美科学家以蔗糖为原料制出纯净石墨烯
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[1][2][3][4]采集显示区域中。本界面中还可以修正输入错误的电极长度信息。
（3）存储各项物理参数信息
本系统可同时检验两条生产线的石墨电极成品。当单击相应生产线的“数据确认”按钮后，当前生产线采集显示区域中的电极信息被保存到数据库的临时表中，检验人员在电极长度输入框中输入
完该批次电极长度后，单击相应生产线的“入库”按钮，系统会根据采集到的电极质量值和电极长度值计算出当前电极的体积密度。然后将当前电极的各项物理参数存储到adodc 控件的RecordSource 属性指定的数据库表中。
本界面中的datagrid 控件的datasource 属性值为该adodc 的控件名，当存储结束及adodc 控件执行refresh 命令后，刚刚存储的电极信息会显示在本界面的datagrid 控件中。这样检验人员可以方便快捷的查看已检验的电极信息。
（4）打印产品合格证
合格证打印界面中，检验人员首先要查询出需要打印合格证的电极信息，输入电极的炉型、炉次、起始编号和待打印的电极数量后，单击“查询”按钮，符合要求的待打印电极信息就会显示在下方的datagrid 控件中。检验人员确定无误后单击“打印”
按钮进行打印，也可以选择打印中文和英文两种合格证。合格证采用单面不干胶介质，可直接粘贴于石墨电极成品端面。
4结论
本系统利用VB 编程语言，实现数据采集与合
格证打印在石墨电极成品检验中的应用。这一检测项目的设计和开发应用，一方面提高了检验精度，完善了检测手段，另一方面保证了产品质量信息的真实性，准确性。后续还可结合自主研发的频数分析软件，进行数理统计分析等。本系统的开发应用，在产品质量分析、生产工艺改进和用户技术服务等方面都起到了积极的指导作用。
参考文献：
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精解[M ]．北京：机械工业出版社，2006：141－144．范逸之，廖锦棋．Visual Basic 硬件设计与开发———数据
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美科学家以蔗糖为原料制出纯净石墨烯
美国科学家使用普通的蔗糖制造出了纯净的石墨烯，用这种石墨烯可以研制出更轻、更快、更廉价、更紧实柔韧的计算机电子设备，可广泛运用于军用飞机和医疗领域。
美国莱斯大学化学教授詹姆斯·图尔领导的科研小组首先将少量的蔗糖放置在一薄层铜箔上，然后在加热和低压下让这些蔗糖接触流动的氢气和氩气。10min 后，这些蔗糖缩减成纯净的单层石墨烯，调整气体的流动可控制石墨烯薄膜的厚度。
该研究团队的这种一步式低温处理方法不仅相对简单而且可控，不需要使用更难处理的化学气相沉积法以及其他需要高温的方法，使制造石墨烯变得更加容易。图尔解释道，在传统化学气相沉积法中，科学家需要持续使用气体（甲烷或乙烷）来调整石墨烯的生长环境和掺杂物质以让石墨烯的质量达到最优，但新方法使用了不同的原料，因此，可以更好地控制石墨烯中掺杂的物质和石墨烯的厚度。
美国空军科学研究处（AFOSR ）的项目主管查尔斯·李表示，图尔正在探索的新化学方法，可以生产出高质量的碳基纳米结构，如碳纳米管和具有特定属性的石墨烯等。而掺杂了其他物质的石墨烯对空军和其他商业电子产品都非常有用。纯净的石墨烯缺乏能带隙，这使它难于用作数字器件。但掺杂了其他物质的石墨烯可以操控电子设备和光学设备的性能，这对于制造开关设备和逻辑设备来说非常重要。
新石墨烯材料在其他商业和医疗领域运用也极富潜力。科学家可以用其研制透明的触摸屏设备、创伤性脑损伤手术中使用的特殊生物相容型薄膜、个人电脑中更快捷的晶体管或太阳能捕获设备中的纤薄材料等。
[摘自http://news．sciencenet．cn /htm /news /2011/2/243P74．shtm ]
第30卷
炭素技术
有机功能化石墨烯的制备及其应用
有机功能化石墨烯的制备及其应用 张丽园1，2 ，姚 远 2 （1.蚌埠学院应用化学与环境工程系，安徽蚌埠233000； 2.合肥工业大学化工学院，合肥230009） 摘要：石墨烯是一种新型的二维平面纳米材料，其所具有的单原子层结构使它拥有许多新奇的特性，从2004年被发现以来，引起了科学界的高度重视，目前已成为了材料学、物理学、化学等学科领域的研究热点。然而由于石墨烯易于团聚堆积成石墨，不能均匀的分散在基体中，这很大程度上限制了它的应用。为了将石墨烯与其它物质有效复合，充分发挥其在电子学、生物医学、催化、传感器、储能等领域的优良特性，对其进行功能化改性是有效的方法之一。着重介绍了石墨烯有机功能化制备方法及其应用的最新研究进展，并对石墨烯的功能化发展方向进行了展望。 关键词：石墨烯；氧化石墨；有机功能化；表面改性 中图分类号：O6－1文献标志码：A 文章编号：1671－380X （2012）08－0016－05Preparation and Application of Organo －Functionalized Graphene ZHANG Li －yuan 1，2 ，YAO Yuan 2 （1.Department of Chemistry and Environmental Engineering ，Bengbu College ，Bengbu 233000，China ； 2.School of Chemical Engineering Hefei University of Technology ，Hefei 230009，China ） Abstract ：Graphene is a novel two －dimensional nanomaterial with a flat monolayer of carbon atoms structure ，which