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一種超級電容器用微孔炭/石墨烯復合電極材料的制備方法
（專利號：ZL 201410286150.3） 簡介：本發明公開了一種超級電容器用微孔炭/石墨烯復合電極材料的制備方法，屬于炭材料制備技術領域。該方法是以煤瀝青和氧化石墨為碳源，以氫氧化鉀為活化劑，將煤瀝青和氧化石墨濕法混合，干燥后再與氫氧化鉀干法混合，將得到的混合物置于管式爐內，在氮氣氣氛下進行加熱，制得超級電容器用微孔炭/石墨烯復合電極材料。本發明采用氫氧化鉀同時活化煤瀝青和氧化石墨制備超級電容器用微孔炭/石墨烯復合電極材料的方法，具有制備工藝簡單，生產成本低廉，所制備的微孔炭/石墨烯復合電極材料在超級電容器中具有高比容和高倍率性能等優點。
安徽工業大學
2021-04-11
一種結構可控的三維石墨烯及其復合材料的制備方法
本發明屬于石墨烯復合材料制備領域，并公開了一種結構可控 的三維石墨烯及其復合材料制備方法。該方法包括下列步驟：(a)設計 構建 CAD 模型，并通過增材制造得到相應的結構的三維樹脂結構；(b) 將步驟(a)中獲得的三維樹脂結構采用化學鍍方法在表面鍍銅或鎳金屬 層，并去除樹脂材料得到銅或鎳的三維結構模板；(c)采用化學氣相沉 積法在三維結構金屬模板上生成石墨烯，由此制得所需的結構可控的 三維石墨烯。通過對得到的石墨烯進
華中科技大學
2021-04-14
高效換熱裝備及其耐腐蝕石墨烯復合涂層
市場背景1：根據中國機械工業聯合會統計，基于石油、化工、電力、冶金、船舶、機械、食品、制藥等行業對換熱器穩定的需求增長，我國換熱器產業在未來一段時期內將保持穩定增長。預計 2010 年至 2020 年期間，我國換熱器產業將保持年均 10-15%左右的增長速度，2015 年，我國換熱器產業規模已突破 880 億元，到 2020 年我國換熱器產業規模有望達到1500億元。 市場背景2：2016年國務院印發《“十三五”國家戰略性新興產業發展規劃》，“突破石墨烯產業化應用技術”被寫入規劃。2017年1月《新材料產業發展指南》正式公布，石墨烯成為新材料產業發展的先導性產業。據前瞻研究院數據顯示，2017年我國防腐涂料（常規防腐涂料和重防腐涂料）全年產量達到561萬噸，占涂料總產量的27%左右。2013年以來，涂料產量年均增長率在5.5%左右，而我國防腐涂料達到12%左右，是增長最快的涂料品種之一；2018年防腐涂料總產量或達到600萬噸以上，2020年總產量可突破700萬噸。
同濟大學
2021-02-01
高效換熱裝備及其耐腐蝕石墨烯復合涂層
項目成果/簡介:市場背景1：根據中國機械工業聯合會統計，基于石油、化工、電力、冶金、船舶、機械、食品、制藥等行業對換熱器穩定的需求增長，我國換熱器產業在未來一段時期內將保持穩定增長。預計 2010 年至 2020 年期間，我國換熱器產業將保持年均 10-15%左右的增長速度，2015 年，我國換熱器產業規模已突破 880 億元，到 2020 年我國換熱器產業規模有望達到1500億元。 市場背景2：2016年國務院印發《“十三五”國家戰略性新興產業發展規劃》，“突破石墨烯產業化應用技術”被寫入規劃。2017年1月《新材料產業發展指南》正式公布，石墨烯成為新材料產業發展的先導性產業。據前瞻研究院數據顯示，2017年我國防腐涂料（常規防腐涂料和重防腐涂料）全年產量達到561萬噸，占涂料總產量的27%左右。2013年以來，涂料產量年均增長率在5.5%左右，而我國防腐涂料達到12%左右，是增長最快的涂料品種之一；2018年防腐涂料總產量或達到600萬噸以上，2020年總產量可突破700萬噸。