石墨烯內部碳原子的排列方式與石墨單原子層一樣以sp雜化軌道成鍵,并有如下的特點:碳原子有4個價電子,其中3個電子生成sp鍵,即每個碳原子都貢獻一個位于pz軌道上的未成鍵電子,近鄰原子的pz軌道與平面成垂直方向可形成π鍵,新形成的π鍵呈半填滿狀態。研究證實,石墨烯中碳原子的配位數為3,每兩個相鄰碳原子間的鍵長為×10米,鍵與鍵之間的夾角為120°。除了σ鍵與其他碳原子鏈接成六角環的蜂窩式層狀結構外,每個碳原子的垂直于層平面的pz軌道可以形成貫穿全層的多原子的大π鍵(與苯環類似),因而具有優良的導電和光學性能。石墨烯在室溫下的載流子遷移率約為15000cm/(V·s),這一數值超過了硅材料的10倍,是已知載流子遷移率比較高的物質銻化銦(InSb)的兩倍以上。在某些特定條件下如低溫下,石墨烯的載流子遷移率甚至可高達250000cm/(V·s)。與很多材料不一樣,石墨烯的電子遷移率受溫度變化的影響較小,50~500K之間的任何溫度下,單層石墨烯的電子遷移率都在15000cm/(V·s)左右。另外,石墨烯中電子載體和空穴載流子的半整數量子霍爾效應可以通過電場作用改變化學勢而被觀察到,而科學家在室溫條件下就觀察到了石墨烯的這種量子霍爾效應。石墨烯既可大幅度減少漆膜中鋅粉用量,又可提高漆膜的陰極保護作用,從而提高漆膜的防腐性能。四川石墨烯項目
石墨烯***發現是用膠帶一層層粘下來的。石墨烯的發現可以追溯到2004年,由英國曼徹斯特大學的安德烈·蓋姆和康斯坦丁·諾沃肖洛夫以及荷蘭的斯圖爾特·帕克共同發現。教授的發現源于對石墨材料進行的實驗。教授們采用了一種特殊的方法,使用膠帶將石墨片層層撕離,**終得到了非常薄的一層石墨片。通過對這層石墨片的觀察和研究,教授們發現這個材料具有非常特殊的性質。石墨烯是一種只有一個原子層厚度的二維碳材料,由碳原子以六角晶格結構排列組成。它具有一些非常獨特的性質,比如極高的電導率、優異的熱導率、強度高、柔韌性好等。這些特性使得石墨烯成為研究領域中的熱門材料,并在納米科技、電子學、能源存儲等眾多領域展現出巨大的潛力。蓋姆、諾沃肖洛夫和帕克因為對石墨烯的發現和研究做出的貢獻,于2010年被授予了諾貝爾物理學獎。教授們的工作奠定了石墨烯研究的基礎,并為未來的石墨烯應用開發打下了堅實的基礎。多層石墨烯什么價格氧化石墨烯還可以應用于鋰電正負極材料的復合、催化劑負載等。
第六元素與江蘇海力風電設備科技有限公司、江蘇道森新材料有限公司簽訂《石墨烯防腐涂料戰略合作框架協議》。根據協議,三方將借力海力風電這一平臺,共同研發以石墨烯為主體的烯鋅型風電設備防護涂料。海力風電總經理沙德權表示,三方研發的新型涂料的防腐效果是傳統防腐涂料的4倍以上。這一合作將逐漸改變現有國內防護涂料產品層次低、創新力不足的劣勢,填補國內外將石墨烯運用在風電防護涂料的技術空白,打破國外產品壟斷局面,推動我國風電產業設施涂料的國產化進程。同時,三方將以此為契機,進一步研究和推廣石墨烯在風力發電葉片強度復合材料中的應用。此外,第六元素還與四川大學高分子材料工程國家重點實驗室簽訂戰略合作協議,雙方將主要針對石墨烯改性高分子材料的耐老化性進行系統研究。該合作是石墨烯應用領域的一大拓展,也是高分子材料研究領域的重大課題。海通證券分析認為,從國內已知的上市公司投資額看,石墨烯產業鏈鋪設需要上億元資金。廣闊的下游應用及幾乎無瓶頸的上游原材料,決定了石墨烯產業將很快迎來爆發期。
