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廣州福滔微波設(shè)備有限公司——微波石墨烯干燥設(shè)備
認(rèn)識石墨烯
石墨烯,一種新型二維碳材料,起步于好奇心驅(qū)動的基礎(chǔ)研究(2010年諾貝爾物理學(xué)獎),有望促進(jìn)材料、能源和電子信息的協(xié)同發(fā)展。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)模化的制備目前只能接近本征石墨烯的形式。石墨烯既是最薄的材料,也是最強(qiáng)韌的材料,斷裂強(qiáng)度比最i好的鋼材還要高200倍。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,盡管國內(nèi)外有不少企業(yè)從事石墨烯的制備技術(shù)開發(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)。
廣州福滔微波設(shè)備——微波石墨烯干燥設(shè)備
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)生的勢作為微擾,可以用矩陣的方法計(jì)算出石墨烯的能級分布。在狄拉克點(diǎn)附近展開,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)。機(jī)械剝離法制備石墨烯方法所謂的機(jī)械剝離法制備石墨烯,即直接將石墨烯薄片從較大的晶體上剝離下來。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。另一方面,它非常致密,即使是i小的氣體分子(氦氣)也無法穿透。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)光板和太陽能電池板。此外,目前石墨烯制備技術(shù)存在產(chǎn)品單層少、尺寸小且分布不均、難以穩(wěn)定批量生產(chǎn)以及性能難以精i確控制等瓶頸問題,離商業(yè)化推廣還有相當(dāng)大的距離。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”。
石墨烯應(yīng)用領(lǐng)域
消費(fèi)電子展上可彎曲屏幕備受矚目,成為未來移動設(shè)備顯示屏的發(fā)展趨勢。柔性顯示未來市場廣闊,作為基礎(chǔ)材料的石墨烯前景也被看好。
另一方面,新能源電池也是石墨烯早商用的一大重要領(lǐng)域。之前美國麻省理工學(xué)院已成功研制出表面附有石墨烯納米涂層的柔性光伏電池板,可極大降低制造透明可變形太陽能電池的成本,這種電池有可能在夜視鏡、相機(jī)等小型數(shù)碼設(shè)備中應(yīng)用。另外,石墨烯超級電池的成功研發(fā),也解決了新能源汽車電池的容量不足以及充電時間長的問題,極大加速了新能源電池產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。配置4mg/mL的氧化石墨水溶液,超聲攪拌3h,得到均勻穩(wěn)定分散在水中的氧化石墨烯膠體。這一系列的研究成果為石墨烯在新能源電池行業(yè)的應(yīng)用鋪就了道路。
廣州福滔微波設(shè)備有限公司目前公司主營的有:石墨烯制造設(shè)備、石墨烯成套設(shè)備、微波石墨烯設(shè)備、石墨烯制備設(shè)備、微波石墨烯爆裂設(shè)備等。
超聲波石墨烯制備設(shè)備有哪些
超聲波在液體媒質(zhì)中傳播時,通過機(jī)械作用、空化作用和熱作用,產(chǎn)生力學(xué)、熱學(xué)、光學(xué)、電學(xué)和化學(xué)等一系列效應(yīng)。尤其是高功率的超聲波,會產(chǎn)生強(qiáng)烈的空化作用,從而在局部形成瞬時高溫,高壓、真空和微射流。
超聲波技術(shù)作為一種物理手段和工具,能夠在化學(xué)反應(yīng)常用的介質(zhì)中產(chǎn)生一系列接近于的條件,這種能量不僅能夠激發(fā)或促進(jìn)許多化學(xué)反應(yīng)、加快化學(xué)反應(yīng)速度,甚至還可以改變某些化學(xué)反應(yīng)的方向,產(chǎn)生一些令人意想不到的效果和奇跡。一般認(rèn)為上述現(xiàn)象的發(fā)生主要源于超聲的機(jī)械作用和空化作用,是它們改變了反應(yīng)的條件和環(huán)境的結(jié)果。為在一般條件下難以實(shí)現(xiàn)或不可能實(shí)現(xiàn)的化學(xué)反應(yīng)提供了一種新的非常特殊的物理化學(xué)環(huán)境。
石墨烯的制備
石墨烯的制備方法主要為: 固相法( 機(jī)械剝離法、SiC 外延生長法) 、液相法( 氧化還原法、超聲分散法、有機(jī)合成法、溶劑熱法) 、氣相法( 化學(xué)氣相沉積法( CVD) 、等離子增強(qiáng)、火焰法、電弧放電法)。其中CVD 法和SiC 法生產(chǎn)的石墨烯缺陷少,但成本過高?,F(xiàn)在多用液相剝離和氧化還原法來制備,液相剝離法主要是將少量石墨粉分散于溶劑中,形成分散液,通過超聲分散破壞石墨層間的范德華力,從而產(chǎn)生石墨烯片層,現(xiàn)在實(shí)驗(yàn)室多在液相剝離過程中,加入分散劑,得穩(wěn)定的石墨烯懸浮液; 氧化還原制備的石墨烯含有一些含氧基團(tuán),使自身結(jié)構(gòu)發(fā)生變化,造成石墨烯缺陷較多,自身性能下降,但是現(xiàn)在國內(nèi)工藝比較成熟、已有大規(guī)模生產(chǎn)??茖W(xué)家幻想將來太空衛(wèi)i星要用纜線與地面聯(lián)接起來,那時衛(wèi)i星就成了有線的風(fēng)箏,科學(xué)家現(xiàn)在終于找到了可以制造這種太空纜線的特殊材料,這就是石墨烯。
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微機(jī)械剝離法
石墨烯首先由微機(jī)械剝離法制得。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,同時效率低,成本高,不適合大規(guī)模生產(chǎn)。低壓對設(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。
外延生長法
外延生長方法包括碳化硅外延生長法和金屬催化外延生長法。碳化硅外延生長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^渡金屬基底如Pt、Ir、Ru、Cu等表面,通過加熱使吸附氣體催化脫氫從而制得石墨烯。氣體在吸附過程中可以長滿整個金屬基底,并且其生長過程為一個自限過程,即基底吸附氣體后不會重復(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。能量儲存與轉(zhuǎn)換石墨烯因具有極大的比表面積、卓越的導(dǎo)電性能、良好的化學(xué)穩(wěn)定性,且力學(xué)性能優(yōu)異,在鋰離子電池、鋰—硫電池等能源存儲與轉(zhuǎn)化方面應(yīng)用前景巨大。