广州福滔微波设备有限公司

广州福滔微波设备有限公司——微波石墨烯生产设备

认识石墨烯

石墨烯，一种新型二维碳材料，起步于好奇心驱动的基础研究（2010年诺贝尔物理学奖），有望促进材料、能源和电子信息的协同发展。石墨烯，集合优异的柔韧性、导热、导电、光学、光电和化学稳定性于一身，具有潜在的广泛应用前景。但是单层本征石墨烯的制备并不容易，规模化的制备目前只能接近本征石墨烯的形式。能量储存与转换石墨烯因具有极大的比表面积、卓越的导电性能、良好的化学稳定性，且力学性能优异，在锂离子电池、锂—硫电池等能源存储与转化方面应用前景巨大。石墨烯的实际应用与其制备方法和技术发展是密不可分的。目前，尽管国内外有不少企业从事石墨烯的制备技术开发，但是与石墨烯规模实质应用的要求还有不小的距离，一是石墨烯的性价比不够高，二是与下游应用的技术衔接与兼容有待研发。

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石墨烯的独特性能

石墨烯独特的性能与其电子能带结构紧密相关。

以独立碳原子为基，将周围碳原子产生的势作为微扰，可以用矩阵的方法计算出石墨烯的能级分布。在狄拉克点附近展开，可得能量与波矢呈线性关系（类似于光子的色散关系），且在狄拉克点出现奇点。欢迎联系我司了解：微波石墨烯设备、石墨烯制备设备、微波石墨烯爆裂设备、石墨烯膨化、石墨烯生产设备等。这意味着在费米面附近，石墨烯中电子的有效质量为零，这也解释了该材料独特的电学等性质。

石墨烯几乎是完全透明的，只吸收2.3%的光。另一方面，它非常致密，即使是i小的气体分子（氦气）也无法穿透。这些特征使得它非常适合作为透明电子产品的原料，如透明的触摸显示屏、发光板和太阳能电池板。微机械剥离法即是用透明胶带将高定向热解石墨片按压到其他表面上进行多次剥离，终得到单层或数层的石墨烯。作为目前发现的薄、强度i大、导电导热性能强的一种新型纳米材料，石墨烯被称为“黑金”，是“新材料之i王”。

广州福滔微波设备有限公司自成立之初，就确定了依托技术开拓市场空间的经营策略，不断创新、稳步发展。以“日新盛德，笃志笃行”的企业精神，以“专业、品质、科技、创新”的产品理念，以“真诚、行动、和谐、利他”的核心价值观，致力于为客户提供更好的解决方案。公司拥有先进的技术，强大的技术管理团队，研发人员均具有硕士以上的文化程度，始终走在微波技术和自动控制技术的前列。公司一贯秉承诚信为本、品质为先、合作共赢、利益共享的经营理念，坚持以客户为中心， 诚信经营，始终如一地为客户提供良好的产品和服务。共赢的时代，福滔人将一如既往地为全球客户提供优i秀的技术支持与服务，始终以自己心灵的真诚付出，赢取每一位客户满意的笑容，一起成就共同的梦想。公司始终坚持品质为先，建立了完善的质量管理体系，强化研发、生产的过程控制，确保出厂合格产品。欢迎咨询我司了解：石墨烯制备设备、微波石墨烯爆裂设备、石墨烯膨化、石墨烯生产设备、单层石墨烯生产线等。

石墨烯可显著提升锂离子电池、超级电容器等储能器件的性能

石墨烯作为添加剂或改性剂在提升锂离子电池性能、缩小电池体积方面潜力巨大。美国特种化工品生产商卡博特公司2013年就推出石墨烯基导电添加剂，用以提升锂离子电池的能量密度。美国原军i用电池供应商A123系统公司亦早已布局研发石墨烯增强的磷酸铁锂电池技术。一般认为上述现象的发生主要源于超声的机械作用和空化作用，是它们改变了反应的条件和环境的结果。美国能源部阿贡国家实验室开发的采用石墨烯基电极的锂—氧电池，储存的能量高达现有锂离子电池的5倍。

相比电池，石墨烯在超级电容器中的应用前景更被期待，其较高的比表面积可存储更多的静电荷，被认为是超级电容器中活性炭的替代者。另外，石墨烯基超级电容器还具有更轻、柔性更好、力学性能更佳的特点。

高分辨率的复杂石墨烯三维结构

石墨烯是由六边形晶格组织的单层碳原子，当石墨烯片整齐地堆叠在彼此之上并形成三维形状时，就变成了石墨。由于石墨材料是简单的由石墨烯堆叠在一起的，所以这种材料的机械性能非常差。在锂离子电池负极材料研究中，使用快速、“体加热”方式的微波加热法制备Gr基纳米复合材料，能使产物形貌更完整，粒径更均匀，便于Li+的嵌入/脱嵌，从而提高锂离子电池的各项电化学性能。但是如果石墨烯片与充满空气的孔分离，则三维结构可以保持石墨烯的属性，这种多孔石墨烯结构称为石墨烯气凝胶。

