廣州福滔微波設(shè)備有限公司——石墨烯干燥機(jī)設(shè)備

認(rèn)識(shí)石墨烯

石墨烯，一種新型二維碳材料，起步于好奇心驅(qū)動(dòng)的基礎(chǔ)研究（2010年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)），有望促進(jìn)材料、能源和電子信息的協(xié)同發(fā)展。尤其是“十二五”期間，我國(guó)石墨烯材料及應(yīng)用在技術(shù)研發(fā)、生產(chǎn)工藝等方面取得了重要突破，各領(lǐng)域應(yīng)用效果逐步顯現(xiàn)，石墨烯產(chǎn)業(yè)化步伐明顯加快。石墨烯，集合優(yōu)異的柔韌性、導(dǎo)熱、導(dǎo)電、光學(xué)、光電和化學(xué)穩(wěn)定性于一身，具有潛在的廣泛應(yīng)用前景。但是單層本征石墨烯的制備并不容易，規(guī)?；闹苽淠壳爸荒芙咏菊魇┑男问?。石墨烯的實(shí)際應(yīng)用與其制備方法和技術(shù)發(fā)展是密不可分的。目前，盡管國(guó)內(nèi)外有不少企業(yè)從事石墨烯的制備技術(shù)開(kāi)發(fā)，但是與石墨烯規(guī)模實(shí)質(zhì)應(yīng)用的要求還有不小的距離，一是石墨烯的性價(jià)比不夠高，二是與下游應(yīng)用的技術(shù)銜接與兼容有待研發(fā)。

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石墨烯的獨(dú)特性能

石墨烯獨(dú)特的性能與其電子能帶結(jié)構(gòu)緊密相關(guān)。

以獨(dú)立碳原子為基，將周圍碳原子產(chǎn)生的勢(shì)作為微擾，可以用矩陣的方法計(jì)算出石墨烯的能級(jí)分布。在這個(gè)過(guò)程中，熱從材料內(nèi)部產(chǎn)生而不是從外部吸收熱源，自身整體同時(shí)升溫，熱能利用率高，材料整體溫度梯度很小，區(qū)別于其他常規(guī)加熱方式。在狄拉克點(diǎn)附近展開(kāi)，可得能量與波矢呈線性關(guān)系（類似于光子的色散關(guān)系），且在狄拉克點(diǎn)出現(xiàn)奇點(diǎn)。這意味著在費(fèi)米面附近，石墨烯中電子的有效質(zhì)量為零，這也解釋了該材料獨(dú)特的電學(xué)等性質(zhì)。

石墨烯幾乎是完全透明的，只吸收2.3%的光。所謂的石墨烯電池是利用鋰離子在石墨烯表面和電極之間快速大量穿梭運(yùn)動(dòng)的特性，開(kāi)發(fā)出的一種新能源電池。另一方面，它非常致密，即使是i小的氣體分子（氦氣）也無(wú)法穿透。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。作為目前發(fā)現(xiàn)的薄、強(qiáng)度i大、導(dǎo)電導(dǎo)熱性能強(qiáng)的一種新型納米材料，石墨烯被稱為“黑金”，是“新材料之i王”。

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石墨烯制備行業(yè)的出現(xiàn)

有了一定的制備方法，相應(yīng)的制備設(shè)備也需要同步發(fā)展。采用PLC程序控制，觸摸屏操作，可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制，操作簡(jiǎn)單可靠。前幾年，國(guó)內(nèi)高校、科研機(jī)構(gòu)實(shí)驗(yàn)室以及少數(shù)企業(yè)中使用的石墨烯制備設(shè)備絕大部分為自行組裝。由于缺乏的設(shè)備制造經(jīng)驗(yàn)，自行組裝的石墨烯制備設(shè)備在性能、穩(wěn)定性等方面存在一定的缺陷，且參數(shù)調(diào)試往往需要較長(zhǎng)時(shí)間摸索，才能制備出符合要求的石墨烯。近年來(lái)，的石墨烯制備設(shè)備生產(chǎn)企業(yè)開(kāi)始出現(xiàn)，以良好的產(chǎn)品性能和較高的獲得了用戶的認(rèn)可，產(chǎn)品銷量快速增長(zhǎng)，石墨烯設(shè)備制備行業(yè)開(kāi)始逐步成型。

