面用作緩蝕劑、阻垢劑；②可作為肥料，吸收和富集植物根部周圍土壤中有用的元素；③PASP 具有良好的殺蟲、滅菌和分散能力，可用于農藥；④PASP 鹽對無機物、有機物都具有良好的分散作用，可在顏料、涂料、無機化工、及油田化學等領域獲得應用；⑤用于可降解高效吸水材料及日用化學；⑥用于醫藥等。 PASP 是一種性能優越、無毒無污染、極易降解的水溶性高分子材料，其原料易得，價格不高。我國PASP 的研究和生產正處于起步階段，近年來脫色技術及淺色產品的開發成功拓寬了其廣泛的產品市場，因此開發PASP 產品前途遠大。 建立年產2000 噸的聚天門冬氨酸工業化裝置，總投資1500 萬元。其中，若以富馬酸為原料生產，固定資產需1200 萬元；若以天門冬氨酸為原料，固定資產需600 萬元。年產值5000 萬元，成本3500 萬元，利稅1500 萬元，具有非常好的經濟效益。
北京化工大學
2021-02-01
高性能聚羧酸減水劑生產技術
聚羧酸減水劑是新一代的混凝土減水劑。其性能遠優于傳統的木質素磺酸鹽系、萘 磺酸鹽系、三聚氰胺系、氨基磺酸鹽系等系列減水劑。聚羧酸系減水劑不僅具有高減水 率、高保坍性、高強度等，而且具有生產綠色化、產品綠色化等特點，是減水劑工業的 重點發展方向。 本研究成果是基于所提出的性能－結構－設計技術研究出的第三代高性能減水劑。 從產品性能需求，來設計、優化聚合物分子結構、從而合成、制備高性能的聚羧酸減水 劑。本研究成果目前處于國內領先水平。可生產早強、緩凝、泵送等不同系列的聚羧酸 減水劑。 本技術產品可廣泛應用于建筑工程、水利、海工、橋梁、隧道等混凝土工程中。具 有廣泛的經濟效益與推廣價值。
同濟大學
2021-04-11
全聚物太陽能電池
設計了兩種基于雙噻吩酰亞胺的n-型聚合物受體材料（見圖a）。這兩種材料在場效應晶體管中都能達到1 cm2 V?1 s?1 左右的電子遷移率，但是其分子結構的微小變化對太陽能電池性能有巨大影響。研究發現，通過并環的方式將雙噻吩酰亞胺結合起來，能夠極大的提升聚合物太陽能電池的器件性能，能量轉換效率最高可達到6.85%，同時實現較大的開路電壓1.04 V（見圖b），這是萘（苝）酰亞胺體系以外的聚合物太陽能電池的最好結果。? 通過一系列材料和器件表征手段發現，雙噻吩酰亞胺并環使得聚合物半導體具有更窄的帶隙、更低的導帶能級、更高的共面性和結晶度，從而使得并環聚合物半導體具有更高的電子遷移率。同步輻射表明，并環使得高分子半導體在場效應晶體管和太陽能電池器件中具有更合適的分子空間取向（圖 2），從而有利于電荷的有效提取，取得更大的電流值和實現更高的能量轉化效率。研究結果表明并環設計是實現高性能聚合物n-型材料的有效途徑，為新型受體材料設計提供重要參考依據。
南方科技大學
2021-04-13