has contributed to its unique features.Since it had been discovered in 2004，the graphene has attracted a great deal of attention worldwide in the sciences ，and became the focus of the researches all over the world.How-ever ，the structure of the graphene has lots of limitations in the applications in compounding with other materials ，and restricted its wide usage.To materialize the prospect applications as much as possible in the field of electron-ics ，biomedicine ，catalysis ，sensors ，energy storage etc.The key is to ograno －functionalized graphene in a con-trolled way.This paper emphasized on some common preparations and the applications of organo －functionalized graphene.Besides ，the developing trend of organo －functionalizing of graphene was forecasted.Key words ：Graphene ；Graphene Oxide ；Organic Functionalize ；Surface Modification 1 引言 石墨烯是一种新型的具有单原子层结构的二维 平面纳米材料，从2004年被发现以来，引起了科学界的高度重视，目前已成为了材料学、物理学、 化学等学科领域的研究热点［1］ 。其独特的二维蜂窝状晶格结构，使其拥有许多新奇的特性，如：较高的杨氏模量（ 1100GPa ）、载流子迁移率（2?105cm 2/（V ·s ））、热导率（ 5000J /（m ·K ·s ））和比表面积（理论值2630m 2/g ），还具有分数量子霍尔效应、量子霍尔铁磁性和激子带隙等 现象 ［2］ ，这些特性使得石墨烯在纳米电子学、纳 米复合物、氢气超级电容器等领域有着广泛潜在的 应用［3］ ；其特有的单原子层结构和较大的表面积 的特性还可使其在生物医学方面得到应用［4］ 。然而理想石墨烯易团聚堆积成石墨形态，并不利于与 其它物质进行复合，使其的应用受到了大幅限制。为了解决这个问题，石墨烯的有机功能化改性是非常有效的方法，极大地拓展了石墨烯的应用领域。基于材料化学的角度，对石墨烯的表面有机改性及其应用等方面进行简要的综述。 · 61·第34卷第8期2012年8月宜春学院学报 Journal of Yichun College Vol.34，No.8Aug.2012 * 收稿日期：2012－05－31 基金项目：安徽省高等学校自然科学基金（KJ2009B212Z ）。 作者简介：张丽园（1980－），男，安徽凤阳人，博士生，主要从事绿色化学和材料学研究。
石墨烯防腐涂料
海洋工程石墨烯防腐涂料应用 目录 1. 我国海洋工程和防腐现状 (1) 2. 影响海洋工程腐蚀的因素 (1) 2.1 盐度 (1) 2.2 温度 (1) 2.3 pH值 (1) 2.4 海洋微生物腐蚀 (2) 3. 海洋工程在海洋环境各腐蚀带中的腐蚀机理 (2) 4. 海洋工程表面防护 (3) 4.1 耐腐蚀材料 (3) 4.2 电化学保护 (3) 4.3 表面涂层保护 (3) 5. 石墨烯防腐涂料 (4) 5.1 海洋防腐涂料性能要求 (4) 5.2 海洋工程石墨烯防腐涂料 (4) 5.3 海洋工程石墨烯防腐涂料发展过程中遇到的困难 (5) 6. 海洋工程石墨烯防腐涂料的工业化进程 (5)
1.我国海洋工程和防腐现状 我国是海洋大国，我国有1.8万公里海岸线，约300万平方公里的海洋面积，拥有丰富的海洋资源和蓬勃发展的海洋产业。随着经济的不断发展，海洋油气平台、海底管线、海上风电、船舶运输、跨海大桥、海洋交通设施等不断增加，沿海更拥有大量的海港码头、滨海电厂等设施。但海洋装备和工程材料长期处于海洋环境下工作，无法回避腐蚀损伤和磨蚀失效的问题。据统计，我国海洋腐蚀一年损失1.6万亿元，占全国GDP的3%，超过所有台风、洪涝等灾害总和的6倍。因此，海洋腐蚀与防护已成为我国经济发展中急需解决的问题。面对苛刻的海洋工作环境，研制具有良好防腐和耐磨性能的高性能涂料，是解决海洋材料腐蚀和磨蚀问题最有效的途径之一。另外，随着国家的发展和科技的进步，越来越多的海洋资源被人们发现并开采利用，利用海洋对于国家经济的发展和人类社会的进步具有深远的意义，那么海洋防腐的重要性就显得尤为重要。然而，我国海洋工程的防腐措施薄弱，亟需加强腐蚀保护。 2.影响海洋工程腐蚀的因素 海洋工程构筑物大致分为：海岸工程（钢结构、钢筋混凝土）、近海工程（海洋平台、钻井、采油、储运)、深海工程（海洋平台、钻井、采油、储运）、海水淡化、舰船（船体、压载舱、水线以上)，简称为船舶与海洋工程结构。 海洋工程在海水的腐蚀十分复杂，不同的部位所处的腐蚀环境不同，腐蚀情况也不相同。大体来讲，海洋工程在海水中的腐蚀主要受海水的盐度、温度、pH 值、大气环境、微生物等因素的影响。这些因素相互作用构成了对海洋工程的腐蚀。 2.1 盐度 盐度是海水最典型的特征之一，海水中的盐离子主要包括Na+、Mg2+、Cl-等。其中，NaCl 的浓度一般在3%左右，在这个浓度附近复试速度表现为最大值。