碳纖維與石墨烯的區(qū)別

簡(jiǎn)單來(lái)講，碳纖維和石墨稀互為同素異形體 兩者是都由碳原子構(gòu)成的單質(zhì)，但碳原子的排列方式不同 碳纖維 （carbon fibre），顧名思義，它不僅具有碳材料的固有本征特性，又兼具紡織纖維的柔軟可加工性，是新一代增強(qiáng)纖維。石墨烯特點(diǎn)石墨烯具有高導(dǎo)電、導(dǎo)熱性、高韌度、高強(qiáng)度、超大比表面積等特點(diǎn)，易制作成大面積連續(xù)薄膜，也可在樹(shù)脂、橡膠、金屬等材料中添加使用，起到導(dǎo)熱、導(dǎo)電、防腐蝕、耐磨、增韌等作用。與傳統(tǒng)的玻璃纖維(GF)相比，楊氏模量是其3 倍多；它與凱芙拉纖維(KF-49)相比，不僅楊氏模量是其2倍左右，而且在有機(jī)i溶劑、酸、堿中不溶不脹，耐蝕性出類拔萃。有學(xué)者在1981年將PAN基CF浸泡在強(qiáng)堿NaOH 溶液中，時(shí)間已過(guò)去20多年，它至今仍保持纖維形態(tài)。 石墨烯（Graphene）是一種由碳原子以sp2雜化方式形成的蜂窩狀平面薄膜，是一種只有一個(gè)原子層厚度的準(zhǔn)二維材料，所以又叫做單原子層石墨。它的厚度大約為0.335nm，根據(jù)制備方式的不同而存在不同的起伏，通常在垂直方向的高度大約1nm左右，水平方向?qū)挾却蠹s10nm到25nm，是除金剛石以外所有碳晶體（零維富勒烯，一維碳納米管，三維體向石墨）的基本結(jié)構(gòu)單元。

廣州福滔微波設(shè)備有限公司主要從事干燥設(shè)備。歡迎聯(lián)系我司了解：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。

微機(jī)械剝離法　　

石墨烯首先由微機(jī)械剝離法制得。容易產(chǎn)生聚集，使其難溶于水及常用的有機(jī)i溶劑，這給石墨烯的進(jìn)一步研究和應(yīng)用造成了極大的困難。微機(jī)械剝離法即是用透明膠帶將高定向熱解石墨片按壓到其他表面上進(jìn)行多次剝離，終得到單層或數(shù)層的石墨烯。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?！　∥C(jī)械剝離方法操作簡(jiǎn)單、制作樣本質(zhì)量高，是當(dāng)前制取單層石墨烯的主要方法。但其可控性較差，制得的石墨烯尺寸較小且存在很大的不確定性，同時(shí)效率低，成本高，不適合大規(guī)模生產(chǎn)。

外延生長(zhǎng)法　　

外延生長(zhǎng)方法包括碳化硅外延生長(zhǎng)法和金屬催化外延生長(zhǎng)法。2、微波是熱還原的一種，只有高溫，并沒(méi)有經(jīng)過(guò)化學(xué)還原對(duì)石墨烯產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)破壞大，所以在電池，添加方面具有得天獨(dú)厚的優(yōu)勢(shì)。碳化硅外延生長(zhǎng)法是指在高溫下加熱SiC單晶體，使得SiC表面的Si原子被蒸發(fā)而脫離表面，剩下的C原子通過(guò)自組形式重構(gòu)，從而得到基于SiC襯底的石墨烯?！　〗饘俅呋庋由L(zhǎng)法是在超高真空條件下將碳?xì)浠衔锿ㄈ氲骄哂写呋钚缘倪^(guò)渡金屬基底如Pt、Ir、Ru、Cu等表面，通過(guò)加熱使吸附氣體催化脫氫從而制得石墨烯。氣體在吸附過(guò)程中可以長(zhǎng)滿整個(gè)金屬基底，并且其生長(zhǎng)過(guò)程為一個(gè)自限過(guò)程，即基底吸附氣體后不會(huì)重復(fù)吸收，因此，所制備出的石墨烯多為單層，且可以大面積地制備出均勻的石墨烯。

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。隨著石墨烯發(fā)展現(xiàn)狀產(chǎn)業(yè)化方向逐漸清晰，石墨烯已成為我國(guó)未來(lái)重點(diǎn)發(fā)展產(chǎn)業(yè)之一。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。科學(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。（3）氫氣瓶必須使用專門的減壓器，開(kāi)啟氣瓶時(shí)，操作者應(yīng)站在閥門口的側(cè)后方，動(dòng)作要輕緩。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。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。