分享到:

石墨烯/碳纳米管复合材料的制备方法及应用进展

在1991年及2004年,碳纳米管(CNTs)和石墨烯(GN)分别被日本电子显微镜专家Lijima[1]和英国曼彻斯特大学的两位科学家[2]发现。这两种材料自发现以来就备受瞩目。GN是一种一个原子厚度的二维纳米材料,可构建富勒烯、CNTs、石墨等碳材料[3]。CNTs是由GN表面催化生长的径向尺寸为纳米级、轴向尺寸为微米级、两端封口且结构特殊的一维碳材料,强度很大,大的长径比使其在碳纤维材料领域有很好的应用[4]。GN和CNTs在力学、电学、吸附等方面有相似的性质,如导电性好、比表面积大、机械强度高等[5]。为了使两者的优点更加突出,人们采用合适的方法将两者制备成GN/CNTs复合材料,通过协同作用,使其表现出比单一材料更加优异的性能[6];同时,该复合材料还具有质量轻、强度高[7]、导电性好[8]、三维空间微孔[9]等特性,在超级电容器、储能电池、电化学传感器、材料增强增韧、污染物吸附处理等领域具有广阔的应用前景。此外,一些改...  (本文共5页) 阅读全文>>

《炭素技术》2017年01期
炭素技术

石墨烯复合材料的应用进展

Novoselov和Geim等在2004年以石墨为原料,采用机械剥离的方法成功制备出了新型二维平面炭材料——石墨烯[1]。它具有蜂窝状结构,厚度为一个碳原子,是富勒烯、碳纳米管、石墨等碳的同素异构体的基本组成单元[2]。由于石墨烯独特的结构,使其具有特殊的物理、化学、力学等性能。如石墨烯是良好的导体[3]、有独特的电子传输性能[4]、疏水性强、化学稳定性高[5]。另外,石墨烯是最坚固的材料,其杨氏模量约为1.0 TPa[6]。除此以外,石墨烯还具有高载流子迁移率、高透明度以及强的吸收性能[7]。与此同时,石墨烯还有很好的导热性及热稳定性[8]等。自石墨烯被发现以来,国内外迅速展开了对石墨烯制备、性能以及复合材料应用等方面的研究。随着研究的日益深入,科研人员将石墨烯复合材料用于超级电容器、电池、光催化、污染物处理、材料增强增韧以及传感器等领域,使得石墨烯复合材料得到了长远发展。1石墨烯复合材料的应用1.1超级电容器领域的应用从目前...  (本文共4页) 阅读全文>>

《炭素》2016年01期
炭素

石墨烯及其复合材料的研究进展

和导热材料[6_8]。除此之外,石墨烯还具有一些其他1 H 的特殊性能如:量子霍尔效应[9]、量子轨道效应?石墨烯作为一种二维原子晶体,它可以看作是形 和室温铁磁性[|11等特殊性能。成所有sp2杂化碳质材料的基本组成单元=例如:零 mb_.维的富勒烯(c6U)可以看作由存在五元环晶格的石墨稀弯曲团聚而成;将单层石舉稀像纸一样卷曲后还可 汶',典w以形成一维的碳纳米管结构;将多个石墨烯片层之间 4 ;通过电子相互作用可以形成三维的石墨u_3]。如图所石墨烯是目前世界上最薄而且是最坚硬的纳米材料,由于单层石墨稀的厚度只有0.335 nm,所 &以它几乎是完全透明的,可见光透过率为97.7%, ^且与波长无关[4]。理论上单层石墨烯的表面积约为 *2 600m2.g_1[51。石墨婦是目前发现最好的导电材料 Fig.Schematic diagram of basic unit? 密度高、能量密度高、温度适应性强和使用寿命长等Z 七...  (本文共4页) 阅读全文>>

权威出处: 《炭素》2016年01期
《热加工工艺》2017年06期
热加工工艺

石墨烯复合材料的应用研究进展

石墨烯是由碳原子以sp2杂化连接的单原子层构成的二维蜂窝状材料,理论厚度仅为0.34nm,是目前发现的最薄的二维材料[1]。石墨烯具有很多优异的性能,例如:强度高达130 GPa,是钢的100多倍[2];热导率为5000 W·m-1·K-1,是金刚石的3倍[3];理论比表面积和透光率分别高达2600 m2·g-1[4]和97.7%[5];室温下载流子迁移率为15000 cm2·V-1·s-1,在特殊条件下甚至高达250000cm2·V-1·s-1[6]。石墨烯独特的结构和性能使其在诸多领域得到广泛应用,因此,自从2004年石墨烯被发现以来,便在世界范围内掀起了人们对它的研究热潮。为了更好利用石墨烯上述优异的性能,进一步扩大石墨烯的应用范围,国内外许多科学工作者将石墨烯与其他材料复合,成功制备出不同功能的石墨烯复合材料,使其在能源、环境、医学、传感器等领域得到广泛的应用。鉴于此,本文主要介绍了近年来不同类型石墨烯复合材料在各个领域...  (本文共5页) 阅读全文>>

《胶体与聚合物》2012年04期
胶体与聚合物

石墨烯及其复合材料在电化学领域的应用

石墨烯的理论厚度仅为0.34 nm,是世界上已知的最薄的材料,不仅很稳定而且表现出显著的电学、光学、热和机械性能,其杨氏模量可以达到1.0TPa,断裂强度达到125GPa,热导率可达5×103Wm-1K-1,载流子迁移率可高达2.5×105cm2V-1s-1,理论比表面积高达2630m2g-1,一经发现就迅速成为世界范围内的研究热点[1,2]。石墨烯及其复合材料被认为是电化学应用的理想材料,本文综述了石墨烯的制备以及石墨烯在电催化、电化学传感器、电化学能量转换与储存上的应用。1石墨烯的制备石墨烯的制备方法有很多种,但技术成熟且应用较为广泛的主要有微机械剥离法、还原氧化石墨法、化学气相沉积法、外延生长法等四种。1.1微机械剥离法微机械剥离法是最早运用在石墨烯的制备上的一种方法,可以获到最大宽度高达10μm的单层或数层石墨烯片[1]。该法是利用氧等离子束对高取向热解石墨表面进行刻蚀,然后将其压在氧化硅/硅衬底上,用透明胶带反复胶粘撕...  (本文共4页) 阅读全文>>

《炭素》2016年02期
炭素

石墨烯产业化制备和应用进展概述

11Wi n众所周知,石墨烯是目前世界上最受关注的新’材料,这是由于其独特的物理化学性质:(1)石墨烯室温下的载流子迁移率为1.5 x 104Cm2/v_s,这一数值超过了商用硅材料的10倍,是目前已知载流子迁移速率最高物质锑化铟(InSb)的两倍以上;(2)石墨烯是目前已知强度最高的材料,达130GP&比金刚石还坚硬,硬度比世界上最好的钢铁高100多倍;(3)石墨烯具有非常好的热传导特性,纯的无缺陷的单层石墨烯的导热系数髙达5 300W/m?K,是金刚石的3倍;(4)石墨烯具有非常好的光学特性,它在较宽波长范围内吸收率为2.3%,即透过率为97.7%,几乎是透明的;(5)石墨烯具有巨大的比表面积,理论比表面积为2 630m2/g,因此具有优异的吸附性能;(6)石墨烯属于零带隙半导体,具有完美的量子隧道效应、室温半整数量子霍尔效应和二级电场效应等。石墨烯的这些优异特性引起人们的广泛关注,经过十几年的持续研究[M],石墨烯的理化特...  (本文共5页) 阅读全文>>

权威出处: 《炭素》2016年02期