当盐的浓度较低时，腐蚀速度随含盐量的增加而急速增加，主要由于Cl-的增加促进了阳极反应造成。另外，随着盐浓度的增加使氧的溶解度降低，当溶液中的盐度再继续增加时腐蚀速度明显下降。 2.2 温度 海水温度越高，就越能加快腐蚀的进行。海洋的温度和海水所处纬度有直接的联系，从赤道到两极的温度浮动从28 ℃~2 ℃。尽管有时局部的水温会高达35 ℃，但是陆地相比，水温几乎不受天气的影响。海水表面温度变化较大，这是由日照、辐射、降水、蒸发、热交换等原因造成的。 2.3 pH值 海水pH升高，有利于抑制海水对钢铁的腐蚀，但由于碳（CO2、HCO3-、CO32-）平衡的存在，海水的pH值稳定保持在8.0~8.3之间，不会对钢铁海水腐蚀产生明显的影响。在有微生物活动的海洋区域，微生物的一些产物（H2S）会导致pH下降，或者由于海藻的存在会导致pH 下降。温度对pH值也会产生影响，通常随pH 值随温度升高而降低，随温度降低而升高。海
石墨烯的制备与表征综述
氧化石墨烯还原的评价标准 摘要还原氧化石墨烯(RGO)是一种 有趣的有潜力的能广泛应用的纳米 材料。虽然我们花了相当大的努力 一直致力于开发还原方法,但它仍然 需要进一步改善,如何选择一个合适 的一个特定的还原方法是一个棘手 的问题。在这项研究中,还原氧化石 墨烯的研究者们准备了六个典型的 方法:N2H4·H2O还原,氢氧化钠还 原,NaBH4还原,水浴还原 ,高温还原以及两步还原。我们从四个方面系统的对样品包括：分散性,还原程度、缺陷修复程度和导电性能进行比较。在比较的基础上,我们提出了一个半定量判定氧化石墨烯还原的评价标准。这种评价标准将有助于理解氧化石墨烯还原的机理和设计更理想的还原方法。 引言 单层石墨烯,因为其不寻常的电子性质和应用于各个领域的潜力,近年来吸引了巨大的研究者的关注。目前石墨烯的制备方法,包括化学气相沉积(CVD)、微机械剥离石墨,外延生长法和液相剥离法。前三种方法因为其获得的石墨烯的产品均一性和层数选择性原因而受到限制。此外,这些方法的低生产率使他们不适合大规模的应用。大部分的最有前途生产的石墨烯的路线是石墨在液相中剥离氧化然后再还原,由于它的简单性、可靠性、大规模的能力生产、相对较低的材料成本和多方面的原因适合而适合生产。这种化学方法诱发各种缺陷和含氧官能团,如羟基和环氧导致石墨烯的电子特性退化。与此同时,还原过程可能导致发生聚合、离子掺杂等等。这就使得还原方法在化学剥离法发挥至关重要的作用。 到目前为止,我们花了相当大的努力一直致力于开发还原的方法。在这里我们展示一个简单的分类:使用还原剂(对苯二酚、二甲肼、肼、硼氢化钠、含硫化合物、铝粉、维生素C、环六亚甲基四胺、乙二胺(EDA) 、聚合电解质、还原糖、蛋白质、柠檬酸钠、一氧化碳、铁、去甲肾上腺素)在不同的条件(酸/碱、热处理和其他类似微波、光催化、声化学的,激光、等离子体、细菌呼吸、溶菌酶、茶溶液)、电化学电流,两步还原等等。这些不同的还原方法生成的石墨烯具有不同的属性。例如,大型生产水分散石墨烯可以很容易在没有表面活性稳定剂的条件下地实现由水合肼还原氧化石墨烯。然而,水合肼是有毒易爆,在实际使用的过程中存在困难。水浴还原方法可以减少缺陷和氧含量的阻扰。最近,两个或更多类型的还原方法结合以进一步提高导电率或其他性能。例如,水合肼还原经过热处理得到的石墨烯通常显现良好的导电性。
石墨烯介绍
1石墨烯概述-结构及性质 1.1 石墨烯的结构 石墨烯是一种由碳原子以sp2杂化连接形成的单原子层二维晶体，碳原子规整的排列于蜂窝状点阵结构单元之中，如图1所示。每个碳原子除了以σ键与其他三个碳原子相连之外，剩余的π电子与其他碳原子的π电子形成离域大π键，电子可在此区域内自由移动，从而使石墨烯具有优异的导电性能。同时，这种紧密堆积的蜂窝状结构也是构造其他碳材料的基本单元，如图2所示，单原子层的石墨烯可以包裹形成零维的富勒烯，单层或者多层的石墨烯可以卷曲形成单壁或者多壁的碳纳米管。 图1 石墨烯的结构示意图 图2石墨烯：其他石墨结构碳材料的基本构造单元，可包裹形成零维富勒烯，卷曲形成一维 碳纳米管，也可堆叠形成三维的石墨 1.2石墨烯的性质 石墨烯独特的单原子层结构，决定了其拥有许多优异的物理性质。如前所述，石墨烯中的每个碳原子都有一个未成键的π 电子，这些电子可形成与平面垂直的π轨道，π 电子可在这种长程π 轨道中自由移动，从而赋予了石墨烯出色的导电性能。研究表明室温下载流子在石墨烯中的迁移率可达到15000cm2/(V·s)，相当于光速的1/300，在特定条件，如液氦的温度下，更是可达到250000cm2/(V·s)，远远超过其他半导体材料，如锑化铟、砷化镓、硅半
导体等。这使得石墨烯中的电子的性质和相对论性的中微子非常相似。并且电子在晶格中的移动是无障碍的，不会发生散射，使其具有优良的电子传输性质。同时，石墨烯独特的电子结构还使其表现出许多奇特的电学性质，比如室温量子霍尔效应等。由于石墨烯中的每个碳原子均与相邻的三个碳原子结合成很强的σ 键，因此石墨烯同样表现出优异的力学性能。最近，哥伦比亚大学科学家利用原子力显微镜直接测试了单层石墨烯的力学性能，发现石墨烯的杨氏模量约为1100GPa，断裂强度更是达到了130GPa，比最好的钢铁还要高100 倍。石墨烯同样是一种优良的热导体。因为在未掺杂石墨中载流子密度较低，因此石墨烯的传热主要是靠声子的传递，而电子运动对石墨烯的导热可以忽略不计。其导热系数高达5000W/(m·K), 优于碳纳米管，更是比一些常见金属，如金、银、铜等高10 倍以上。除了优异的传导性能及力学性能之外，石墨烯还具有一些其他新奇的性质。由于石墨烯边缘及缺陷处有孤对电子，使石墨烯具有铁磁性等磁性能。由于石墨烯单原子层的特殊结构，使石墨烯的理论比表面积高达2630m2/g。石墨烯也具备独特的光学性能，单层石墨烯在可见光区的透过率达97%以上。这些特性使石墨烯在纳米器件、传感器、储氢材料、复合材料、场发射材料等重要领域有着广泛的应用前景。 