内蒙古新型氧化石墨烯改性

时间:2024年11月12日 来源:

虽然石墨烯独特的二维片层结构可以为硫提供大量的附着位点,但多硫化物仍可从这种开放的二维结构的开口端扩散入电解液,石墨烯/硫复合结构所制备的电极仍不可避免的在循环过程中不断损失容量。以氧化石墨烯为硫负载体时,其特点是不但对硫具有物理吸附能力,还因其所含的大量官能基团与硫的化学键合展现出对硫的化学吸附能力,从而可提升复合结构的循环稳定性。氧化石墨烯类材料因其自身含有大量的表面官能基团可对硫形成额外的化学吸附能力,从而改善硫电极的循环性能,但由于氧化石墨烯本身导电能力较差,因此所制备的复合材料往往无法发挥出较高的倍率性能。因此,目前的一个研究方向是通过将石墨烯进行表面化学改性,在引入孔结构或者其他官能团来提升其对硫的物理或化学吸附的同时,不影响石墨烯本体的高导电能力,从而获得在高倍率下仍可稳定循环的锂硫电池。氧化石墨烯结构复杂,制备工艺具有技术壁垒。内蒙古新型氧化石墨烯改性

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随着5G时代的到来,电子设备运行速度***增加的同时,其尺寸也在向微型化发展,这势必会导致电子设备在运行过程中产生大量的热量,从而影响其稳定性、可靠性和安全性。因此,设计和制备具有高性能的高导热散热材料是促进电子设备发展的关键问题之一。另外,随着工业的快速发展和人口的迅速增长,石油、煤炭、天然气等不可再生化石燃料的消耗日益增多,导致能源愈发短缺,因此制备能够有效吸收、转换和利用太阳能的新型热能存储材料成为了目前急需解决的难题。由于石墨烯具有高热导率、高吸光性及优异的机械性能,被作为制备热能存储材料、散热材料等热管理材料的理想选择。内蒙古新型氧化石墨烯改性氧化石墨烯含有丰富的羟基、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。

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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。

石墨经过氧化处理后得到氧化石墨,氧化石墨仍保持石墨的层状结构,但在每一层的石墨烯单片上引入了许多氧基功能团。这些氧基功能团的引入使得单一的石墨烯结构变得非常复杂。鉴于氧化石墨烯在石墨烯材料领域中的地位,许多科学家试图对氧化石墨烯的结构进行详细和准确的描述,以便有利于石墨烯材料的进一步研究,虽然已经利用了计算机模拟、拉曼光谱,核磁共振等手段对其结构进行分析,但由于种种原因(不同的制备方法,实验条件的差异以及不同的石墨来源对氧化石墨烯的结构都有一定的影响),氧化石墨烯的精确结构还无法得到确定。大家普遍接受的结构模型是在氧化石墨烯单片上随机分布着羟基和环氧基,而在单片的边缘则引入了羧基和羰基。**近的理论分析表明氧化石墨烯的表面官能团并不是随机分布,而是具有高度的相关性。玻纤增强复合材料户外使用具有超长耐候性。

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**近几年,国内外在石墨烯基薄膜散热方面取得了积极进展,接下来需要科学家和工业界一起努力,将石墨烯基薄膜应用在实际器件热管理中。目前,国内外生产石墨烯基薄膜的机构超过20家。国内如哈尔滨工业大学杜善义院士团队制备出三维石墨烯基散热材料,由哈尔滨赫兹新材料科技有限公司投资1500万元,年可生产石墨烯散热片60万片,实现产值3000万元。东旭光电、厦门烯成石墨烯科技有限公司、深圳六碳科技有限公司、北京石墨烯散热膜片研发有限责任公司、贵州新碳高科有限责任公司、常州富烯等在石墨烯导热膜产业化方面也取得了积极进展。国外的如瑞典的斯玛特高科技股份有限公司(SHT,SmartHighTechAB)在石墨烯导热膜方面也有自己独特的技术,据报道,SHT公司的石墨烯薄膜热导率已超过现有石墨薄膜的热导率。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。内蒙古新型氧化石墨烯改性

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。内蒙古新型氧化石墨烯改性

相变材料(PCM)通过材料发生物态的变化(如融化、凝固等)来储存及释放能量,从而达到热管理的目的。但是,相变材料在作为热管理材料使用时有三个主要缺点:本征热导率低、对光的吸收率低以及形状稳定性差[6()_62]。因此,通常通过添加导热填料来改善这些缺点,石墨烯由于具有高本征热导率、高长径比而经常被作为制备具有高性能相变复合材料的理想填料。在现阶段研究中,石墨烯基相变复合材料在热管理方向的应用主要分为光-热转换材料、热-电转换材料、电-热转换材料三种。内蒙古新型氧化石墨烯改性

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