改性氧化石墨烯纳米材料

随着科技的快速发展，热管理系统越来越多地应用于现代工业、电子设备等多个领域，在热能的分散、转换与存储过程中发挥着重要作用。其中，热管理材料是热管理系统的**，因此，设计和制备具有高热导率的新型热管理材料成为了促进科技发展的关键问题之一。在众多导热材料中，石墨烯由于具有髙达５３００Ｗｎｒ１１Ｃ１的本征热导率、优异．的机械性能而受到人们的***关注，被认为是新型热管理材料的理想选择。在之前的研究中，石墨烯片在复合材料中往往呈无规分散的状态，体系内热阻较大，从而导致复合材料的热导率处于较低水平。预先构筑石墨烯三维结构能够有效降低界面热阻及接触热阻，但是距离理论值仍有较大差距。为了进一步解决存在的问题，本课题主要通过冷冻铸造法来构筑有序排列的***石墨烯三维网络结构，并制备相应的相变储能材料和散热材料石墨烯抗静电阻燃复合材料具备优异的抗静电性能和阻燃性能。改性氧化石墨烯纳米材料

除了可以将太阳能转换为热能存储之外，石墨烯相变材料也可以将电能转换为热能存储。Ｗａｎｇ［６５］等人通过冰模板法制备了石墨烯纳米片（ＧＮＰ）气凝胶，然后与石蜡复合得到相变复合材料，具有高导热性、较好的形状稳定性和热稳定性，当ＧＮＰ含量为４．１ｗｔ％时热导率可达到１．４２Ｗｍ－１１Ｃ１。此外，当电压为５Ｖ时，流经样品的电流约为１．１８Ａ，此时温度迅速升高，证实了其出色的电热转换能力。Ｌｉ［６６】等人将气相扩散法和溶胶－凝胶法相结合，通过超临界Ｃ０２干燥和热退火过程，制备了具有各向异性网络的三维石墨烯气凝胶，导热率和导电率分别高达１．７１士０．２Ｗｎｒ１１Ｃ１和３４１．３Ｓｎｒ１。其相变复合材料在施加１？３Ｖ的电压时，电－热转换效率比较高可以达到８５％。这项工作能够为开发智能的电－热转换及存储系统提供理论基础，并证明了石墨烯相变复合材料在电子设备、太阳能存储利用、热管理系统等领域具备的潜力。福建氧化石墨烯类型氧化石墨烯应用于热管理、橡胶、塑料、树脂、纤维等高分子复合材料领域。

当今世界面临着严峻的环境与能源挑战。传统能源如煤、石油的不断消耗以及环境的日益恶化严重影响了人类的日常生活以及社会的正常发展。因而开发更为高效与环境友好的能源设备越来越得到人们的强烈关注。为**的初代锂离子二次电池以其在能量密度与操作电压上明显优于传统铅酸与镍镉电池的优势，迅速应用于便携电子设备电池市场。其后，随着具有环境友好、成本低廉、循环性能稳定等诸多优势的以磷酸铁锂为**的正极材料的报道［6，7］，锂离子二次电池的应用也扩展到混合动力汽车与纯电动汽车领域。然而目前锂离子电池电极材料还存在着诸多问题，如较低的电子电导率与锂离子迁移效率、嵌脱锂过程中巨大的体积变化、电极材料与电解液的副反应造成的容量损失以及活性物质不可逆的结构变化制约材料的循环稳定性等。另外，由于目前常用的锂离子电池正极材料固有的理论容量限制，实际应用的锂离子电池的比能量密度很难突破250Wh/kg［8］，因而难以满足其在高比能量电池领域的长远发展。在这种背景下，锂硫电池作为一种新的电化学储能体系，以其超高的理论能量密度(2600Wh/kg)以及单质硫储量丰富、环境友好的特点，成为高比能二次电池的研究热点。

常州第六元素材料科技股份有限公司拥有石墨的深度插层和高解离率的制备技术、氧化石墨的高效纯化技术、石墨烯微片的缺陷修复/比表面可控技术、全行业**的回收/循环氧化技术等自主知识产权。自主设计的生产线已成功实现了石墨烯产品低成本规模化制备，在技术、工艺、设备等方面获多项突破，产品具有比表面积大、导电性优异、分散度好和优良复合功能等特点。目前年产1400吨的氧化石墨（烯）/100吨石墨烯粉体生产线已投产运行，该生产线拥有完全的自主知识产权，且石墨烯产品质量好、成本低，达国际**水平，具有极强的市场竞争力。石墨薄片层可以经机械剥离剥离为氧化石墨烯。

化学气十日沉干jI法制备三维石烯的j制箭烯卡¨似，以甲烷为碳源．氧气和氩气为辅助怵，泡沫过渡金属底l-2h：积基形状类似的泡沫状烯，利川划蚀液将冷却后带底的f器烯泡沫中的坫划脚ifb：．从mj火僻九支撑构架的j维石烯泡沫。(、h{21]等利ff】化学气相沉I法分)j』J平f1l曲泡沫镍底f：．制舒r具有三维连通络纳fjlJ的鞋烯泡沫材料。研究发现．石墨烯泡沫完整地制色!淋J的纳构．以尢缝连接的力‘式卡勾成r全连通的体．仃低J奠、大扎隙率、高比表面积和优异的电荷他能力等特点。Wu等利用该方法也成功制备J，氮掺杂维r烯泡沫．．此外．利用这种方法还能获得各种具有优砰特性的维r烯泡沫。。Iiu等以泡沫Ni为呔．通过化学卡¨fjl成功制备rJfj于*胚抗原检测的大孔维烯泡沫。氧化石墨含有丰富的羟基、羧基和环氧基等含氧官能团，更高的氧化程度，更好的剥离度。改性氧化石墨烯纳米材料

氧化石墨烯可以应用于锂离子电池，提高储能密度和循环倍率。改性氧化石墨烯纳米材料

氧化石墨烯的研究热潮也吸引了国内外材料植被研究的兴趣，石墨烯材料的制备方法已报道的有：机械剥离法、化学氧化法、晶体外延生长法、化学气相沉积法、有机合成法和碳纳米管剥离法等。1、微机械剥离法2004年，Geim等***用微机械剥离法，成功地从高定向热裂解石墨上剥离并观测到单层石墨烯。Geim研究组利用这一方法成功制备了准二维石墨烯并观测到其形貌，揭示了石墨烯二维晶体结构存在的原因。微机械剥离法可以制备出高质量石墨烯，但存在产率低和成本高的不足，不满足工业化和规模化生产要求，目前只能作为实验室小规模制备。2、化学气相沉积法化学气相沉积法(ChemicalVaporDeposition，CVD)***在规模化制备石墨烯的问题方面有了新的突破。CVD法是指反应物质在气态条件下发生化学反应,生成固态物质沉积在加热的固态基体表面，进而制得固体材料的工艺技术。麻省理工学院的Kong等、韩国成均馆大学的Hong等和普渡大学的Chen等在利用CVD法制备石墨烯。他们使用的是一种以镍为基片的管状简易沉积炉，通入含碳气体，如：碳氢化合物，它在高温下分解成碳原子沉积在镍的表面,形成石墨烯，通过轻微的化学刻蚀，使石墨烯薄膜和镍片分离得到石墨烯薄膜。改性氧化石墨烯纳米材料