可實現高質量石墨烯的大量制備,同時也為兼具特定構造、性能和運用的石墨烯三維體材質的制備提供了一個基本思路。近日,我所納米與界面催化研究組(502組)金立、傅強和包信和等研究人員與中科院金屬所成會明研究員***的研究小組協作,運用本組近來研制的深紫外激光光電子發射顯微鏡(DUV-PEEM)系統對單層石墨烯生長過程和構造開展了研究,并成功發現,在Pt表面上運用化學氣相沉積法(CVD)生長取得的毫米尺寸的單層石墨烯中,具凹角分界的石墨烯片層為多晶構造,存在不同的晶格傾向,而只有凸角分界的石墨烯片層則具理想的單晶構造。該方式作為一個**主要的判據,確證了運用CVD方式能取得大面積、單層、單晶石墨烯。該成果近日刊出在《自然-通訊》NatureCommunications上((2012)/ncomms/journal/v3/n2/full/)。我所深紫外激光光發射電子顯微鏡(PEEM)研制是國家關鍵科研配備研制項目(“深紫外全固態激光源關鍵科研配備研制”)資助下得到的**主要成果。氧化石墨易于接枝改性,可與復合材料進行原位復合。山東石墨烯漿料

石墨烯是一種以碳原子緊密堆積成單層二維蜂窩狀晶格結構的新材料。具備低溫遠紅外功能,集***抑菌、抗紫外線。石墨烯獨特的二維結構使其對周圍的環境非常敏感,是電化學生物傳感器的理想材料。由于石墨烯結構的高度穩定性,石墨烯制作的晶體管在接近單個原子的尺度上依首念頌然能穩定地工作。石墨烯具有質量輕、高化學穩定性和高比表面積等優點,使之高裂成為儲氫材料的比較好候選者。石墨烯內部碳原子的排列方式與石墨單原子層一樣以sp2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sp2鍵,即每個碳原子都貢獻一個位于pz軌道上的未成鍵電子,近鄰者鄭原子的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×10-10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,因而具有優良的導電和光學性能。制備石墨烯漿料高導電石墨烯銅復合材料又稱為超級銅。

氧化-還原法制備成本低廉且容易實現,成為制備石墨烯的比較好方法,而且可以制備穩定的石墨烯懸浮液,解決了石墨烯不易分散的問題。氧化-還原法是指將天然石墨與強酸和強氧化性物質反應生成氧化石墨(GO),經過超聲分散制備成氧化石墨烯(單層氧化石墨),加入還原劑去除氧化石墨表面的含氧基團,如羧基、環氧基和羥基,得到石墨烯。氧化-還原法被提出后,以其簡單易行的工藝成為實驗室制備石墨烯的**簡便的方法,得到廣大石墨烯研究者的青睞。Ruoff等發現通過加入化學物質例如二甲肼、對苯二酚、硼氫化鈉(NaBH4)和液肼等除去氧化石墨烯的含氧基團,就能得到石墨烯。氧化-還原法可以制備穩定的石墨烯懸浮液,解決了石墨烯難以分散在溶劑中的問題。氧化-還原法的缺點是宏量制備容易帶來廢液污染和制備的石墨烯存在一定的缺陷,例如,五元環、七元環等拓撲缺陷或存在-OH基團的結構缺陷,這些將導致石墨烯部分電學性能的損失,使石墨烯的應用受到限制。
溶劑熱法是指在特制的密閉反應器(高壓釜)中,采用有機溶劑作為反應介質,通過將反應體系加熱至臨界溫度(或接近臨界溫度),在反應體系中自身產生高壓而進行材料制備的一種有效方法。溶劑熱法解決了規模化制備石墨烯的問題,同時也帶來了電導率很低的負面影響。為解決由此帶來的不足,研究者將溶劑熱法和氧化還原法相結合制備出了高質量的石墨烯。Dai等發現溶劑熱條件下還原氧化石墨烯制備的石墨烯薄膜電阻小于傳統條件下制備石墨烯。溶劑熱法因高溫高壓封閉體系下可制備高質量石墨烯的特點越來越受科學家的關注。溶劑熱法和其他制備方法的結合將成為石墨烯制備的又一亮點。石墨烯的制備方法還有高溫還原、光照還原、外延晶體生長法、微波法、電弧法、電化學法等。筆者在以上基礎上提出一種機械法制備納米石墨烯微片的新方法,并嘗試宏量生產石墨烯的研究中取得較好的成果。如何綜合運用各種石墨烯制備方法的優勢,取長補短,解決石墨烯的難溶解性和不穩定性的問題,完善結構和電性能等是今后研究的熱點和難點,也為今后石墨烯的制備與合成開辟新的道路。超級銅具有優異的高頻性能,強磁場下交流(頻率約1MHz)等效電阻,相比純銅低20%以上。

石墨烯納米帶(GrapheneNanoribbons,GNRs)具有帶隙精確可調的特性,以及在光學、電學、磁學方面表現出的優異性質,使其在晶體管、量子器件等應用中具有廣闊前景。其中,石墨烯納米帶異質結(GNRHeterojunctions)通過將不同拓撲結構的GNRs相結合,從而可以實現對其帶隙和局部性質的進一步調控。此外,石墨烯納米帶異質結還能夠在異質界面上構建獨特性質的拓撲電子相,這為其在未來的量子器件應用領域提供了巨大潛力。然而,由于缺乏高效可行的合成策略,精細且可控的合成石墨烯納米帶異質結仍然是石墨烯納米帶研究領域所面臨的巨大挑戰之一。近日,德累斯頓工業大學、馬普微結構物理研究所的馮新亮/馬驥團隊利用一種新型的鏈增長聚合策略,通過可控的鈴木催化劑轉移聚合(SCTP)和隨后的肖爾反應,成功合成了一種同時具有N=9扶手椅型(Armchair)邊緣和人字形(Chevron)的GNR異質結(9-AGNR/cGNR)。常州第六元素氧化石墨(烯)產能達到1400噸/年,石墨烯粉產能達到100噸/年。山東石墨烯漿料
常州第六元素擁有氧化石墨的高效純化技術。山東石墨烯漿料
石墨烯是一種以碳原子緊密堆積成單層二維蜂窩狀晶格結構的新材料。具備低溫遠紅外功能,集***抑菌、抗紫外線。石墨烯獨特的二維結構使其對周圍的環境非常敏感,是電化學生物傳感器的理想材料。由于石墨烯結構的高度穩定性,石墨烯制作的晶體管在接近單個原子的尺度上依首念頌然能穩定地工作。石墨烯具有質量輕、高化學穩定性和高比表面積等優點,使之高裂成為儲氫材料的比較好候選者。石墨烯內部碳原子的排列方式與石墨單原子層一樣以sp2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sp2鍵,即每個碳原子都貢獻一個位于pz軌道上的未成鍵電子,近鄰者鄭原子的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1.42×10-10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,因而具有優良的導電和光學性能。山東石墨烯漿料