图3石墨烯的应用 2石墨烯聚酯复合材料的制备方法 由于石墨烯优异的性质以及低的成本，石墨烯作为聚合物纳米填料被广泛报道。为了获得优异性能的聚合物/石墨烯复合材料，首先要保证石墨烯在聚合物基体中均匀分散。石墨烯的分散与制备方法、石墨烯表面化学、橡胶种类以及石墨烯-橡胶界面有着密切关系。聚合物/石墨烯复合材料的制备方法主要有溶液共混、熔体加工、原位聚合和乳液共混四种方法。 2.1 溶液共混法 溶液共混法主要是采用聚合物本身聚合体系的有机溶剂,充分分散石墨烯于体系中，随着体系聚合反应进行，最后石墨烯均匀分散并充分结合于聚合物基体中，得到石墨烯/聚合物复合材料的一种方法。通常先制备氧化石墨烯作为前驱体,对其进行功能化改性使之能在聚合体系溶剂中分散，还原后与聚合物进行溶液共混，从而制备石墨烯/聚合物复合材料。通过溶液共混制备复合材料的关键是将石墨烯及其衍生物均匀分散在能溶解聚合物的溶剂中。
石墨烯防腐涂层
5.石墨烯防腐涂料 对于防腐涂料来说，传统防护涂层受限于自身材料性质及工艺，对金属基体的腐蚀防护作用往往不理想，个别性能突出的成本又很高，降低了涂层的性价比，而且相当一部分涂层因含铅锌或铬酸盐等重金属或有毒物质，存在一定的环境污染风险，也消耗了大量的不可再生资源，不利于社会经济的可持续发展。因此，开发各类新型长效环保的海洋重防腐蚀涂料成为新热点。 海洋防腐涂料性能要求 海洋防腐涂料一般要求具有如下性能：①具有良好的物理性能。对腐蚀介质抗渗性好，对钢材表面附着力好；②具有良好的力学性能。耐海水冲刷、耐海冰碰撞、耐船舶停靠的磨损；③具有优异的化学性能。耐海水、耐盐雾、耐油、耐化学品、耐紫外线等的侵蚀；④与电化学保护系统相容性好。飞溅区和全浸区涂料要具有耐阴极剥离性；⑤具有良好施工性能。可在各种环境条件下对不同结构进行高质量涂装施工；⑥符合健康、环保、安全的要求。 海洋工程石墨烯防腐涂料 石墨烯广泛和独特的性能展现了其在金属材料防腐领域的巨大潜力。首先，石墨烯稳定的sp2杂化结构使其能在金属与活性介质间形成物理阻隔层，阻止扩散渗透的进行；其次，石墨烯具有很好的热稳定性和化学稳定性，不论是在高温条件下（可高达1500℃），还是在具有腐蚀或氧化性的气体、液体环境中均能保持稳定。另外，石墨烯良好的导电、导热性能对金属服役的环境提供了有利条件。石墨烯还是目前为止最薄的材料，其对基底金属的影响可以忽略不计。同时还兼具高的强度和良好的摩擦学性能，不仅能提高导电性或耐盐雾性能，还能进一步降低涂层厚度，增加对基材的附着力，提升涂料的耐磨性。在常用的环氧防腐涂料的基础上通过添加石墨烯制备的新型涂料不仅具有环氧富锌涂料的 阴极保护效应、玻璃鳞片涂料的屏蔽效应，更具有韧性好、附着力强、耐水性好、硬度高等特点，其防腐性能超过现有的重防腐涂料，可广泛应用于海洋工程、交通运输、大型工业设备及市政工程设施等领域的涂装保护。用石墨烯制备涂料来提高金属耐腐蚀性方面的潜能，在铜和镍的表面涂上石墨烯的试验证明，用化学气相沉积培育时，铜的腐蚀速度减慢7倍，这是在加氧硫酸钠（Na2SO4）溶液中与裸铜相比的情况。镍的腐蚀速度慢4倍。这些发现说明石墨烯是已知最薄防腐蚀涂层。因此，石墨烯将成为最理想的防腐涂层。 海洋工程石墨烯防腐涂料发展过程中遇到的困难 石墨烯的共轭结构导致其与水有机溶剂以及聚合物的相容性较差，因而增加了其在涂料领域中的应用难度。为解决该问题，将GO功能化改性，再按需要进行还原。如将石墨烯成功应用于防腐涂料，还需对其进行更多的功能化改性或与其他物质进行复合等方面的研究。石墨烯虽具有诸多优异性能，然而作为一个新的研究对象，还有很多未知的性质需要探究，作为防腐材料工业化应用前必须要完善相关的理论与实验研究，避免相反结果发生。同时海洋防腐涂料的研发具有科技含量高、研制周期长、投资大、技术难度高且风险大，国外海洋防腐涂料研发主要集中在实力雄厚的大公司或靠政府支持的部门。例如英国的P、美国的PPG、丹麦的Hemple、挪威的Jotun及日本的关西涂料等几家大公司均有上百年的相关涂料开发历史，在涂料生产供应、质量监督、涂装规范及涂装现场管理等方面形成了一整套十分严格和严密的体系，目前这些公司的产品占据了我国海洋防腐涂料的主要市场。 6.海洋工程石墨烯防腐涂料的工业化进程 我国海上风电发展规划提出，2015年开发建设500万千瓦，2020年开发建设3000万千瓦。 但海上风电设备要经历严苛的环境挑战，长期受到水汽、盐雾侵蚀及海浪的冲击，很容易发生腐蚀问题，因此，为保证风电装备20年的正常服务寿命，必须采取相关的保护措施，而涂料
石墨烯分散方法
石墨烯分散方法 石墨烯具有优良的性能，科研工作者考虑将其作为增强体加入到基体材料中以提高基体材料的性能。但是，由于其较大的比表面积，再加上片层与片层之间容易产生相互作用，极易出现团聚现象，而且团聚体难以再分开，不仅降低了自身的吸附能力而且阻碍石墨烯自身优异性能的发挥，从而影响了石墨烯增强复合材料性能的改进。为了得到性能优异的石墨烯增强复合材料，科研工作者在克服石墨烯团聚、使其分散方面做了诸多研究。分散方法简介如下： 1、机械分散发 利用剪切或撞击等方式改善石墨烯的分散效果。吴乐华等以纯净石墨粉为原料，无水乙醇为溶剂，采用湿法球磨配合超声、离心等方式得到石墨烯分散液，通过扫描电镜、透射电镜和拉曼光谱分析均证明石墨烯为几个片层分散。 2、超声分散发 利用超声的空化作用，以高能高振荡降低石墨烯的表面能，从而达到改善分散效果的目的。Umar等将石墨在N-甲基吡咯烷酮(NMP)中采用低功率超声处理，随着超声时间的延长，石墨烯分散液的浓度随之升高，当超声时间超过462h后，石墨烯分散液浓度能够达到1.2mg/mL，这
