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广州福滔微波设备有限公司——专业石墨烯膨化设备

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。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。由于其π电子超共轭效应和特殊的结构，使其具有优异的电学与光学性i能、力学性能、热传导性能、极高的电荷载流子迁移率、出色的机械强度和柔韧性以及大的比表面积。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。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。切断电源，关闭甲i烷气体，再通入保护气体排净甲i烷气体，在保护气体的环境下直至管子冷却到室温，取出金属箔片，得到金属箔片上的石墨烯。

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。无人车方面，爱沙尼亚米尔莱姆公司的军i用无人履带车辆采用Skeleton公司的石墨烯基超级电容器组，利用柴油发电机为超级电容器组供电，其电动马达可持续工作超过８小时。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”。

石墨烯应用领域

消费电子展上可弯曲屏幕备受瞩目，成为未来移动设备显示屏的发展趋势。柔性显示未来市场广阔，作为基础材料的石墨烯前景也被看好。

另一方面，新能源电池也是石墨烯早商用的一大重要领域。之前美国麻省理工学院已成功研制出表面附有石墨烯纳米涂层的柔性光伏电池板，可极大降低制造透明可变形太阳能电池的成本，这种电池有可能在夜视镜、相机等小型数码设备中应用。另外，石墨烯超级电池的成功研发，也解决了新能源汽车电池的容量不足以及充电时间长的问题，极大加速了新能源电池产业的发展。７、触摸屏显示和操作，可设置和存储多条温控曲线，运行记录自动存储，兼容打印机。这一系列的研究成果为石墨烯在新能源电池行业的应用铺就了道路。

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、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、”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。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。目前公司主营业务包括：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工作原理两种（或多种）气体，由气体钢瓶经减压阀减压（所需压力≤0。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。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。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。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。在正常情况下，透明度和电导率相互排斥，除了一些化合物，如铟锡氧化物(ITO)。

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。“前处理是对石墨烯原料的清醒认知，中制备要在加工过程中弄清石墨烯的排列方式，后整理着重处理石墨烯二维结构的厚度难题”。

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。碳材料的微波吸收能力高度依赖于它们的化学成分和结构，由Maxwell-Garnett有效介质理论可知，Gr的π－π共轭结构对微波会产生强烈的吸收，即Gr是一种良好的吸波材料。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。

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。超声波技术作为一种物理手段和工具,能够在化学反应常用的介质中产生一系列接近于极端的条件,这种能量不仅能够激发或促进许多化学反应、加快化学反应速度,甚至还可以改变某些化学反应的方向,产生一些令人意想不到的效果和奇迹。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。