天津石墨烯納米材料

科學家們逐漸發(fā)現(xiàn)碳素材料在硬度、光學特性、耐熱性、耐輻射特性、耐化學藥品特性、電絕緣性、導電性、表面與界面特性等方面比其它材料優(yōu)異，可以說碳材料幾乎包括了地球上所有物質(zhì)所具有的特性，如**硬-**軟，絕緣體-半導體-良導體，絕熱-良導熱，全吸光-全透光等，因此具有***的用途。碳納米管是由碳原子形成的石墨烯片層卷成的無縫、中空的管體，一般可分為單壁碳納米管、多壁碳納米管和雙壁碳納米管。根據(jù)尺寸大小將碳球分為:(1)富勒烯族系Cn和洋蔥碳(具有封閉的石墨層結(jié)構(gòu)，直徑在2-20nm之間)，如C60，C70等;(2)未完全石墨化的納米碳球，直徑在50nm一1μm之間;(3)碳微珠，直徑在11μm以上。另外，根據(jù)碳球的結(jié)構(gòu)形貌可分為空心碳球、實心硬碳球、多孔碳球、核殼結(jié)構(gòu)碳球和膠狀碳球等。石墨烯防腐漿料可與基體材料進行復合，從而賦予該材料導電、導熱、機械增強的性能。天津石墨烯納米材料

石墨烯的化學結(jié)構(gòu)組成及其物理性能從其化學結(jié)構(gòu)組成上來看，它是由碳原子以sp2雜化軌道組成六角型（呈蜂巢晶格）的二維碳納米材料。其次從其物理性能上來看，它具有光學、電學、力學特性一部分列的物理性能，從這也可以表現(xiàn)出它是一種非金屬材料，其不具備金屬所擁有的性能。石墨烯是蠢脊由碳原子構(gòu)成的單層片狀結(jié)構(gòu)的新材料是已知世界上**薄、**硬的材料，被譽為“黑金”、“新材料***”。石墨烯的厚度可達頭發(fā)絲的20萬分之一，強度是鋼的200倍?？茖W家預言，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。石墨烯不僅*是電子產(chǎn)品、新能源電池、航空航天領(lǐng)域?qū)е律鐣奶貏e要注意關(guān)注。天津石墨烯納米材料石墨烯將會是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。

納米碳材料是指分散相尺度至少有一維小于100nm的碳材料。分散相既可以由碳原子組成，也可以由異種原子(非碳原子)組成，甚至可以是納米孔。納米碳材料主要包括四種類型:石墨烯、碳納米管，碳納米纖維，納米碳球。碳元素是自然界中存在的與人類**密切相關(guān)、**重要的元素之一，它具有SP、SP2、SP3雜化的多樣電子軌道特性，在加之SP2的異向性導致晶體的各向?qū)院推渌帕械母飨驅(qū)浴Ｒ虼艘蕴荚貫?**構(gòu)成元素的碳素材料具有各式各樣的性質(zhì)，并且新碳素相合新碳素材料還不斷被發(fā)現(xiàn)和人工制得。事實上，沒有任何元素能像碳這樣作為單一元素可形成像三維金剛石晶體、二維石墨層片、一維卡賓和碳納米管、零維富勒烯分子等如此之多的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)完全不同的物質(zhì)。表1給出了碳的化學鍵合及其形成的各種典型有機物、無機物和碳相的例子。

第六元素研發(fā)的“石墨烯重防腐涂料”，率先在國內(nèi)實現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)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(shù)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(chǎn)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(lián)合完成的“基于薄層石墨烯的重防腐涂料體系產(chǎn)業(yè)化關(guān)鍵技術(shù)與工程應用”項目獲得2022年度江蘇省科學技術(shù)三等獎。在第23個世界知識產(chǎn)權(quán)日到來之際，常州第六元素材料科技股份有限公司發(fā)明專利《ZL高固含量的石墨烯復合干粉及制備方法、環(huán)氧富鋅涂料及制備方法》被授予第六屆常州市**金獎。石墨烯導電與電池活性材料共混后，能夠有效降低極片電阻率和提高電池的循環(huán)性能。

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(jié)構(gòu)，可以制備高質(zhì)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(zhì)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(lǐng)域的應用提供了廣闊的應用前景。缺點是產(chǎn)率很低。石墨烯復合材料可用于注射和擠出成型制件，作為粒子材料應用于礦用管、給水管及汽車電器配件等領(lǐng)域。附近石墨烯材料

石墨烯的結(jié)構(gòu)非常穩(wěn)定，碳碳鍵(carbon-carbon bond)為1.42。天津石墨烯納米材料

石墨烯的主要應用1、傳感器石墨烯可以做成化學傳感器，這個過程主要是通過石墨烯的表面吸附性能來完成的，根據(jù)部分學者的研究可知，石墨烯化學探測器的靈敏度可以與單分子檢測的極限相比擬。石墨烯獨特的二維結(jié)構(gòu)使它對周圍的環(huán)境非常敏感。石墨烯是電化學生物傳感器的理想材料，石墨烯制成的傳感器在醫(yī)學上檢測多巴胺、葡萄糖等具有良好的靈敏性。2、晶體管石墨烯可以用來制作晶體管，由于石墨烯結(jié)構(gòu)的高度穩(wěn)定性，這種晶體管在接近單個原子的尺度上依然能穩(wěn)定大氏地工作。相比之下，目前以硅為材料的晶體管在10納米左右的尺度上就會失去穩(wěn)定性；石墨烯中電子對外場的反應速度超快這一特點，又使得由它制成的晶體管可以達到極高的工作頻率。天津石墨烯納米材料