是由于超声所产生的溶剂与石墨烯之间的能量大于剥离石墨烯片层所需要的能量，进而实现了石墨烯的分散。3、微波辐射发 采用微波加热的方式产生高能高热用以克服石墨烯片层间的范德华力。Janowska等采用氨水作为溶剂，利用微波辐射处理在氨水中的膨胀石墨以制备石墨烯分散液，透射电镜观测结果表明制得的石墨烯主要为单、双和少层(少于十层)石墨烯，并且能够在氨水中稳定分散，研究证实微波辐射产生的高温能够使氨水部分气化，产生的气压对克服石墨烯片层间的范德华力具有显著的作用。 4、表面改性 通过离子液体对膨胀石墨进行表面改性来提高石墨烯的分散性。这种改性属于物理方法，它能降低改性过程对石墨烯结构和官能团的影响。经过改性的石墨烯片层粒径小，呈现出褶皱的状态；通过离子液体改性后的石墨烯可以长时间在丙酮溶液中保持均匀的分散状态，并且能够均匀分布在硅橡胶基体中，离子液体链长增加使得样品更加均匀地分散。 采用具有强还原能力的没食子酸作为稳定剂和还原剂，制得了具有高分散性的石墨烯。由于分子中苯环结构和石墨烯之间形成了π—π共轭相互作用，从而作为稳定剂吸附在石墨烯表面，这使得石墨烯片层具有较强的负电性，
石墨烯防腐散热涂料绝非概念
石墨烯防腐散热涂料绝非概念 广纳纳米对于石墨烯涂料的研究从未停止过。石墨烯作为一种新型纳米材料，是驱动涂料行业技术创新的重要原材料。2017年石墨烯涂料获得重大突破，在各行业中开始逐步运用，打破国外垄断，石墨烯涂料迅速发展。 石墨烯在涂料中应用 石墨烯在涂料中的应用主要表现为电子领域中的导热散热，海洋领域中的重防腐处理。在涂料中利用石墨烯的物理阻隔性能，可提高涂料的防腐、防污、阻燃效果；利用其高导电、高导热性能，可开发导电涂料、散热涂料、电磁屏蔽涂料等。 1、石墨烯重防腐 11月23日，在舟山500千伏联网工程现场，十余名工作人员正在给地面堆放整齐的一根根铁塔管杆喷刷“石墨烯重防腐涂料”，为这座在建的世界第一高塔穿上一身防腐“铠甲”。 长期以来，如何在湿度和盐度较高的海岛环境，减缓金属物的锈蚀，防止表面剥落，保证设备内部结构不受破坏，从而延长杆塔寿命，是沿海地区供电部门研究的一项重要课题，石墨烯重防腐涂料的应用，无疑是解决这个难题的有力方案。 2、石墨烯散热 石墨烯本身热导率高，高比表面积，能够增大涂层散热面积，广纳纳米充分运用这一点，研发出GN-706石墨烯高导热散热涂料，将散热涂料的导热系数提高到20W/M.K，散热膏的导热系数是2W/M.K与石墨烯散热涂料导热性能相差10倍。GN-706石墨烯高导热散热涂料在LED，舞台设备，电子设备均有应用。广纳纳米还做了个有趣的小实验，让更多人能够亲眼见证GN-706石墨烯高导热散热涂料的导热速度。 没有做石墨烯涂层的铝板与做了石墨烯涂层的铝板传热速度是有明显的差异，并且，做了石墨烯涂层，热量传导较为均匀，极大的提高了散热效率。 广纳纳米特有 1、航空级纳米复合陶瓷技术工艺，功效更稳定。 2、独特成熟的纳米陶瓷分散工艺技术，分散更均匀稳定;纳米微观颗粒间结合界面处理高效稳定，确保纳米复合陶瓷涂层与基材结合强度更好性能更优异稳定;纳米复合陶瓷的配
石墨烯磺酸功能化实验方案
实验方案备注 （1）4-磺酸基-氟硼酸重氮苯的合成 S1：称取17.3g4-磺胺酸（0.1 mol）固体溶于100ml蒸 馏水中后 S2: 将31.8 mL氟硼酸水溶液 (40 wt %, 0.2mol) 缓缓逐 滴加入磺胺酸水溶液中。将混合溶液冷却至0℃。 S3：维持恒温5℃，将7.0 g亚硝酸钠（100mmol）溶于 蒸馏水中，缓缓加入上步所得溶液中。添加完成，持 续搅拌2h。 S4：抽滤收集白色沉淀，再用乙醚洗涤数次。将白色 沉淀冷冻干燥和储存。 时间：2.5h （2）GP-SO3H（DS=1.21）的合成 S1：称取0.6g石墨烯粉末（GO，约0.05mol）,其分散于500mL蒸馏水中. 使用5 wt %的碳酸钠水溶液调节其PH值至9左右。(5.26gNa2CO3,溶于100ml水中) S2：将调整过得溶液进行轻微的超声处理30min。将GO溶液用离心机分离30min以移除未反应的石墨，转速为2000rpm。 S3：称量3.9g硼氢化钠（0.1 mmol）溶于10mL蒸馏水中，将其加入GO的水溶液中，在70℃下反应1h。抽滤，使用蒸馏水洗涤直至其PH值达到7。 S4：将部分还原的GO重新分散到500mL的蒸馏水中，使用轻微声波震荡30min。使用冰浴将其冷却至室温。 S5：称取0.68 g(2.5mmol)制得的4-磺酸基-氟硼酸重氮苯，溶于10mL蒸馏水中，将其缓缓逐滴加入S4得到的溶液中，在室温下搅拌6h。反应溶液使用声波处理10min称量+30min 分散+1h预还原+2h 抽滤+30min分散+12h偶合+2h抽滤+完全还原24h
30min。再称取0.68g(2.5mmol)制得的4-磺酸基-氟硼酸重氮苯重复上述步骤。 S6：反应完成后，使用5 wt % 的碳酸钠水溶液调节PH 值至10以上，伴随添加有沉淀生成。将沉淀过滤出，并用蒸馏水（水）和乙醇洗涤，即可得到GO-SO3H。S7：将GO-SO3H 重新分散在500mL的蒸馏水中，再加入水合肼(5060%, 32 mL)，在 120℃下充分还原 24 h。这步中磺酸基的存在使得石墨烯能够很好分散在水中。再使用5 wt % 的碳酸钠水溶液调节PH值至10以上，过滤得到沉淀，用水完全洗涤，冷冻干燥得到GP-SO3H (1.19 g)。 （3）GP-SO3H纳米纸的制备 S1：将所需量的GP-SO3H分散在水中，使用超声处理。然后使用离心机（2000 rpm）去除不溶的杂质。通过带有400 nm 规格孔隙的PC膜抽滤得到数百纳米至30μm左右的，并自然风干。 S2：从过滤器上将独立的纳米纸剥离，在真空炉中在250℃下进行热处理24h。即可得到可用的GP-SO3H纳米纸。 （4）石墨烯化学键合镀层 S1：将基片预先放置在装有GP-SO3H纳米纸碎片的反应炉中。为防止硅橡胶残余的灰污染基片表面，高温硅橡胶被放置在反应炉预先设定的位置。 S2：将反应炉中抽真空，然后在30min内迅速将温度从室温升至500℃。关闭真空抽取，然后在20min内将温度再次迅速升至1000℃。 S3：管内有气体产生，反应炉内的压力会逐渐升高至大气压，将真空阀转接Ar进气口。将炉中尽快清理干
石墨烯防腐涂料