第六元素研發的“石墨烯重防腐涂料”,率先在國內實現了產業化應用,于2015年通過工信部組織的“科技成果鑒定”,達到“世界先進水平”。該技術目前已在國信、華潤、龍源等海上風電塔筒,“京廣線”隴海鐵路橋梁,以及航天科工二院、中船“724所”等科研院所進行了試驗性涂裝。產品主要應用客戶有重慶三峽、中海油、江南造船等。常州第六元素材料科技股份有限公司、中國電子科技集團公司第十四研究所、中海油常州涂料化工研究院有限公司、江蘇道蓬科技有限公司聯合完成的“基于薄層石墨烯的重防腐涂料體系產業化關鍵技術與工程應用”項目獲得2022年度江蘇省科學技術三等獎。在第23個世界知識產權日到來之際,常州第六元素材料科技股份有限公司發明專利《ZL高固含量的石墨烯復合干粉及制備方法、環氧富鋅涂料及制備方法》被授予第六屆常州市**金獎。石墨烯是已知強度非常高的材料之一,同時還具有很好的韌性。
石墨烯的研究熱潮也吸引了國內外材料植被研究的興趣,石墨烯材料的制備方法已報道的有:機械剝離法、化學氧化法、晶體外延生長法、化學氣相沉積法、有機合成法和碳納米管剝離法等。1、微機械剝離法2004年,Geim等***用微機械剝離法,成功地從高定向熱裂解石墨(highlyorientedpyrolyticgraphite)上剝離并觀測到單層石墨烯。Geim研究組利用這一方法成功制備了準二維石墨烯并觀測到其形貌,揭示了石墨烯二維晶體結構存在的原因。微機械剝離法可以制備出高質量石墨烯,但存在產率低和成本高的不足,不滿足工業化和規?;a要求,目前只能作為實驗室小規模制備。2、化學氣相沉積法化學氣相沉積法(ChemicalVaporDeposition,CVD)***在規?;苽涫┑膯栴}方面有了新的突破。CVD法是指反應物質在氣態條件下發生化學反應,生成固態物質沉積在加熱的固態基體表面,進而制得固體材料的工藝技術。麻省理工學院的Kong等、韓國成均館大學的Hong等和普渡大學的Chen等在利用CVD法制備石墨烯。他們使用的是一種以鎳為基片的管狀簡易沉積爐,通入含碳氣體,如:碳氫化合物,它在高溫下分解成碳原子沉積在鎳的表面,形成石墨烯,通過輕微的化學刻蝕,使石墨烯薄膜和鎳片分離得到石墨烯薄膜。氧化石墨含有豐富的羥基、羧基和環氧基等含氧官能團,更高的氧化程度,更好的剝離度。常規石墨烯售價
石墨烯具有良好的導熱性能,單層石墨烯高達5300 W/m?K。四川石墨烯項目
石墨烯是一種由碳原子以sp2雜化軌道組成六角型呈蜂巢晶格的二維碳納米材料。石墨烯是現有材料中厚度**薄、強度比較高、導熱性比較好的新型二維材料。石墨烯在智能裝備、航空航天、能源儲存和環境治理等諸多領域應用潛力巨大,是重要的戰略新興材料。石墨烯具有優異的光學、電學、力學特性,在材料學、微納加工、能源、生物醫學和藥物傳遞等方面具有重要的應用前景,被認為是一種未來**性的材料。石墨烯是一種由碳原子組成的純碳材料,具有單層平面晶體結構。石墨烯是由一系列的石墨單層堆積而成的,每個單層由六角形排列構成。石墨烯的單層厚度約為,是迄今為止已知的**薄的材料。石墨烯是一種非常獨銀族特的材滾搏散料,具有許多強大的特性和潛在的應用。四川石墨烯項目