石墨烯概况幻灯片.ppt

石墨烯概况石墨烯概况第1页，共19页，编辑于2022年，星期一石墨烯的基本情况石墨烯的基本情况 石石墨墨烯烯（Graphene）是是一一种种由由碳碳原原子子构构成成的的单单层层片片状状结结构构的的新新材材料料。是是一一种种由由碳碳原原子子以以sp2杂杂化化轨轨道道组组成成六六角角型型呈呈蜂蜂巢巢晶晶格格的的平平面面薄薄膜膜，只只有有一一个个碳碳原原子子厚厚度度的的二二维维材料。材料。第2页，共19页，编辑于2022年，星期一 石石墨墨烯烯是是构构成成下下列列碳碳同同素素异异形形体体的的基基本本单单元元：石石墨墨，木木炭炭，碳碳纳纳米米管管和和富富勒勒烯烯。完完美美的的石石墨墨烯烯是是二二维维的的，它它只只包包括括六六边边形形(等等角角六六边边形形);如如果果有有五五边边形形和和七七边边形形存存在在，则则会会构构成成石石墨墨烯烯的缺陷。的缺陷。第3页，共19页，编辑于2022年，星期一u石墨烯的制备方法：石墨烯的制备方法：微机械剥离法微机械剥离法碳纳米管横向切割法碳纳米管横向切割法微波法微波法电弧放电法电弧放电法光照还原法光照还原法石墨氧化还原法石墨氧化还原法电化学还原法电化学还原法溶剂热法溶剂热法液相剥离石墨法液相剥离石墨法碳化硅裂解法碳化硅裂解法外延生长法外延生长法化学气相沉积法化学气相沉积法石石墨墨烯烯的的制制备备方方法法第4页，共19页，编辑于2022年，星期一石墨烯研究进展情况石墨烯研究进展情况 截截至至到到2010年年，全全球球共共有有8434片片相相关关的的研研究究论论文文，共共来来自自79个个国国家家和和地地区区。排排名名前前十十的的国国家家发发表表的的文文献献量量占占总总量量的的92.96%。美美国国在在石石墨墨烯烯研研究究方方面面的的文文献献量量达达2683份份，占占总总量量的的31.81%；我我国国在在石石墨墨烯烯研研究究文文献献发发表表量量为为1201份份，占占比比14.24%，位位居居全全球球第第二二位位。显显示示出出了了我我国国在在石石墨烯领域不居人后，积极布局的决心墨烯领域不居人后，积极布局的决心。第5页，共19页，编辑于2022年，星期一国外对石墨烯的研究进展国外对石墨烯的研究进展第6页，共19页，编辑于2022年，星期一 1.美国美国 （1）美美国国伊伊利利诺诺斯斯大大学学厄厄本本那那香香槟槟分分校校最最近近开开发发出出了了一一种种新新奇奇的的方方法法：把把石石墨墨烯烯纳纳米米带带(GNR)夹夹在在两两层层有有纳纳米米孔孔(内内径径约约1纳纳米米)的的固固体体膜膜中中间间，再再让让DNA分分子子穿穿过过这这种种“三三明明治治”设设备备，以以此此来来感感知知辨辨认认所所通通过过的的DNA碱碱基对。基对。第7页，共19页，编辑于2022年，星期一 （2）美美国国莱莱斯斯大大学学的的研研究究人人员员用用大大块块的的氧氧化化石石墨墨烯烯薄薄片片为为基基本本原原材材料料，“纺纺织织”出出了了强强韧韧的的碳碳纤纤维维，当当承承受受拉拉力力时时，其其打打结结处处与与纤纤维维的的其其他他部部分分一一样样不不易易被被拉断。拉断。第8页，共19页，编辑于2022年，星期一 2.韩国韩国 （1）韩韩国国科科学学技技术术院院的的研研究究人人员员创创造造出出金金属属和和石石墨墨烯烯的的成成层层结结构构，得得到到由由石石墨墨烯烯与与铜铜、镍镍形形成成的的复复合合材材料料。该该材材料料在在硬硬度度方方面面超超过过纯纯金金属属材材料料几几百百倍倍，其其强强度度是是纯纯铜铜材材料料的的500倍，是纯镍材料的倍，是纯镍材料的180倍。倍。第9页，共19页，编辑于2022年，星期一 （2）韩韩国国成成均均馆馆大大学学和和三三星星公公司司的的研研究究人人员员已已经经制制造造出出由由多多层层石石墨墨烯烯和和聚聚酯酯片片基基底底组组成成的的透透明明可可弯弯曲曲显显示示屏屏。韩韩国国团团队队所所采采用用的的方方法法,有有潜力用于大规模制造。潜力用于大规模制造。第10页，共19页，编辑于2022年，星期一3.英国英国 据据国国外外媒媒体体近近日日报报道道，来来自自剑剑桥桥大大学学石石墨墨烯烯中中心心的的研研究究人人员员研研制制成成功功一一种种非非常常特特别别的的钢钢琴琴键键盘盘，使使用用了了主主要要成成分分为为石石墨墨烯烯的的导导电电油油墨墨，将将其其“打打印印”在在塑塑料料薄薄膜膜上上，制制作作成成“钢钢琴琴键键盘盘”。该该研研究究成成果果使使得得石石墨墨烯烯被被用用于于制制造造“导导电电油油墨墨”，该该材材料料在在可可塑塑性性、透透光光性性以以及及电电导导率率方方面面有有着着独独特的性质。