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石墨烯快速制备技术

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项目概述

项目名称

石墨烯快速制备技术

项目介绍

石墨烯可以视为单层石墨结构,其独特的二维结构及其优良导电性使其在微电子、半导体、电池以及防腐涂层中得到应用。目前石墨烯生产方法主要有机械剥离法,化学气相沉积法,电辅助氧化法和氧化还原法。

项目详情

本团队开发的石墨烯采用气氛-电弧法,可以实现石墨烯的快速制备。相比于传统石墨烯制备方法,它具有如下优势:

1) 生产效率极高。氧化法制备石墨烯耗时约 3-7 天电弧法可在几分钟到十几分钟内完成,效率是普通方法的 400 多倍。

2) 可实现自动化。电弧法制备石墨烯属于纯物理法,从填料,抽气,放电,到收集,整个过程都可以用设置程序完成,实现自动化。

3) 清洁,无污染。传统的化学氧化法要大量使用浓硫酸,磷酸,高锰酸钾, 硝酸盐等,制备过程中会造成空气污染和水污染,工人的操作环境差。而电弧法在密闭的腔室中完成,而且不会产生污染物。

4) 材料纯度高。物理电弧法不会引入杂质对石墨烯造成污染,而且电弧放电是持续稳定的,因此,石墨烯的纯度高,均一性好。

电弧法制备的石墨烯形貌如图 1 所示,石墨烯为小尺寸片状形貌,透射电镜(图 1 c,d)显示石墨烯为 1-7 层不等的碳原子层组成。

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技术指标(性能参数)

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市场前景

随着批量化生产以及大尺寸等难题的逐步突破,石墨烯的产业化应用步伐正在加快,基于已有的研究成果,最先实现商业化应用的领域可能会是移动设备、航空航天、新能源电池领域。不同形貌的石墨烯具有不同的应用范围。如大尺寸石墨烯膜可以用作柔性显示器,变色玻璃。石墨烯还可以用来制作晶体管,这种晶体管在接近单个原子的尺度上依然能稳定地工作。

应用领域

本项目生产的石墨烯为小尺寸石墨烯粉体材料,可以在汽车,新能源电池,催化剂载体,石墨烯电缆,散热片等方面有巨大的应用潜力。

合作方式

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