應用范圍:目前國內外水蒸氣空氣預熱器基本都是翅片管式，節能效果有待提高； 目前國內外成熟的蒸發式冷凝器基本都是管狀或橢圓狀，緊湊度不高，單位面積熱負荷有待提高，特別針對化工產品如甲醇汽冷凝，要求系統壓降低和尾氣回收等指標，難以達到； 目前國內外煙氣空氣預熱器基本采用管式，或回轉式，管式占地面積達，換熱系數不高，回轉式漏風嚴重并且維修成本較高； 目前國內外解決金屬表面腐蝕問題，基本采用搪瓷涂層，但搪瓷涂層導熱系數低，不到1 W/（m·k）左右，而且搪瓷由于應力及金屬與搪瓷線膨脹系數不一致，易導致崩瓷現象。項目階段:批量生產效益分析:1）新型板式水蒸氣空氣預熱器。與翅片管相比，節約水蒸汽15-30%，該項目目前屬產業化階段； 2）新型中間排液板式蒸發式冷凝器。與普通蒸發式冷凝器相比，節電節水30%，系統壓降降低約0.1MPa，該項目目前屬產業化階段； 3）新型板式空氣預熱器。燃煤、燃氣及燃油鍋爐空預器，節能減排效果明顯，該項目目前屬產業化階段； 4）耐腐蝕耐磨超導熱疏水性石墨烯復合涂層。解決各領域換熱設備表面的腐蝕問題，導熱問題及結垢問題，節能減排效果明顯。該項目目前屬產業化階段。
同濟大學
2021-04-10
一種離子增強石墨烯纖維及其制備方法
本發明公開了一種離子增強石墨烯纖維及其制備方法，石墨經過氧化得到氧化石墨烯，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%的紡絲液溶膠，將紡絲液從紡絲頭毛細管中連續勻速擠出，進入含有配位離子的凝固液，凝固后的初級纖維用聚四氟乙烯滾軸收集，干燥后得到離子增強的氧化石墨烯纖維，經化學還原，得到離子增強的石墨烯纖維。紡絲工藝簡單，室溫操作，不用強腐蝕性試劑，過程綠色環保，所得離子增強石墨烯纖維力學性能優異，有較好的韌性，可編織成石墨烯纖維布，也可與其它纖維混編成各種具有廣泛用途的織物。
浙江大學
2021-04-11
高質量石墨烯散熱膜的制備及應用
信息技術快速發展使得芯片功耗顯著增大，熱量管理因而成為其中至關重要的核心環節。熱量的快速導出對于芯片正常運行是決定性的。具有高導熱能力的散熱薄膜是這方面的關鍵材料，發展高性能、低成本散熱薄膜材料已經成為關系未來消費電子、信息技術乃至人工智能等許多領域的關鍵。現有的散熱薄膜主要采用的是聚酰亞胺薄膜經過高溫碳化、石墨化后形成的人造石墨膜，其原材料聚酰亞胺的制備技術掌握在杜邦公司手中，成本昂貴，國內散熱膜加工企業的利潤率不斷受到擠壓。
復旦大學
2021-04-10
一種石墨烯/聚苯胺納米棒陣列復合材料及其制備方法與應用
本發明公開了一種石墨烯/聚苯胺納米棒陣列復合材料的制備方法，將氧化石墨分散于酸溶液中并進行細胞粉碎超聲處理，得到氧化石墨烯分散液；然后將苯胺單體溶液加入到氧化石墨分散液中，在-5~-10℃條件攪拌均勻；再加入過硫酸銨的酸溶液，繼續在-5~-10℃條件下攪拌反應20~24h，過濾，得到氧化石墨/聚苯胺納米棒狀陣列復合物；還原，得到石墨烯/聚苯胺納米棒陣列復合材料可以用于制備染料敏化太陽能電池的對電極。本發明實現了聚苯胺在氧化石墨表面的有序生長，基于聚苯胺良好的電催化活性以及石墨烯優異的導電性，石墨烯/聚苯胺納米棒陣列復合物同時具有高的電催化活生及導電性，且制備工藝簡單，成本低。染料敏化太陽能電池轉化效率高、成本低、制備工藝簡單，是解決目前全球能源危機的最佳選擇之一。目前常用的對電極材料為鉑電極，但鉑作為貴金屬，其價格高昂且易被腐蝕，實用價值低。而聚苯胺電催化活性高，制備過程簡單無污染，石墨烯比表面積大、導電性好，將二者復合，可有效替代鉑以成為染敏電池的對電極材料。以聚苯胺/石墨烯做對電極得到的染料敏化太陽能電池制備工藝簡單，造價低，污染小，光電轉換效率高，具有非常好的實際應用前景。