特的性质。第11页，共19页，编辑于2022年，星期一钢琴键盘钢琴键盘第12页，共19页，编辑于2022年，星期一国内石墨烯发展状况国内石墨烯发展状况1.高校方面高校方面 国国内内目目前前进进行行石石墨墨烯烯研研究究的的主主要要是是各各大大院院校校以以及及研研究究机机构构，如如北北京京大大学学、清清华华大大学学、上上海海交交通通大大学学等等院院校校以以及及如如中中国国科科学学院院国国家家纳纳米米科科学学中中心心等等科科研研机机构构等等。相相对对国国际际巨巨头头的的专专利利布布局局，我我国国也也在在进进行行石石墨墨烯烯专专利利的的申申请请，目目前前国国内内机机构构已已经经取取得得了了150余余项项国国家家专专利利，主主要要集集中在石墨烯的制备和石国内的供需情况中在石墨烯的制备和石国内的供需情况第13页，共19页，编辑于2022年，星期一2.企业方面企业方面 企企业业也也开开始始推推进进石石墨墨烯烯负负极极材材料料的的产产业业化化进进程程。2011年年11月月，常常州州第第六六元元素素材材料料科科技技股股份份有有限限公公司司成成立立，将将生生产产用用于于锂锂电电池池负负极极材材料料 的的石石墨墨烯烯，计计划划在在2012年年将将产产量量提提升升到到吨吨级级。2012年年4月月，大大连连丽丽昌昌新新材材料料有有限限公公司建成了全自动石墨烯负极材料生产线，司建成了全自动石墨烯负极材料生产线，年产能达年产能达300吨。吨。第14页，共19页，编辑于2022年，星期一中国科学院成都有机化学有限公司所生产的中国科学院成都有机化学有限公司所生产的关于石墨烯的部分产品关于石墨烯的部分产品TimesGraphTM-石墨烯石墨烯纯度：纯度：99wt%厚度：厚度：0.553.74nm直径：直径：0.5-3m层数：层数：1-10层层比表面积：比表面积：554.364m2/g产品状态：粉末产品状态：粉末粉末颜色：黑色粉末颜色：黑色第15页，共19页，编辑于2022年，星期一TimesGraphTM-氧化氧化石墨烯溶胶石墨烯溶胶 氧化石墨烯溶胶氧化石墨烯溶胶，颜色为棕红色，稀，颜色为棕红色，稀释后颜色为金黄色，含氧基团的总氧释后颜色为金黄色，含氧基团的总氧含量在含量在3040%，水溶性非常好，溶解，水溶性非常好，溶解后单层含量为后单层含量为99%以上。以上。微片大小在微片大小在0.53m,厚度在厚度在0.551.2nm左右。左右。无沉淀。无沉淀。纯度：纯度：99wt%厚度：厚度：0.551.2nm直径：直径：0.53m层数：层数：1-10层层水溶液颜色：琥珀色水溶液颜色：琥珀色出售状态：氧化石墨烯含量约为出售状态：氧化石墨烯含量约为1%溶液溶液第16页，共19页，编辑于2022年，星期一TimesGraphTM-纳纳米石墨片（纳米石墨烯米石墨片（纳米石墨烯片）片）该该产产品品完完全全继继承承了了天天然然鳞鳞片片石石墨墨原原有有的的晶晶体体结结构构和和特特性性；具具有有超超大大的的形形状状（直直径径/厚厚度度比比）；纳纳米米石石墨墨烯烯片片具具有有纳纳米米厚厚度度，容容易易与与其其它它材材料料如如聚聚合合物物材材料料均均匀匀复复合合，并并形形成成良良好好的的复复合合界界面面；具具有有优优良良的的导导电电、润润滑、耐腐蚀、耐高温等特性。滑、耐腐蚀、耐高温等特性。纯度：纯度：99.5wt%厚度：厚度：4-20nm层数：层数：30直径：直径：5-10m密度：密度：0.23g/cm3体积电阻率：体积电阻率：4*10-4 ohm.cmPH值：值：PH=7.00-7.65（30）第17页，共19页，编辑于2022年，星期一价值不菲的石墨烯价值不菲的石墨烯产品名称 产品编号 价格 0.5g-20g 20g-500g 500g-5000g石墨烯TNRGO￥900/g-石墨烯分散液（按固含量计算）TNWRGO￥900/g-氧化石墨烯粉末TNGO￥800/g-氧化石墨烯胶体（按固含量计算）TNWGO￥800/g-纳米石墨烯片TNGNP50g50g-500g￥100/g-第18页，共19页，编辑于2022年，星期一光明的未来光明的未来 作作为为一一种种性性质质独独特特的的新新兴兴材材料料，关关于于石石墨墨烯烯的的研研究究层层出出不不穷穷。将将来来，石石墨墨烯烯做做的的场场效效应应管管、石石墨墨烯烯做做的的分分子子开开关关、石石墨墨烯烯做做的的分分子子探探测测器器会会逐逐渐渐走走出出实实验验室室，在在人们日常生活中大放异彩人们日常生活中大放异彩谢谢第19页，共19页，编辑于2022年，星期一