福滔微波產(chǎn)品——大型石墨烯成套設(shè)備

石墨烯“材料”

石墨烯 Graphene 是一種由碳原子以 sp2 雜化軌道組成六角型呈蜂巢晶格的單層二維碳納米材料，這種穩(wěn)定二維蜂巢狀晶格結(jié)構(gòu)賦予了石墨烯力學(xué)、光學(xué)、電學(xué)和微觀性質(zhì)等極為優(yōu)異的性能，被稱(chēng)為“材料”。石墨烯是碳的各種形態(tài)中的基本結(jié)構(gòu)，可以從石墨烯成功制備出如富勒烯、碳納米管，彈道晶體管等其他碳素新材料，石墨烯也因此被稱(chēng)為“碳材料”。石墨烯導(dǎo)電油墨的導(dǎo)電機(jī)理在一般的導(dǎo)電油墨中，當(dāng)油墨自身干燥后，因其溶劑的揮發(fā)和粘結(jié)基料的固化從而引起粘結(jié)基料體積縮小，使導(dǎo)電填料顆粒彼此間形成連續(xù)穩(wěn)定的網(wǎng)絡(luò)。單層石墨烯屬于二維晶體，由于二維晶體具有熱力學(xué)不穩(wěn)定性，所以其附帶褶皺（褶皺是二維石墨烯存在的必要條件）。

一般認(rèn)為石墨烯是一種拓?fù)浣^緣體，內(nèi)部絕緣、表面導(dǎo)電，是一種不同于導(dǎo)體和絕緣體的新的凝聚態(tài)。

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石墨礦怎樣來(lái)提煉石墨烯技術(shù)

方法一：石墨層片之間有較弱范德華力結(jié)合，簡(jiǎn)單施加外力即可將石墨烯“撕拉”下來(lái)。蓋姆就是用這種方法。

方法二：將石墨表面在另一個(gè)固體表面上摩擦，使石墨烯層片附著在固體表面上，但尺寸不宜控制，此方法操作簡(jiǎn)單，但產(chǎn)量極低。

方法三：機(jī)械剝離法，現(xiàn)在一般的企業(yè)的石墨烯粉體制備都是用這種方法

廣州福滔微波設(shè)備有限公司自成立之初，就確定了依托技術(shù)開(kāi)拓市場(chǎng)空間的經(jīng)營(yíng)策略，不斷、穩(wěn)步發(fā)展。以“日新盛德，篤志篤行”的企業(yè)精神，以“專(zhuān)業(yè)、品質(zhì)、科技、”的產(chǎn)品理念，以“真誠(chéng)、行動(dòng)、和諧、利他”的核心價(jià)值觀，致力于為客戶提供更好的解決方案。公司擁有先進(jìn)的技術(shù)，強(qiáng)大的技術(shù)管理團(tuán)隊(duì)，研發(fā)人員均具有碩士以上的文化程度，始終走在微波技術(shù)和自動(dòng)控制技術(shù)的前列。公司一貫秉承誠(chéng)信為本、品質(zhì)為先、合作共贏、利益共享的經(jīng)營(yíng)理念，堅(jiān)持以客戶為中心， 誠(chéng)信經(jīng)營(yíng)，始終如一地為客戶提供良好的產(chǎn)品和服務(wù)。美國(guó)西北大學(xué)的研究人員利用自組裝的方法制備了FeF3/石墨烯正極材料，該材料經(jīng)100次循環(huán)仍有260mAh·g-1的比容量，是商業(yè)化正極材料的2倍。公司始終堅(jiān)持品質(zhì)為先，建立了完善的質(zhì)量管理體系，強(qiáng)化研發(fā)、生產(chǎn)的過(guò)程控制，確保出廠合格產(chǎn)品。歡迎咨詢(xún)我司了解：石墨烯制備設(shè)備、微波石墨烯爆裂設(shè)備、石墨烯膨化、石墨烯生產(chǎn)設(shè)備、單層石墨烯生產(chǎn)線等。

石墨烯可顯著提升鋰離子電池、超級(jí)電容器等儲(chǔ)能器件的性能

石墨烯作為添加劑或改性劑在提升鋰離子電池性能、縮小電池體積方面潛力巨大。美國(guó)特種化工品生產(chǎn)商卡博特公司2013年就推出石墨烯基導(dǎo)電添加劑，用以提升鋰離子電池的能量密度。美國(guó)原軍i用電池供應(yīng)商A123系統(tǒng)公司亦早已布局研發(fā)石墨烯增強(qiáng)的磷酸鐵鋰電池技術(shù)。政策的推進(jìn)速度與覆蓋范圍不斷加大，吸引了大量的產(chǎn)業(yè)資本不斷投入到石墨烯的相關(guān)研究與商業(yè)化應(yīng)用方面。美國(guó)能源部阿貢國(guó)家實(shí)驗(yàn)室開(kāi)發(fā)的采用石墨烯基電極的鋰—氧電池，儲(chǔ)存的能量高達(dá)現(xiàn)有鋰離子電池的5倍。

