|
搜索
搜 索
高等教育領域數字化綜合服務平臺
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
由大尺寸氧化石墨烯片制備高強度導電石墨烯纖維的方法
本發明公開了一種由大尺寸氧化石墨烯片制備高強度導電石墨烯纖維的方法，膨脹石墨經過氧化得到氧化石墨烯，再將氧化石墨烯分散于水中離心分級處理得到大尺寸均勻氧化石墨烯片，最后將氧化石墨烯分散于水或極性有機溶劑中，制成質量濃度為1-20%的紡絲液液晶溶膠，將其轉入紡絲裝置中，將紡絲液從紡絲頭毛細管中連續勻速擠出，進入凝固液，凝固后的初級纖維干燥后得到氧化石墨烯纖維，經化學還原，得到石墨烯纖維。紡絲工藝簡單，所得石墨烯纖維導電性好，力學性能優異，有較好的韌性，可編織成純石墨烯纖維布，也可與其它纖維混編成各種功能性織物，可在多個領域代替碳纖維使用。
浙江大學
2021-04-11
石墨烯潤滑油添加劑
本潤滑油產品以廈門華宇龍盛石墨烯科技有限公司與廈門大學聯合研發的特殊石墨烯為原料，利用特殊工藝實現了在潤滑油中的穩定分散，提高潤滑油的抗磨、減阻性能，有效延長潤滑油換油周期。主要產品為石墨烯汽機油和石墨烯柴機油，對應的使用范圍分別是：新技術發動機及長換油期的各種轎車，滿足歐III和歐IV排放量的高性能柴油發動機。石墨烯潤滑油已經從科研到產業化邁進，國家對環保不斷重視，石墨烯潤滑劑產業化步伐將不斷加快。目前，公司以石墨烯潤滑油為龍頭產品，整合了公司重要渠道資源（大型車企、工業潤滑油企業用戶、軍工、運輸企業等）。公司將規劃一條年產10萬噸石墨烯潤滑油和添加劑生產線，并確立以企業為主體，產學研與政府支持相結合，推動石墨烯潤滑油產業迅速健康發展。
廈門大學
2021-04-10
石墨烯化學氣相沉積制備方法
CVD 法制備石墨烯，主要是利用碳源在一定溫度或外場下發生化學分解并在基底表面沉積來實現。CVD 反應系統主要由三部分構成：氣體輸送系統，反應腔體和排氣系統。CVD反應過程主要由升溫、基底熱處理、石墨烯生長和冷卻四部分構成。氣體輸入系統一般由氣體流量計控制，反應腔是碳源前驅體發生化學反應并在反應基底沉積得到石墨烯的區域，排氣系統用于將反應后的氣體排出。其中碳源前驅體可以是氣態烴類（如甲烷、乙烯、乙炔等），液態碳源（如乙醇、苯、甲苯等），或固態碳源（如聚甲基丙烯酸甲酯PMMA、無定形碳等）。反應基底一般分為兩大類：銅、鎳、鉑等金屬基底和氧化硅、氮化硅、玻璃等非金屬基底。外界條件控制主要包括溫度、壓強、氣體的流速和種類、等離子化、加熱方式等。
北京大學
2021-04-11
富勒烯金屬包合物量子比特
在 雙金屬氮雜富勒烯 Gd2@C79N 的分子結構和量子比特行為這一體系中可以實現對任意疊加態的操控，并可應用于 Grover 算法中。直流磁化率測試表明，碳籠上氮原子取代引入的自由基轉移到內部釓離子之間，并與兩個釓離子發生強的鐵磁耦合（耦合常數 JGd-Rad = 350 ± 20 cm-1 ），使體系呈現出 S = 15/2 的高自旋基態。連續波電子順磁共振（ cw-EPR ）測試在 0-6000 G 磁場范圍內觀測到了 22 個躍遷，通過自旋哈密頓量的擬合可以確定 Gd2@C79N 中豐富的多能級結構。脈沖 EPR （ pulse EPR ）則可以通過自旋回波（ spin echo ）信號研究體系中的退相干行為。在 5 K 溫度下， 2-6000 G 磁場范圍內，高自旋 Gd2@C79N 仍然具有微秒量級的退相干時間， 如此長的退相干時間使得對任意自旋疊加態的操控成為可能。自旋回波章動實驗證明了體系中多樣性拉比循環（ Rabi Cycle ）的存在，拉比頻率則可由旋轉波近似的方法從 22 個躍遷推演計算，并且得到與實驗數據一致的結果，進一步驗證了 Gd2@C79N 的 22 個躍遷非常適合用于量子操作。
北京大學
2021-04-11
石墨烯復合光催化自清潔涂層
船舶在長期在干燥 高鹽、高腐蝕的還是環境中航行，油漆容易剝落，為了保養船舶 延長船舶使用壽命。船舶上經常需要補刷油漆。光觸媒是一種以納米級二氧化鈦為代表的具有光催化功能的光半導體材料的總稱，它在紫外光及可見光的作用下，產生強烈催化降解功能：能有效地降解空氣中有毒有害氣體，還具備除甲醛、除臭、抗污、凈化空氣等功能。但是光觸媒在發揮作用時需要較強光照來催化，這導致它在長年見不到陽光，只能依靠普通照明燈光的船舶內部船艙失去用武之地。團隊巧妙地應利用石墨烯和金顆粒的特點，
廈門大學
2021-01-12
等離子體石墨烯宏量制備
相比于常見的石墨烯合成工藝，電弧等離子體合成石墨烯具有反應連續、工藝簡單、無催化劑；化學選擇性好，綜合能耗低；制備的石墨烯純度高、缺陷少，且具有高度發達的“褶皺結構”，在復合材料、儲能器件等領域具有巨大應用前景。因此，電弧等離子體法有利于實現低成本、高品質石墨烯的宏量制備。
中國科學技術大學
2021-04-14