石墨烯成套設(shè)備定制的行業(yè)須知「多圖」

廣州福滔微波設(shè)備有限公司石墨烯成套設(shè)備定制

微波石墨烯設(shè)備成套系統(tǒng)介紹

微波石墨烯設(shè)備成套系統(tǒng)包含了上下料、氣氛保護(hù)、連續(xù)傳送、廢氣收集等系統(tǒng)。福滔微波連續(xù)式微波膨化設(shè)備主要通過微波對極性分子的高速震蕩，讓分子間結(jié)構(gòu)發(fā)生改變或達(dá)到加大層間距離的效果，適用于可膨脹石墨、插層石墨、氧化石墨等經(jīng)過酸化或者氧化的石墨產(chǎn)品。插層物質(zhì)或者氧化物質(zhì)多為極性分子，在微波工況下可瞬間膨脹，使石墨層間距離迅速增加，達(dá)到膨化的效果。并且微波在反應(yīng)過程中，可產(chǎn)生1000℃以上的瞬間溫度，除去石墨類產(chǎn)品中的雜質(zhì)和酸液等，達(dá)到提純的效果。微波快速反應(yīng)后生產(chǎn)出的產(chǎn)品本身就具有良好的化學(xué)性能，后續(xù)繼續(xù)通過高速研磨和超聲分散，可生產(chǎn)出層數(shù)低、高比表面積、高導(dǎo)電率的石墨烯產(chǎn)品，并適用于各種行業(yè)。石墨烯制備前景制備大面積、高質(zhì)量的石墨烯仍然是一個(gè)較大的挑戰(zhàn)。

微波石墨烯設(shè)備優(yōu)勢：

1、無污染，微波是一種清潔能源，而且生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的氣體排放，硫物質(zhì)有吸收塔，有機(jī)物可以通過濃縮回收。

2、微波是熱還原的一種，只有高溫，并沒有經(jīng)過化學(xué)還原對石墨烯產(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。

3、微波不僅僅是爆裂的效果，在氣體保護(hù)和高溫的環(huán)境下，可以對石墨烯進(jìn)行提純，生產(chǎn)出來的產(chǎn)品可以在水洗后直接使用，大大降低成本。

4、微波是生產(chǎn)石墨烯的一種手段，配合其它設(shè)備，可以生產(chǎn)出性能不一樣的石墨烯，也會(huì)在石墨烯制備方面開辟一條自己的線路。

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石墨烯的全球產(chǎn)業(yè)化

近年來，美國、歐洲、日本、韓國等國家對石墨烯投人了大量人力財(cái)力，石墨烯相關(guān)扶持政策與產(chǎn)業(yè)化研究也提上議程。2013年1月，歐盟委i員會(huì)將石墨烯列為未來新興技術(shù)的支柱材料之一，拿出10億歐元專項(xiàng)資金資助石墨烯制備與應(yīng)用研究工作。美國國家自然科學(xué)基i金會(huì)資助了超過500項(xiàng)有關(guān)石墨烯的研究，重點(diǎn)包括石墨烯制備、石墨烯復(fù)合材料生產(chǎn)、存儲(chǔ)器件開發(fā)和石墨烯生物傳感器等方向。美國高i級研究計(jì)劃署也開展了多項(xiàng)石墨烯研究項(xiàng)目，以開發(fā)更輕更小、更快和更高頻的電子器件為核心目的。在正常情況下，透明度和電導(dǎo)率相互排斥，除了一些化合物，如銦錫氧化物(ITO)。

石墨烯儲(chǔ)能技術(shù)可為能量提供電源解決方案

能量技術(shù)是軍事強(qiáng)國競相研發(fā)的顛覆性技術(shù)，包括激光、微波、電磁導(dǎo)軌炮等，電源技術(shù)是能量的核心技術(shù)之一。美國對艦載、機(jī)載和車載激光進(jìn)行了大量測試，但其進(jìn)一步高能化、小型化發(fā)展依然受制于電源技術(shù)。激光需要高功率脈沖電源，而當(dāng)前必須依靠高功率發(fā)電機(jī)組或大容量蓄電池實(shí)現(xiàn)，其重量和體積會(huì)使激光的機(jī)動(dòng)性大大降低。石墨烯不僅可以顯著提高現(xiàn)有電源系統(tǒng)的能量和功率密度，而且可大幅縮小電源體積。石墨烯粉體方面，目前商業(yè)化的石墨烯產(chǎn)品普遍存在尺寸和層數(shù)不均勻、單層石墨烯含量低、比表面積遠(yuǎn)低于理論值、沒有分級、成本高等問題，無法真正體現(xiàn)石墨烯的各種優(yōu)異性能。

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石墨烯的制備和展望

大規(guī)模制備高質(zhì)量的石墨烯晶體材料是所有應(yīng)用的基礎(chǔ), 發(fā)展簡單可控的化學(xué)制備方法是為方便、可行的途徑, 這需要化學(xué)家們長期不懈的探索和努力;石墨烯的化學(xué)修飾：將石墨烯進(jìn)行化學(xué)改性、摻雜、表面官能化以及合成石墨烯的衍生物，發(fā)展出石墨烯及其相關(guān)材料(graphene and related materials)，來實(shí)現(xiàn)更多的功能和應(yīng)用;石墨烯的表面化學(xué): 由于石墨烯晶體獨(dú)特的原子和電子結(jié)構(gòu)，氣體分子與石墨烯表面間的相互作用將表現(xiàn)出許多特有的現(xiàn)象，這將為表面化學(xué)特別是表面催化研究提供一個(gè)獨(dú)特的模型表面;同時(shí)石墨烯具有的兩維周期平面結(jié)構(gòu)，可以作為一個(gè)理想的催化劑載體， 金屬/石墨烯體系將為表面催化研究提供一個(gè)全新的模型催化研究體系。95億美元，之后將加速發(fā)展，于2023年超過13億美元，復(fù)合增長率高達(dá)47%。

石墨烯的未來可能用途：

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。具體來說，具有在室溫下也高達(dá)20萬cm2/Vs以上的載流子遷移率，以及遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過銅的對大電流密度的耐性。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大電流的電線等。將石墨烯應(yīng)用于鋰離子電池可以解決傳統(tǒng)鋰電池能量密度和功率密度難以兼得的問題，可以作為石墨烯復(fù)合正負(fù)極材料、鋰電池正負(fù)極材料的導(dǎo)電添加劑，全i方位提升鋰離子電池的性能。

近，據(jù)國外媒報(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

目前，國內(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 外延生長法、氧化還原法等。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)模化生產(chǎn)大為受限。所以，發(fā)展一種簡便快捷、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)生的壓力超過片層間的范德華力時(shí)，石墨層之間剝離開，從而得到石墨烯。該法不僅剝離效果較好，而且制備過程避免了使用化學(xué)還原劑，是一種非常有前景的綠色制備方法。（3）氫氣瓶必須使用專門的減壓器，開啟氣瓶時(shí)，操作者應(yīng)站在閥門口的側(cè)后方，動(dòng)作要輕緩。