相比電池，石墨烯在超級(jí)電容器中的應(yīng)用前景更被期待，其較高的比表面積可存儲(chǔ)更多的靜電荷，被認(rèn)為是超級(jí)電容器中活性炭的替代者。另外，石墨烯基超級(jí)電容器還具有更輕、柔性更好、力學(xué)性能更佳的特點(diǎn)。

高分辨率的復(fù)雜石墨烯三維結(jié)構(gòu)

石墨烯是由六邊形晶格組織的單層碳原子，當(dāng)石墨烯片整齊地堆疊在彼此之上并形成三維形狀時(shí)，就變成了石墨。（3）氫氣瓶必須使用專(zhuān)門(mén)的減壓器，開(kāi)啟氣瓶時(shí)，操作者應(yīng)站在閥門(mén)口的側(cè)后方，動(dòng)作要輕緩。由于石墨材料是簡(jiǎn)單的由石墨烯堆疊在一起的，所以這種材料的機(jī)械性能非常差。但是如果石墨烯片與充滿空氣的孔分離，則三維結(jié)構(gòu)可以保持石墨烯的屬性，這種多孔石墨烯結(jié)構(gòu)稱(chēng)為石墨烯氣凝膠。

弗吉尼亞理工大學(xué)先進(jìn)制造與超材料實(shí)驗(yàn)室主任Xiaoyu Zheng表示，工程學(xué)院與LLNL的研究人員可以設(shè)計(jì)由相互連接的石墨烯片組成的三維拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，這種新的設(shè)計(jì)方式和增材制造的制造自由度，將優(yōu)化石墨烯氣凝膠的強(qiáng)度、導(dǎo)電性、質(zhì)量輸運(yùn)、強(qiáng)度和重量密度。這些特征使得它非常適合作為透明電子產(chǎn)品的原料，如透明的觸摸顯示屏、發(fā)光板和太陽(yáng)能電池板。

以前，研究人員使用基于材料擠出工藝的3D打印技術(shù)制造三維石墨烯，但這一技術(shù)分辨率有限，這限制了石墨烯材料的自由造型。而新的3D打印方法能夠?qū)⑦@些單層的石墨烯材料設(shè)計(jì)成任何想要的三維結(jié)構(gòu)，并具有高分辨率。

廣州福滔微波設(shè)備有限公司自成立之初，就確定了依托技術(shù)開(kāi)拓市場(chǎng)空間的經(jīng)營(yíng)策略，不斷、穩(wěn)步發(fā)展。以“日新盛德，篤志篤行”的企業(yè)精神，以“專(zhuān)業(yè)、品質(zhì)、科技、”的產(chǎn)品理念，以“真誠(chéng)、行動(dòng)、和諧、利他”的核心價(jià)值觀，致力于為客戶提供更好的解決方案。由于其π電子超共軛效應(yīng)和特殊的結(jié)構(gòu)，使其具有優(yōu)異的電學(xué)與光學(xué)性i能、力學(xué)性能、熱傳導(dǎo)性能、極高的電荷載流子遷移率、出色的機(jī)械強(qiáng)度和柔韌性以及大的比表面積。公司擁有先進(jìn)的技術(shù)，強(qiáng)大的技術(shù)管理團(tuán)隊(duì)，研發(fā)人員均具有碩士以上的文化程度，始終走在微波技術(shù)和自動(dòng)控制技術(shù)的前列。公司一貫秉承誠(chéng)信為本、品質(zhì)為先、合作共贏、利益共享的經(jīng)營(yíng)理念，堅(jiān)持以客戶為中心， 誠(chéng)信經(jīng)營(yíng)，始終如一地為客戶提供良好的產(chǎn)品和服務(wù)。公司始終堅(jiān)持品質(zhì)為先，建立了完善的質(zhì)量管理體系，強(qiáng)化研發(fā)、生產(chǎn)的過(guò)程控制，確保出廠合格產(chǎn)品。歡迎咨詢(xún)我司了解：石墨烯制備設(shè)備、微波石墨烯爆裂設(shè)備、石墨烯膨化、石墨烯生產(chǎn)設(shè)備、單層石墨烯生產(chǎn)線等。

石墨烯的制備方法比較

氧化還原法。氧化還原法制備的石墨烯是粉末，石墨烯的缺陷較大，但是可以實(shí)現(xiàn)大量生產(chǎn)、大規(guī)模的應(yīng)用，并且易于和別的物質(zhì)復(fù)合，易于改性研究。

機(jī)械剝離法。機(jī)械剝離的石墨烯質(zhì)量很高，剝離出來(lái)的一般是幾百個(gè)納米、或者微米的石墨烯片層，一般用于石墨烯的性質(zhì)研究，產(chǎn)量非常非常低，轉(zhuǎn)移也很具有挑戰(zhàn)。

液相剝離法。相對(duì)質(zhì)量較高，產(chǎn)量一般，為石墨烯粉末。

低壓化學(xué)氣相沉積法。低壓對(duì)設(shè)備的要求稍微高一些，可制備大面積的石墨烯薄膜，質(zhì)量沒(méi)有機(jī)械剝離的高，但與氧化法等制備的石墨烯比較而言質(zhì)量高很多。

