本文,广州大学Tongshun Wu与吉林大学邹陆一等研究人员在《Carbon》期刊发表名为“Efficient and Inexpensive Preparation of Graphene Laminated Film with Ultrahigh Thermal Conductivity”的论文,研究开发了一种高效,低能耗,廉价的技术来大量生产石墨烯纸。如果不进行石墨化处理,该石墨烯层压膜的热导率可达到975 W m-1 ķ-1膜厚为65μm时。基于这种易于操作的技术,我们已经完成了中试工厂的测试,在8小时内每个反应器的石墨烯产能为3 kg,每卷800毫米×100米的石墨烯薄膜连续宏观地组装在自制的设备上。
图1。经冷冻干燥处理的石墨烯样品的SEM图像(a和b),GS的二氯乙烷分散体滴在硅片上(c和d);GS的TEM图像(e,f)和HRTEM图像(g); 相应的SAED(h);脱落石墨烯与石墨的XRD图谱(i); GS的拉曼光谱,并与514.5 nm激光激发的片状石墨进行比较(j); XPS高分辨率C 1s光谱,插图为全光谱GS(k);在3000毫升烧杯中5克新鲜去角质和未洗涤的GS的照片,以及用于石墨烯制备的1000升反应器的图(l)。
图2。(ad)dGP的SEM图像,压实前的横截面形貌(a,b),dGP的表面形貌(c,d); 热处理之前(e,f)和之后(g,h)未压缩的oGP; roGP的图像(il)。
图3。(a)roGP筹备方案;(b)通过CMC稳定化的石墨烯浆料(1.81重量%);(ce)生产的制造设备和GP的局部照片:(c)成膜,(d)红外干燥,(e)干燥筒;(f)一卷未压缩的石墨烯薄膜,尺寸为800 mm * 100 m;(g)准备好的GP。
图4。(a)dGP,oGP,roGP的热导率;(b)dGP,oGP,roGP的拉伸强度;(c)压力对roGP的导热性和导电性的影响;(d)压力对roGP密度和拉伸强度的影响;红外图像显示热性能(ei),在500°C下加热(e),停止加热1-4秒(fi)。
有几种提高导热率的方法,例如增加结晶度,减少缺陷,减少空隙,去除杂质和增加密度。因此,大多数文献选择能耗高的超高温石墨化方法。相反地,我们制备了一种缺陷少,石墨化程度高,规模大的GS,从材料来源上解决了上述问题,避免了数千度的热处理工艺。在通过真空过滤的膜形成过程中,可以通过调节助剂获得取向的GP。正是由于此过程的便利性和效率,开发了一套支持设备并进行了生产试验。设备的开发和中试的完成对石墨烯的应用具有重要意义,是科研与工业化的桥梁。不仅如此,我们还使用这种方法来探索石墨烯锂电池负极和集电器在我们先前的工作中的应用,其在支持信息文件列表的一些数据。此外,这种潜在的应用已被广泛研究[,提出具有十分重要的意义。
文献:
文章来源: 材料分析与应用