青島大學
2021-04-13
一種氧化石墨烯-TiO2 復合材料及其制備方法和應用
本發明公開了一種 GO-TiO2 復合材料及其制備方法和在分離/富集重金屬離子中的應用。本發明在GO 上原位合成了納米 TiO2，對二者的比例進行了優化使氧化石墨烯和 TiO2 質量比為 1∶1~9，制備了兼有 GO 和 TiO2 優良性能的 GO-TiO2 復合材料，并成功用于分離/富集環境水樣和底泥中的重金屬和稀土元素。本發明
武漢大學
2021-04-14
一種三維氮摻雜石墨烯復合材料及其制備方法和應用
本發明公開了一種三維氮摻雜石墨烯復合材料及其制備方法和在電化學生物傳感中的應用。本發明 借助三維氮摻雜石墨烯高比表面積、良好的生物相容性、高導電率的特性，構造三維氮摻雜石墨烯復合 材料，首先以泡沫材料為基底，在含惰性氣體、氫氣及碳源與氮源條件下，利用化學氣相沉積方法（CVD 法），得到含基底的三維氮摻雜石墨烯；然后對三維氮摻雜石墨烯進行刻蝕、清洗處理得到三維氮摻雜 石墨烯復合材料。將三維氮摻雜石墨烯與酶/非酶材料進行復合，得到相應的三維氮摻雜石
武漢大學
2021-04-14
石墨烯和金屬網孔復合膜柔性透明電極
1、主要功能及應用領域 透明電極在太陽能電池、有機發光二極管、觸摸屏等光電器件中具有重要的應用價值，目前應用最多的用氧化銦錫（ITO）為制造的透明電極，但ITO存在脆性大，無法彎曲，近年來隨著光電器件對透明電極需求的增加，銦的價格也大幅提高。由于石墨烯產業化后的預期成本低，成為柔性透明電極的主要材料之一，但在實際中由于大面積石墨烯總會存在一定的缺陷，影響了其導電率，本項目結合石墨烯和納米金屬網孔的優勢制備出石墨烯和金屬網孔復合膜柔性透明電極。 2、特色與先進性技術指標 特色：利用低成本、無污染的溶膠在透明基底形成網狀模板，利用模板制作金屬網格；通過轉移石墨烯在金屬網格上制作一種石墨烯/金屬網格復合電極。其復合電極表現出優異的光電特性。通過結合單層石墨烯的高透光性和金屬網格的導電性，有效地彌補了化學氣相沉積法（CVD）-石墨烯多晶結構的缺陷和金屬網格不利于制作依賴垂直電流傳輸器件的的缺點，從而提高透明復合電極的光電特性。 圖1 制備的石墨烯及拉曼圖，可以看到非常清楚的2D峰，右圖為金屬網孔的顯微圖。 3.技術指標 復合電極：面電阻為 21.2 、透光率為92%（在550nm波長測得），下圖表明其寬帶的透射光譜特性。 圖2 復合電極的透過率 將復合電極制作在PET基底上，使其可以表現出優異的機械柔軟性。在將透明電極從正向到反向彎曲，其彎曲角度從-150o達到150o時，其電導率也只下降3.4%，反復彎折100次，電導率幾乎沒有什么變化。 4、產業化的關鍵性問題 高性能的透明電極在許多光電器件是必不可少的，例如觸摸屏、光伏電池、有機發光二極管等。目前商業上，由于氧化銦錫（ITO）薄膜的高光學透過率、低面電阻和成熟的制造工藝，在作為透明電極方面已廣泛地應用在各種光電器件中。但銦是稀有金屬，在地殼中的分布量比較小且分散，主要以微量存在于錫石和閃鋅礦中，且隨著液晶顯示器和觸摸屏等產品的普及，因此銦的價格在急劇上漲。此外，氧化銦錫透明電極缺乏柔韌性，不易彎曲，化學穩定性差，不適合應用于柔性透明電極。 傳統上制備金屬網采用光刻法及蝕刻工藝。但是，通過采用光刻法制備的金屬網格不僅成本較大、工藝復雜、效率低，而且在制備的工藝條件、設備要求也較高。 本實驗采用了低成本高效率的方法制備金屬網格，再通過CVD法生長大面積石墨烯并轉移在金屬網格上。實驗過程中工藝簡單、成本低、效率高，并可制備大面積-高質量的透明電極。
電子科技大學
2021-04-10