弗吉尼亚理工大学先进制造与超材料实验室主任Xiaoyu Zheng表示，工程学院与LLNL的研究人员可以设计由相互连接的石墨烯片组成的三维拓扑结构，这种新的设计方式和增材制造的制造自由度，将优化石墨烯气凝胶的强度、导电性、质量输运、强度和重量密度。如果说石墨烯二维晶体的发现为凝聚态物理研究开启了激动人心的一页,那么功能化石墨烯及其应用将为化学和材料领域提供新的桥梁和手段。

以前，研究人员使用基于材料挤出工艺的3D打印技术制造三维石墨烯，但这一技术分辨率有限，这限制了石墨烯材料的自由造型。而新的3D打印方法能够将这些单层的石墨烯材料设计成任何想要的三维结构，并具有高分辨率。

石墨烯储能技术可为能量提供电源解决方案

能量技术是军事强国竞相研发的颠覆性技术，包括激光、微波、电磁导轨炮等，电源技术是能量的核心技术之一。美国对舰载、机载和车载激光进行了大量测试，但其进一步高能化、小型化发展依然受制于电源技术。激光需要高功率脉冲电源，而当前必须依靠高功率发电机组或大容量蓄电池实现，其重量和体积会使激光的机动性大大降低。新能源碳材料是i早被商业化的锂离子电池负极材料，如今已得到广泛的应用，如石墨化碳材料、炭微球材料等。石墨烯不仅可以显著提高现有电源系统的能量和功率密度，而且可大幅缩小电源体积。

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石墨烯的制备和展望

大规模制备高质量的石墨烯晶体材料是所有应用的基础, 发展简单可控的化学制备方法是为方便、可行的途径, 这需要化学家们长期不懈的探索和努力;石墨烯的化学修饰：将石墨烯进行化学改性、掺杂、表面官能化以及合成石墨烯的衍生物，发展出石墨烯及其相关材料(graphene and related materials)，来实现更多的功能和应用;石墨烯的表面化学: 由于石墨烯晶体独特的原子和电子结构，气体分子与石墨烯表面间的相互作用将表现出许多特有的现象，这将为表面化学特别是表面催化研究提供一个独特的模型表面;同时石墨烯具有的两维周期平面结构，可以作为一个理想的催化剂载体， 金属/石墨烯体系将为表面催化研究提供一个全新的模型催化研究体系。作为目前薄、坚硬、导电导热性能强的一种新型纳米材料，石墨烯的概念自2004年问世以来一直备受关注。

石墨烯的未来可能用途：

碳原子呈六角形网状键合的材料“石墨烯”具有很多出色的电特性、热特性以及机械特性。具体来说，具有在室温下也高达20万cm2/Vs以上的载流子迁移率，以及远远超过铜的对大电流密度的耐性。为此，石墨烯有看用于高速晶体管、触摸面板、太阳能电池用透明导电膜，以及成本低于铜但与铜相比可通过大电流的电线等。机械方法分为机械剥离法、取向附生法、外延生长法、碳纳米管剪切法等，我们对机械剥离法和取向附生法做一简单的介绍。

近，据国外媒报道，石墨烯拥有极强的光吸收能力，并且还能把吸收的光波迅速转化为波长更短、频率更高的激光，持续时间为几飞秒。科学家们表示，利用这个新发现，未来他们可以发明更耐高温的激光发i射器（石墨烯超耐高温）。

当然，这个发现目前仅存在于实验室，如果科学家们建立出实体模型，将能够增加激光发射i器的使用寿命和发射功率。

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微波法制备石墨烯的优势

目前，国内外制备Gr 的方法通常为机械剥离法、化学气相沉积法( CVD)、SiC 外延生长法、氧化还原法等。不同方法各有优缺点，且制备的Gr 在性质和形貌上差异较大，难以满足各个领域对高质量Gr 的需求。同时，这些方法还存在设备昂贵或工艺复杂等缺点，使得其规模化生产大为受限。所以，发展一种简便快捷、低能耗制备Gr 的方法显得尤为重要。微波法制备石墨烯时，前驱体吸收微波，微波能量通过石墨化结构中π电子的移动转化为热能，将前驱体中的含氧官能团以及掺杂的物质快速分解成CO2和H2O 气体。当这些气体产生的压力超过片层间的范德华力时，石墨层之间剥离开，从而得到石墨烯。该法不仅剥离效果较好，而且制备过程避免了使用化学还原剂，是一种非常有前景的绿色制备方法。尤其是高功率的超声波，会产生强烈的空化作用，从而在局部形成瞬时高温，高压、真空和微射流。