曼彻斯特大学发现石墨烯防腐涂料 曼彻斯特大学发现一层薄薄的石墨烯涂层可以用作防水耐化学涂料，可用于包装来保持食物的新鲜，防止金属结构腐蚀。只有一层原子厚度的的石墨烯可以通过氧化附着含氧官能团，这种超强防腐蚀性石墨烯氧化物可能会对化工、制药和电子行业产生重大影响。 氧化石墨烯溶液可喷涂用于各种表面，从玻璃等无机表面到金属金边甚至传统的砖头表面。在一个简单的化学处理后，得到的氧化石墨烯涂层具有石墨一样的化学和热稳定性，而且在力学方面还是人类已知的最硬材料。Rahul Nairr 博士和诺贝尔奖获得者Andre Geim领导的研究小组之前证明石墨烯氧化物制成的多层膜在干燥条件下真空密实，但如果暴露于水或蒸汽中，则本身可以作为分子筛，允许一定规模以下小分子通过。利用这点，可能对水净化应用有巨大的影响。 这截然不同的属性主要是由于氧化石墨烯薄膜的结构，由数以百万计的石墨烯纳米片相互随机堆叠，层与层之间存在着纳米级的毛细管力。水分子在这些纳米级的毛细血管力作用下可以拖动小原子和分子。本周Nature Communications的一篇报道中，曼彻斯特大学团队证明可以通过实践的化学处理可以紧密关闭那些nanocapillaries使用简单的化学处理纳米毛细管，这使得石墨烯薄膜机械性能更强，并且完全不透气体、液体或强烈的化学物质。例如，研究人员表明，覆盖着石墨烯漆的玻璃器皿或铜盘可以用作强烈腐蚀性酸容器。 现在石墨烯的特殊屏障性能涂料已经吸引了许多公司与曼彻斯特大学合作开发新的防护和防腐涂料。Nair博士说:“石墨烯漆将会给产品处理行业，包括任
何类型的保护，从空气，天气元素到腐蚀性化学物质带来真正的革命。这个工作的第一作者Yang Su博士补充道:“石墨烯涂料可以应用于几乎任何材料，无论是独立的塑料、金属或甚至沙子。例如，塑料薄膜涂有石墨烯可能用于医疗包装来提高保质期，因为它们对空气和水的渗透性的屏障功能比传统涂料要好。此外，薄层石墨烯漆透光性也不错。”
石墨烯在复合材料中的应用
石墨烯在复合材料中的应用 龚欣 （东南大学机械工程学院南京211189） 摘要：介绍了石墨烯与有机高聚物、无机纳米粒子以及其它碳基材料的复合物，同时展望了这些材料在相关领域中的应用前景． 关键词：石墨烯纳米复合材料 2004年至今, 关于石墨烯的研究成果已在SCI检索期刊上发表了超过2000篇论文, 石墨烯开始超越碳纳米管成为了备受瞩目的国际前沿和热点．基于石墨烯的纳米复合材料在能量储存、液晶器件、电子器件、生物材料、传感材料和催化剂载体等领域展现出许多优良性能，具有广阔的应用前景．目前研究的石墨烯复合材料主要有石墨烯/聚合物复合材料和石墨烯/无机物复合材料两类，其制备方法主要有共混法、溶胶-凝胶法、插层法和原位聚合法.本文将对石墨烯的纳米复合材料及其性能等方面进行简要的综述． 一、基于石墨烯的复合物 利用石墨烯优良的特性与其它材料复合可赋予材料优异的性质．如利用石墨烯较强的机械性能，将其添加到高分子中，可以提高高分子材料的机械性能和导电性能；以石墨烯为载体负载纳米粒子，可以提高这些粒子在催化、传感器、超级电容器等领域中的应用． 1.1 石墨烯与高聚物的复合物 功能化后的石墨烯具有很好的溶液稳定性，适用于制备高性能聚合物复合材料．根据实验研究，如用异氰酸酯改性后的氧化石墨烯分散到聚苯乙烯中，还原处理后就可以得到石墨烯-聚苯乙烯高分子复合物．该复合物具有很好的导电性，添加体积分数为1%的石墨烯时，常温下该复合物的导电率可达0.1S/M，可在导电材料方面得到的应用． 添加石墨烯还可显著影响高聚物的其它性能，如玻璃化转变温度(Tg)、力学和电学性能等．例如在聚丙稀腈中添加质量分数约1%的功能化石墨烯，可使其Tg 提高40℃．在聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）中仅添加质量分数0.05%的石墨烯就可以将其Tg提高近30℃．添加石墨烯的PMMA比添加膨胀石墨和碳纳米管的PMMA具有更高的强度、模量以及导电率．在聚乙烯醇（PVA）和PMMA中添加质量分数0.6% 的功能化石墨烯后，其弹性模量和硬度有明显的增加．在聚苯胺中添加适量的氧化石墨烯所获得的聚苯胺-氧化石墨烯复合物的电容量（531F/g）比聚苯胺本身的电容量（约为216F/g）大1倍多，且具有较大的拉伸强度（12.6MPa）．这些性能为石墨烯-聚苯胺复合物在超级电容器方面的应用创造了条件． 石墨烯在高聚物中还可形成一定的有序结构．通过还原分散在Nafition膜中
石墨烯薄膜制备方法研究
北京化工大学本科生毕业论文
题目石墨烯薄膜制备方法研究 诚信申明 本人声明： 所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的研究生成果，除了文中特别加以标注和致谢之处外，论文中不包含他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得北京化工大学或其他教育机构的学位或证书而是用过的材料，其他同志对研究所做的贡献均已在论文中作了声明并表示了谢意。 申请学位论文与资料若有不实之处，本人愿承担一切相关责任。本科生签名：日期：年月日
