❶ 石墨烯是什么材料
石墨烯是目前世界上最薄、最硬、导电、导热性能最强的材料,被誉为“新材料之王”,甚至被材料界称为“黑金”。在基础研究、传感器、半导体、柔性显示屏、新能源电池等领域,有着巨大的潜力。
但是,石墨烯“新材料之王”的宝座还没坐稳,另一种更具潜力的纳米材料横空出世,它就是硼烯。硼烯和石墨烯都属于二维材料,但比石墨烯更强、更轻、更柔韧,也更容易发生化学反应。
除了是电和热的良导体,甚至还能实现超导。因此,有着更加广阔的前景。
由于硼烯是目前已经最轻的二维材料,并且,其表面活性很高,极易发生化学反应,更适合在电池里存储金属离子。因此,硼烯是理想的电极材料。其次,氢离子更容易粘附在硼烯的二维结构表面。
由于硼烯有着巨大的表面积,可以存储自身重量15%以上的氢,因此,其在存储氢燃料时有着天然的优势。同时,硼烯也是制造超级电容绝佳的材料,因为其有着极高的能量密度。所以,硼烯制成的超级电容有着极高的循环稳定性。
再者,硼烯可以把氢气分解成氢离子,把水分解成氢气和氧气以及还原二氧化碳,因此,它也是一种最重要的催化剂。
最后,由于硼烯能和很多物质发生化学反应,因此,它也可用于制作乙醇、甲醛和氰化氢的传感器。
虽然石墨烯和硼烯作为极具潜力的二维材料,有着颠覆众多领域的潜质。但在实际应用中仍然面临不小的挑战。在上述领域中,能够作出突破也绝非一朝一夕之功。但只要朝着这个方向不断努力,相信二维材料一定会在人类社会发展中大放异彩。对此,你有什么看法呢?
❷ 石墨烯有什么用途
石墨烯是目前世界上最薄且最坚硬的纳米材料,它几乎完全透明,只内吸收2.3%的光,导热系数高达容5300 W/m·K(高于碳纳米管),常温下电子迁移率超过15000cm2/V·s(高于碳纳米管和硅晶体),电阻率只有10-6 Ω·cm,为目前世界上电阻率最小的材料,未来将在超多领域引发颠覆性的技术产业革命。
石墨烯的应用领域涉及锂离子电池、超级电容器、导电油墨、触摸屏、软性电子、散热材料、涂料、生物传感器、太阳能电池、燃料电池等。
1、超级计算机:石墨烯晶体管极有可能应用于超能效超高速计算机,超高速是指目前速度的一千倍,超能效是指仅使用目前百分之一的能耗。
来源:《揭秘未来100大潜力新材料(2019年版)》_新材料在线
❸ 石墨烯材料具有什么样的优点
石墨烯对其的吸收会达到饱和,是目前已知的强度最大的材料,热导率(室温下是5000W·专m-1·K-1)是硅的36倍; m,对从可见光属到太赫兹宽波段每层吸收2.3% 光,砷化镓的20倍,面电阻约为31Ω/,是室温下导电最好的材料,对所有波段的光无选择性吸收。特性:是铜(室温下401W·m·K)的十倍多,杨氏模量约为42 N/。非线性光学性质.光学性质单层石墨烯对可见光以及近红外波段光垂直的吸收率仅为;线性光学性质,其强度约为普通钢的100倍,电导率可达108Ω/m2;极高的强度与柔韧性,砷化镓的20倍,面积为1m2的石墨烯层片可承受4 kg的质量.1TPa.3%.导电导热性电子迁移率可达到2×2625px2/,可以承受大约2吨的重量;V·s,室温下最好的导电导热性使得石墨烯成为ITO(氧化铟锡)的理想替代材料;m2),约为硅中电子迁移率的140倍,比铜或银更低,温度稳定性高。
❹ 什么是石墨烯是超级材料它有什么物理特性
曼彻斯特大学的两位科学家进行了一个看似简单的实验,结果可能会改变世界。在实验室,研究人员安德烈·海姆(AndreGeim)和康斯坦丁·诺沃塞洛夫(KonstantinNovoselov)玩弄着石墨,这是制作铅笔芯的材料。石墨由彼此堆叠的超薄纯碳片制成。吉姆(Geim)和诺沃塞洛夫(Novoselov)想看看他们是否可以分离出单片石墨,即只有一个原子厚的薄碳层。