石墨烯儲(chǔ)能技術(shù)已在無(wú)人裝備中獲得應(yīng)用

2015年6月，美國(guó)海i軍技術(shù)信息諒解備忘錄收錄了關(guān)于海i軍航空應(yīng)用中的納米使能技術(shù)報(bào)告，探討了石墨烯基電容器在無(wú)人機(jī)及其電磁彈射系統(tǒng)等裝備中的應(yīng)用潛力，列出其技術(shù)優(yōu)勢(shì)包括高功率密度、高能量密度、優(yōu)良的循環(huán)性能、減小體積重量、提高占空比等。另外，石墨烯增強(qiáng)的高能量密度鋰離子電池也可顯著提升無(wú)人系統(tǒng)的續(xù)航能力。他們采用抽慮方法制備了硅/多孔石墨烯薄膜負(fù)極材料，該材料經(jīng)200次循環(huán)仍有1500mAh·g-1的容量。無(wú)人車(chē)方面，愛(ài)沙尼亞米爾萊姆公司的軍i用無(wú)人履帶車(chē)輛采用Skeleton公司的石墨烯基超級(jí)電容器組，利用柴油發(fā)電機(jī)為超級(jí)電容器組供電，其電動(dòng)馬達(dá)可持續(xù)工作超過(guò)８小時(shí)。復(fù)雜的控制單元在柴油發(fā)電機(jī)、電動(dòng)馬達(dá)和超級(jí)電容器間調(diào)控能量流。石墨烯基超級(jí)電容器能提供10瓦·時(shí)／千克的能量密度，不僅可確保車(chē)輛在低至-65°C的寒冷環(huán)境可靠啟動(dòng)，而且滿足上百萬(wàn)次充放電循環(huán)使用，壽命是標(biāo)準(zhǔn)電池的500倍。這種混合動(dòng)力系統(tǒng)使能量消耗降低25%~40%。

石墨烯的未來(lái)可能用途：

碳原子呈六角形網(wǎng)狀鍵合的材料“石墨烯”具有很多出色的電特性、熱特性以及機(jī)械特性。2004年，Geim，Novoselov等就是通過(guò)此方法在世界上首i次得到了單層石墨烯，證明了二維晶體結(jié)構(gòu)在常溫下是可以存在的。具體來(lái)說(shuō)，具有在室溫下也高達(dá)20萬(wàn)cm2/Vs以上的載流子遷移率，以及遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)銅的對(duì)大電流密度的耐性。為此，石墨烯有看用于高速晶體管、觸摸面板、太陽(yáng)能電池用透明導(dǎo)電膜，以及成本低于銅但與銅相比可通過(guò)大電流的電線等。

近，據(jù)國(guó)外媒報(bào)道，石墨烯擁有極強(qiáng)的光吸收能力，并且還能把吸收的光波迅速轉(zhuǎn)化為波長(zhǎng)更短、頻率更高的激光，持續(xù)時(shí)間為幾飛秒?？茖W(xué)家們表示，利用這個(gè)新發(fā)現(xiàn)，未來(lái)他們可以發(fā)明更耐高溫的激光發(fā)i射器（石墨烯超耐高溫）。

當(dāng)然，這個(gè)發(fā)現(xiàn)目前僅存在于實(shí)驗(yàn)室，如果科學(xué)家們建立出實(shí)體模型，將能夠增加激光發(fā)射i器的使用壽命和發(fā)射功率。

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微波法制備石墨烯的優(yōu)勢(shì)

目前，國(guó)內(nèi)外制備Gr 的方法通常為機(jī)械剝離法、化學(xué)氣相沉積法( CVD)、SiC 外延生長(zhǎng)法、氧化還原法等。不同方法各有優(yōu)缺點(diǎn)，且制備的Gr 在性質(zhì)和形貌上差異較大，難以滿足各個(gè)領(lǐng)域?qū)Ω哔|(zhì)量Gr 的需求。石墨烯電池進(jìn)展石墨烯電池的優(yōu)勢(shì)不僅對(duì)于新能源汽車(chē)行業(yè)有幫助，在如手機(jī)電池等其他電器電池方面也有很多的幫助作用。同時(shí)，這些方法還存在設(shè)備昂貴或工藝復(fù)雜等缺點(diǎn)，使得其規(guī)?；a(chǎn)大為受限。所以，發(fā)展一種簡(jiǎn)便快捷、低能耗制備Gr 的方法顯得尤為重要。微波法制備石墨烯時(shí)，前驅(qū)體吸收微波，微波能量通過(guò)石墨化結(jié)構(gòu)中π電子的移動(dòng)轉(zhuǎn)化為熱能，將前驅(qū)體中的含氧官能團(tuán)以及摻雜的物質(zhì)快速分解成CO2和H2O 氣體。當(dāng)這些氣體產(chǎn)生的壓力超過(guò)片層間的范德華力時(shí)，石墨層之間剝離開(kāi)，從而得到石墨烯。該法不僅剝離效果較好，而且制備過(guò)程避免了使用化學(xué)還原劑，是一種非常有前景的綠色制備方法。