本科生毕业设计（论文）任务书 设计（论文）题目：石墨烯薄膜制备方法研究 学院：化学工程学院专业：化学工程与工艺班级：化工0805 学生：艾东东指导教师（含职称）：元炯亮副教授专业负责人：刘晓林 1．设计（论文）的主要任务及目标 主要任务：（1）利用Hummers法制备氧化石墨； （2）利用电化学还原法制备石墨烯。 主要目标：配置一定浓度的氧化石墨溶液，导电玻璃作为基底，将氧化石墨溶液涂于导电玻璃表面，在恒电压下还原氧化石墨，制得薄层石墨烯。 2．设计（论文）的基本要求和内容 了解石墨烯国内外的研究现状和发展趋势，以及有关石墨烯的一些制备方法和表征手段，掌握基本的实验操作技能，学会分析实验结果。毕业论文完成后应具备独立进行研究的能力。 3．主要参考文献 [1] 朱宏伟，徐志平，谢丹等.石墨烯-结构、制备方法与性能表征[M].北京：清华大学出版社，2011:36～45 [2]郭鹏.石墨烯的制备、组装及应用研究[D],北京：北京化工大学，2010 [3] Hummers W S, Offeman R E, Preparation of graphite oxide[J].J Am Chem Soc, 1958,80(6):1339 4．进度安排 设计（论文）各阶段名称起止日期 1 前期文献查阅并准备开题2012.2.15～2012.2.29 2 进行相关实验，处理实验数据，分析结果2012.3.1～2012.5.1 3 总结实验结果，编写实验论文2012.5.1～2012.5.20 4 完善毕业论文，进行相关的修改2012.5.20～2012.5.30 5 准备毕业答辩及毕业相关的工作2012.5.30～2012.6.5
石墨烯及其在防腐涂料中的应用研究
技术应用与研究 2018·04 103 Chenmical Intermediate 当代化工研究 和填充物的玻璃内衬。可以充分吸收样品中的高沸点组合和非挥发性组分，避免色谱柱的堵塞。在全烃色谱分析当中，在普通直通式内衬中加入玻璃毛隔挡的特殊吸附物质，能够阻止未经处理的样品中含有的强极性非烃以及大分子沥青物质进入色谱柱。在天然气样品分析当中，一般都使用金属直通式内衬，对于氯仿抽提物这类特殊的物质，必须使用玻璃内衬。 其次，就是阀的应用。在气相色谱仪的应用过程当中，阀的主要作用是为气体和液体样品重复提供固定体积的进样。近年来，碎屑智能化技术的不断发展，阀已经可以实现简单的自动化。 最后，就是多种辅助进样系统的应用现状。比如用于注射在密闭、加热的小瓶中同样品保持平衡的顶空气体的顶空自动进样器。它能够分析固体样品，地表油气化探中的土壤样品，高沸点烃类样品等。而热解析器则可以通过释放样品当中的有机物，较为真实的反应样品中分子量烃所包含的地质信息。热解吸器同阀的结合能够在实现瞬间进样的基础之上， 实现样品进样的最大化和灵敏度。其具体的工作示意图如下： 同时还有热解分析器、吹扫补集器都得到了很好的发展，同时还有部分气相色谱仪进样系统正在完善的过程当中。 3.气相色谱仪进样系统的改进与应用的前景展望 针对气相色谱仪进样系统的改进与应用，应该注重以下几方面的科研力度。 首先，应该加强专业气相色谱仪进样系统的应用与研发技术人才的培养，以人才优势带动气相色谱仪进样系统的发展。其次，针对地面露头岩样、土壤吸附气以及含油气岩心等样品的分析，应该在进样系统当中开发挥发气体分析装置。不断完善热解气相色谱仪进样系统，开发新的仪器设备。加大油气田开发井当中的原油伴生气以及天然气的手提气相色谱快速检测仪器进行系统的研发力度，实现气相色谱仪进样系统检测样品的超临界抽提。最后，应该加强气相色谱仪进样系统仪器的检查和维护，加强仪器操作环境的管理和规范。 4.结语 随着我国综合国力的不断提升，加速了国内外关于气相色谱仪进样系统科研成果的交流探讨。有利于我国综合国内外的成功经验，进行气相色谱仪进样系统的进一步开发。相信在不远的将来，我国气相色谱仪进样系统的研发将取得突破性的进展。 ?【参考文献】 [1]赵健,王志嘉,车东,刘征雨.几种国产气相色谱仪与进口气相色谱仪的比较[J].分析仪器,2016,(01):66-70. [2]戴辰铖.便携式气相色谱仪控制系统的研究[D].导师:姜杰.哈尔滨工业大学,2013. ?【作者简介】 张峻滔（1987-），男，中国检验认证集团广东有限公司东莞分公司；研究方向：化工。 石墨烯及其在防腐涂料中的应用研究 ＊张 陆 （中国船舶工业系统工程研究院 北京 100094) 摘要：石墨烯改性涂料可以很长时间在高温环境下进行工作，可见这种涂料具备很不错的耐候性，光照老化等特性，石墨烯的这些特点 对于涂料有着很大的作用。将其加入到涂料中，可以提升涂料的耐冲击性、导热性与防腐性等，这种复核涂料可以在多种极端环境中使用。现如今，石墨烯的研究已经是十分热门的话题。本文对石墨烯及其在防腐涂料中的应用研究展开分析，并提出相关解决策略。关键词：石墨烯；防腐涂料；应用研究 中图分类号：T 文献标识码：A Study of Graphene and Its Application in Anticorrosion Coatings Zhang Lu （China Shipbuilding Industrial Systems Engineering Institute, Beijing, 100094） Abstract ：Graphene modified coatings can work in a high temperature environment for a long time. It can be seen that this coating has good weatherability, light aging and other characteristics. These characteristics of graphene have a great effect on the coating. Adding it to the coating can enhance the impact resistance, thermal conductivity and corrosion resistance of the coating, and this kind of reproof coating can be used in many extreme environments. Nowadays, the research on graphene has been a very hot topic. This paper analyzes graphene and its application in anticorrosive coatings, and puts forward relevant solutions. Key words ：graphene ；anticorrosive coating ；application research 引言 石墨烯具备高比表面积，十分快速的导电性能以及十分 不错的高导热性等，可见石墨烯这种物质具备很多的功能，这也让其在涂料领域得到了大量的运用。因为石墨烯的高比表 上接第102页 下转第104页