❺ 工业地坪如何保养
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❻ 石墨烯是用什么原材料生产出来的
石墨烯出现在实验室中是在2004年,当时,英国的两位科学家安德烈·杰姆和克斯特亚·诺沃塞洛夫发现他们能用一种非常简单的方法得到越来越薄的石墨薄片。他们从石墨中剥离出石墨片,然后将薄片的两面粘在一种特殊的胶带上,撕开胶带,就能把石墨片一分为二。不断地这样操作,于是薄片越来越薄,最后,他们得到了仅由一层碳原子构成的薄片,这就是石墨烯。这以后,制备石墨烯的新方法层出不穷,经过5年的发展,人们发现,将石墨烯带入工业化生产的领域已为时不远了。
制备方法
石墨烯的合成方法主要有两种:机械方法和化学方法。机械方法包括微机械分离法、取向附生法和加热SiC的方法 ; 化学方法是化学还原法与化学解理法。
微机械分离法
最普通的是微机械分离法,直接将石墨烯薄片从较大的晶体上剪裁下来。2004年Novoselovt等用这种方法制备出了单层石墨烯,并可以在外界环境下稳定存在。典型制备方法是用另外一种材料膨化或者引入缺陷的热解石墨进行摩擦,体相石墨的表面会产生絮片状的晶体,在这些絮片状的晶体中含有单层的石墨烯。但缺点是此法是利用摩擦石墨表面获得的薄片来筛选出单层的石墨烯薄片,其尺寸不易控制,无法可靠地制造长度足供应用的石墨薄片样本。
取向附生法—晶膜生长
取向附生法是利用生长基质原子结构“种”出石墨烯,首先让碳原子在 1 1 5 0 ℃下渗入钌,然后冷却,冷却到850℃后,之前吸收的大量碳原子就会浮到钌表面,镜片形状的单层的碳原子“ 孤岛” 布满了整个基质表面,最终它们可长成完整的一层石 墨烯。第一层覆盖 8 0 %后,第二层开始生长。底层的石墨烯会与钌产生强烈的交互作用,而第二层后就几乎与钌完全分离,只剩下弱电耦合,得到的单层石墨烯薄片表现令人满意。但采用这种方法生产的石墨烯薄片往往厚度不均匀,且石墨烯和基质之间的黏合会影 响碳层的特性。另外Peter W.Sutter 等使用的基质是稀有金属钌。
加热 SiC法
该法是通过加热单晶6H-SiC脱除Si,在单晶(0001) 面上分解出石墨烯片层。具体过程是:将经氧气或氢气刻蚀处理得到的样品在高真空下通过电子轰击加热,除去氧化物。用俄歇电子能谱确定表面的氧化物完全被移除后,将样品加热使之温度升高至1250~1450℃后恒温1min~20min,从而形成极薄的石墨层,经过几年的探索,Berger等人已经能可控地制备出单层或是多层石墨烯。其厚度由加热温度决定,制备大面积具有单一厚度的石墨烯比较困难。 一条以商品化碳化硅颗粒为原料,通过高温裂解规模制备高品质无支持(Free standing)石墨烯材料的新途径。通过对原料碳化硅粒子、裂解温度、速率以及气氛的控制,可以实现对石墨烯结构和尺寸的调控。这是一种非常新颖、对实现石墨烯的实际应用非常重要的制备方法。
化学还原法
化学还原法是将氧化石墨与水以1 mg/mL的 比例混合, 用超声波振荡至溶液清晰无颗粒状物质,加入适量肼在1 0 0℃回流2 4 h ,产生黑色颗粒状沉淀,过滤、烘干即得石墨烯。Sasha Stankovich 等利用化学分散法制得厚度为1 nm左右的石墨烯。[3]
化学解理法
化学解理法是将氧化石墨通过热还原的方法制备石墨烯的方法,氧化石墨层间的含氧官能团在一定温度下发生反应,迅速放出气体,使得氧化石墨层被还原的同时解理开,得到石墨烯。这是一种重要的制备石墨烯的方法,天津大学杨全红等用低温化学解理氧化石墨的方法制备了高质量的石墨烯。
