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:利用剪切力(shear force)、摩擦力或沖擊力(impactforce)將粉體由大顆粒粉碎剝離成小顆粒。
分散:納米粉體被其所添加溶劑、助劑、分散劑、樹脂等包覆住,以便達(dá)到顆粒*被分離(separating)、潤(rùn)濕(wetting)、分布(distributing)均勻及穩(wěn)定(stabilization)目的。
石墨烯石墨烯(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平面薄膜,只有一個(gè)碳原子厚度的二維材料。石墨烯目前是世上薄卻也是堅(jiān)硬的納米材料,幾乎*透明,只吸收2.3%的光;導(dǎo)熱系數(shù)高達(dá)5300W/m,高于碳納米管和金剛石,常溫下其電子遷移率超過(guò)15000cm2/Vs,又比納米碳管或硅晶體高,而電阻率只約10-8Ω/m,比銅或銀更低,為世上電阻率小的材料(*摘自維基百科)。
機(jī)械剝離法
當(dāng)年Geim研究組就是利用3M的膠帶手工制備出了石墨烯的,但是這種方法產(chǎn)率極低而且得到的石墨烯尺寸很小,該方法顯然并不具備工業(yè)化生產(chǎn)的可能性。
溶劑剝離法
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,溶劑插入石墨層間,進(jìn)行層層剝離而制備出石墨烯。此方法不會(huì)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。缺點(diǎn)是成本較高并且產(chǎn)率很低,工業(yè)化生產(chǎn)比較困難。
當(dāng)然,石墨烯的制備方法還有溶劑熱法、高溫還原、光照還原、外延晶體生長(zhǎng)法、微波法、電弧法、電化學(xué)法等,這些方法都不及上述四種方法普遍。
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不要混淆?。?!還原氧化石墨烯,即RGO。一般來(lái)說(shuō),氧化石墨烯是由石墨經(jīng)強(qiáng)酸氧化,然后再經(jīng)過(guò)化學(xué)還原或者熱沖擊還原得到。目前市場(chǎng)上所謂的“石墨烯”絕大多數(shù)都是通過(guò)氧化-還原法生產(chǎn)的氧化石墨烯,石墨片層數(shù)目不等,表面存在大量的缺陷和官能團(tuán),無(wú)論是導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性還是機(jī)械性都跟獲得諾貝爾獎(jiǎng)的石墨烯是兩回事。嚴(yán)格意義上而言,它們并不能稱為“石墨烯”。
制備石墨烯的方法有很多。但歸納起來(lái)兩大類,一類是從大往小做,也叫自上而下法。例如,以石墨為原料,通過(guò)膠帶粘貼、氧化還原、液相插層和機(jī)械剝離等手段破壞石墨晶體的長(zhǎng)程有序堆疊,得到單層或少數(shù)幾層的石墨烯。另一類是從小往大長(zhǎng),也叫自下而上法。例如,以含碳小分子等為前驅(qū)體,采用化學(xué)氣相沉積、外延生長(zhǎng)和有機(jī)合成等方法將碳素組裝成石墨烯。
當(dāng)前相對(duì)成熟的技術(shù)分別是,以氧化還原和液相插層為代表的大規(guī)模粉體,和以化學(xué)氣相沉積為代表的大面積薄膜。兩者生產(chǎn)工藝*不同,而產(chǎn)品應(yīng)用領(lǐng)域也基本不重疊。前者通常以重量來(lái)計(jì),可達(dá)公斤至噸級(jí),產(chǎn)品剝離效率高、比表面積大、成本低,但缺陷多、可控性差,一般用作鋰電池和超級(jí)電容器電極導(dǎo)電填料,或用于塑料、油墨、涂料、金屬和陶瓷等多種基體的增強(qiáng)或功能填料,形成納米復(fù)合材料。而后者通常以面積來(lái)計(jì)量,依托其高透光率和面向電導(dǎo)率,通常作為透明電極用于觸摸屏和光伏等領(lǐng)域。
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