石墨烯改性
综合实践论文 题目：石墨烯改性研究进展 班级：高分子112 姓名：陈阳建 指导老师：祖立武 日期：2014年6月20日
石墨烯改性研究进展 陈阳建 齐齐哈尔大学材料学院，黑龙江齐齐哈尔10221 摘要: 结合当前国内外石墨烯改性的研究进展，分别从表面改性和电子性能改性两个方面介绍了石墨烯的改性方法。其中，石墨烯表面改性包括共价键功能化和非共价键功能化；石墨烯电子性能改性包括掺杂和离子轰击。讨论了各种改性方法的优缺点，并在原有改性方法的基础上，展望了未来石墨烯改性的发展方向。关键词: 石墨烯；改性；综述；共价键功能化；非共价键功能化；掺杂；离子轰击 Research progress in the modification of graphene Chen yangjian Materials Science,Qiqihar University ,Qiqihar in Heilongjiang 10221 Abstract: Based on the research progress of modification of graphene material at hom e and abroad, the methods of modification of graphene are introduced from the surfac e modification and the electronic properties modification, respectively. The methods o f surface modification contain the covalent functionalization and non-covalent functio nalization; the methods of electronic properties modification contain dopin g and ion b ombardment. Finally, the advantages and disadvantages of various modification met h ods are discussed, and the further development of modification of graphene is pointed out on the basis of original modification methods. Key words: graphene; modification; review; covalent functionalization; non-covalent functionalization; doping; ion bombardment
石墨烯复合材料的研究及其应用
石墨烯复合材料的研究及其应用 任成，王小军，李永祥，王建龙，曹端林 摘要：石墨烯因其独特的结构和性能，成为物理化学和材料学界的研究热点。本文综述了石墨烯复合材料的结构和分类，主要包括石墨烯-纳米粒子复合材料、石墨烯-聚合物复合材料和石墨烯-碳基材料复合材料。并简述石墨烯复合材料在催化领域、电化学领域、生物医药领域和含能材料领域的应用。 关键词：石墨烯；复合材料；纳米粒子；含能材料 Research and Application of Graphene composites ABSTRACT: Graphene has recently attracted much interest in physics,chemistry and material field due to its unique structure and properties. This paper reviews the structure and classification of graphene composites, mainly inclouding graphene-nanoparticles composites, graphene-polymer composites and graphene-carbonmaterials composites. And resume the application of graphene composites in the field of catalysis, electrochemistry, biological medicine and energetic materials. Keywords: graphene; composites; nanoparticles; energetic materials 石墨烯自2004年曼彻斯特大学Geim[1-3]等成功制备出以来，因其独特的结构和性能，颇受物理化学和材料学界的重视。石墨烯是一种由碳原子紧密堆积构成的二维晶体，是包括富勒烯、碳纳米管、石墨在内的碳的同素异形体的基本组成单元。石墨烯的制备方法主要有机械剥离法，晶体外延法，化学气相沉积法，插层剥离法以及采用氧化石墨烯的高温脱氧和化学还原法等[4-10]。与碳纳米管类似，石墨烯很难作为单一原料生产某种产品，而主要是利用其突出特性与其它材料体系进行复合．从而获得具有优异性能的新型复合材料。而氧化石墨烯由于其特殊的性质和结构，使其成为制备石墨烯和石墨烯复合材料的理想前驱体。本文综述了石墨烯复合材料的结构、分类及其在催化领域、电化学领域、生物医药领域和含能材料领域的应用。