相变材料(PCM)通过材料发生物态的变化(如融化、凝固等)来储存及释放能量,从而达到热管理的目的。但是,相变材料在作为热管理材料使用时有三个主要缺点:本征热导率低、对光的吸收率低以及形状稳定性差[6()_62]。因此,通常通过添加导热填料来改善这些缺点,石墨烯由于具有高本征热导率、高长径比而经常被作为制备具有高性能相变复合材料的理想填料。在现阶段研究中,石墨烯基相变复合材料在热管理方向的应用主要分为光-热转换材料、热-电转换材料、电-热转换材料三种。氧化石墨易于剥离成稳定的氧化石墨烯分散液,易于成膜。无污染氧化石墨烯功能
涂膜法是一种操作简单、效率相对较高的制备方法,常见的涂膜法可分为喷涂法和旋涂法两种。3〇^0山6[46]等人将00悬浮液喷涂在预热后的51/3丨02基材上,待溶剂完全蒸发后得到石墨烯薄膜。在喷涂过程中,可通过调节喷雾持续时间和分散液浓度来精确地控制GO片的厚度及密度,进一步还原后所得到的石墨烯薄膜可作为P型半导体,并表现出良好的场效应响应。除了普遍使用的喷涂法之外,Lian[47]等人将电喷雾沉积法与卷对卷工艺相结合,经过机械压实和2200°C高温处理后得到***石墨烯薄膜,热导率比较高可达1434Wnr1K-1,并且可实现大面积生产。Bao[4]等人将GO分散液沉积在强氧化剂处理过的玻璃基材表面,并使基材分别以500rpm、800rpm和1600rpm的速度旋转30s,***在100°C烘箱中干燥得到超薄石墨烯薄膜,其电阻可降低至1〇2?l〇3nnr2范围之间,透光率高达80%,在透明导体方向有着良好的应用前景。无污染氧化石墨烯功能氧化石墨烯滤饼(SE2430W、SE243PW、SE243EW)。
氧化石墨烯的性能:(1)含有丰富的羟基、羧基和环氧基等含氧官能团,更高的氧化程度,更好的剥离度;(2)易于接枝改性,可与复合材料进行原位复合,从而赋予复合材料导电、导热、增强、阻燃、***抑菌等性能;(3)易于剥离成稳定的氧化石墨烯分散液,易于成膜。氧化石墨烯的应用领域:应用于热管理、橡胶、塑料、树脂、纤维等高分子复合材料领域,还可以应用于锂电正负极材料的复合、催化剂负载等。氧化石墨烯分散液的性能:(1)含有丰富的羟基、羧基和环氧基等含氧官能团;(2)易于接枝改性,可与复合材料进行原位复配,从而赋予复合材料导电、导热、增强、阻燃、***、抑菌等性能;(3)SE3122在水中具有很好的分散性,样品单层率>90%,产品经轻微搅拌就可与水相互溶;氧化石墨烯分散液的应用领域:应用于锂电正负极材料,还可以应用于橡胶、塑料、树脂、纤维等高分子复合材料领域。
电子产品**率密度的迅速提高使得如何有效排热成为能量存储技术快速发展的关键问题,其中,在热源和散热器之间使用的热界面材料(TIM)是热管理系统的重要因素。TIM用于将热管理系统中的两种固体材料连接起来,填充它们之间因表面粗糙度不理想而产生的空隙和凹槽,从而起到减小界面热阻、降低集成电路的平均温度和热点温度的作用。目前**普遍的TIM是由填充导热材料的复合材料组成,但是随着电子产品微型化、集成化的发展,随之而来的对小型、柔初且高效散热TIM的需求已经超出了目前TIM的能力。因此,人们己经对具有高热导率、高机械性能的石墨烯/聚合物复合材料、石墨烯涂层等热管理材料的开发进行了***的研宄。氧化石墨烯分散液为棕黑色溶液。
氧化石墨烯的研究热潮也吸引了国内外材料植被研究的兴趣,石墨烯材料的制备方法已报道的有:机械剥离法、化学氧化法、晶体外延生长法、化学气相沉积法、有机合成法和碳纳米管剥离法等。1、微机械剥离法2004年,Geim等***用微机械剥离法,成功地从高定向热裂解石墨上剥离并观测到单层石墨烯。Geim研究组利用这一方法成功制备了准二维石墨烯并观测到其形貌,揭示了石墨烯二维晶体结构存在的原因。微机械剥离法可以制备出高质量石墨烯,但存在产率低和成本高的不足,不满足工业化和规模化生产要求,目前只能作为实验室小规模制备。2、化学气相沉积法化学气相沉积法(ChemicalVaporDeposition,CVD)***在规模化制备石墨烯的问题方面有了新的突破。CVD法是指反应物质在气态条件下发生化学反应,生成固态物质沉积在加热的固态基体表面,进而制得固体材料的工艺技术。麻省理工学院的Kong等、韩国成均馆大学的Hong等和普渡大学的Chen等在利用CVD法制备石墨烯。他们使用的是一种以镍为基片的管状简易沉积炉,通入含碳气体,如:碳氢化合物,它在高温下分解成碳原子沉积在镍的表面,形成石墨烯,通过轻微的化学刻蚀,使石墨烯薄膜和镍片分离得到石墨烯薄膜。常州第六元素拥有氧化石墨(烯)、石墨烯粉体、复合材料3大系列产品。无污染氧化石墨烯功能
氧化石墨烯分散液含有丰富的羟基、羧基和环氧基等含氧官能团。无污染氧化石墨烯功能
溶剂热法是指在特制的密闭反应器(高压釜)中,采用有机溶剂作为反应介质,通过将反应体系加热至临界温度(或接近临界温度),在反应体系中自身产生高压而进行材料制备的一种有效方法。溶剂热法解决了规模化制备石墨烯的问题,同时也带来了电导率很低的负面影响。为解决由此带来的不足,研究者将溶剂热法和氧化还原法相结合制备出了高质量的石墨烯。Dai等发现溶剂热条件下还原氧化石墨烯制备的石墨烯薄膜电阻小于传统条件下制备石墨烯。溶剂热法因高温高压封闭体系下可制备高质量石墨烯的特点越来越受科学家的关注。溶剂热法和其他制备方法的结合将成为石墨烯制备的又一亮点。石墨烯的制备方法还有高温还原、光照还原、外延晶体生长法、微波法、电弧法、电化学法等。笔者在以上基础上提出一种机械法制备纳米石墨烯微片的新方法,并尝试宏量生产石墨烯的研究中取得较好的成果。如何综合运用各种石墨烯制备方法的优势,取长补短,解决石墨烯的难溶解性和不稳定性的问题,完善结构和电性能等是今后研究的热点和难点,也为今后石墨烯的制备与合成开辟新的道路。无污染氧化石墨烯功能