❼ 石墨烯原材料分布在中国什么省份
我国80年代发展了莱西、武川、伍园、西峡等矿,广东佛冈煤矿和鸡西磷矿兼有石墨生产矿场。至1985年全国县属以上的大、中型石墨企业有25家,乡镇小型企业200多家,全国年产量27.9万t,出口量从1978年的1.37万t增长至8.1万t,成为非金属矿中的大宗出口产品。
同时,由于不断开拓深加工产品,产品结构也发生较大的改善,已能生产代表当代国际先进水平的彩电管石墨乳,GRT节能减磨添加剂、可膨胀石墨、石墨板材、石墨密封件和石墨耐火材料等6大类近1000种深加工产品。石墨烯不是一种矿物,所以没有储量可言。石墨烯要靠人工合成的。
下面是石墨烯原材料的介绍:
石墨烯是2004年出现在实验室中。当时,英国的两位科学家安德烈·杰姆和克斯特亚·诺沃塞洛夫发现他们能用一种非常简单的方法得到越来越薄的石墨薄片。他们从石墨中剥离出石墨片,然后将薄片的两面粘在一种特殊的胶带上,撕开胶带,就能把石墨片一分为二。不断地这样操作,于是薄片越来越薄,最后,他们得到了仅由一层碳原子构成的薄片,这就是石墨烯。这以后,制备石墨烯的新方法层出不穷,经过5年的发展,人们发现,将石墨烯带入工业化生产的领域已为时不远了。
石墨烯的合成方法主要有两种:机械方法和化学方法。机械方法包括微机械分离法、取向附生法和加热SiC的方法 ; 化学方法是化学还原法与化学解理法。
❽ 石墨烯是什么
石墨烯是一种由碳原子以sp²杂化轨道组成六角型呈蜂巢晶格的二维碳纳米材料。
石墨烯具有优异的光学、电学、力学特性,在材料学、微纳加工、能源、生物医学和药物传递等方面具有重要的应用前景,被认为是一种未来革命性的材料。
英国曼彻斯特大学物理学家安德烈·盖姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫,用微机械剥离法成功从石墨中分离出石墨烯,因此共同获得2010年诺贝尔物理学奖。
(8)诺沃建材扩展阅读:
石墨烯新团体标准发布,规定相关新产品命名方法。
随着我国对石墨烯材料的开发和应用探索,以石墨烯材料改性或制造的新产品陆续上市。但部分新产品的名称存在命名不科学、不准确,有的甚至以石墨烯为卖点夸大石墨烯应用效能,使公众和下游应用企业对石墨烯相关产品真实性产生怀疑,影响产业健康有序发展。
指南对石墨烯产品的分类、命名原则及方法等进行详细规定。例如,规定产品名称描述应以特征、用途相结合的命名方式,便于消费者辨识。
指南还规定,厂商应主动向社会公示产品相关信息内容,如使用石墨烯材料的基本信息、关于新增性能的第三方检测报告等。
首次明确了石墨烯的内涵,提出了石墨烯材料等系列相关术语,此次修订增加了石墨烯相关新知识及新认识,并与国际标准的差异进行对比。
参考资料来源:网络-石墨烯
参考资料来源:新华网-石墨烯新团体标准发布 规定相关新产品命名方法
❾ 石墨烯是用什么原材料生产出来的,求科普啊
实际上石墨烯来本来就存在于自自然界,只是难以剥离出单层结构。石墨烯一层层叠起来就是石墨,厚1毫米的石墨大约包含300万层石墨烯。铅笔在纸上轻轻划过,留下的痕迹就可能是几层甚至仅仅一层石墨烯。
石墨烯在实验室中是在2004年,当时,英国曼彻斯特大学的两位科学家安德烈·盖姆(Andre Geim)和克斯特亚·诺沃消洛夫(Konstantin Novoselov)发现他们能用一种非常简单的方法得到越来越薄的石墨薄片。他们从高定向热解石墨中剥离出石墨片,然后将薄片的两面粘在一种特殊的胶带上,撕开胶带,就能把石墨片一分为二。不断地这样操作,于是薄片越来越薄,最后,他们得到了仅由一层碳原子构成的薄片,这就是石墨烯。