焦耳热资讯
自下而上克级制备闪蒸石墨烯
点击：0 时间：2024-01-05 08:49:52
原文：
1704416132f7d2f1.pdf
附件：170441616893e7db.pdf
原文链接：https://www.nature.com/articles/s41586-020-1938-0
大多数大块石墨烯是通过自上而下的方法生产的，即剥离石墨，这通常需要大量溶剂并进行高能混合、剪切、超声处理或电化学处理。尽管石墨化学氧化成氧化石墨烯促进了剥离，但其需要苛刻的氧化剂并且在随后的还原步骤之后留下具有有缺陷的穿孔结构的石墨烯。如果通过化学气相沉积或先进的合成有机方法进行，高质量石墨烯的自下而上合成通常仅限于超少量，或者如果在本体溶液中进行，则它会提供充满缺陷的结构。在这里，我们展示了廉价碳源（例如煤、石油焦、生物炭、炭黑、废弃食品、橡胶轮胎和混合塑料废物）的闪蒸焦耳加热可以在不到一秒的时间内产生克级数量的石墨烯。该产品根据其生产工艺被命名为闪蒸石墨烯（FG），在堆叠的石墨烯层之间显示出乱层排列（即几乎没有顺序）。FG 合成不使用熔炉、溶剂或反应气体。产量取决于来源的碳含量；当使用炭黑、无烟煤或煅烧焦等高碳源时，产率可达 80% 至 90%，碳纯度大于 99%。无需纯化步骤。拉曼光谱分析显示 FG 的 D 带强度较低或不存在，这表明 FG 具有迄今为止报道的石墨烯缺陷浓度最低的特征，并证实了 FG 的乱层堆积，这与乱层石墨有明显区别。FG 层的无序取向有利于其在复合材料形成过程中混合时快速剥落。FG合成的电能成本仅为每克约7.2千焦耳，这使得FG适合用于塑料、金属、胶合板、混凝土和其他建筑材料的块状复合材料。
1704416132f7d2f1.pdf附件：
170441616893e7db.pdf原文链接：https://www.nature.com/articles/s41586-020-1938-0
大多数大块石墨烯是通过自上而下的方法生产的，即剥离石墨，这通常需要大量溶剂并进行高能混合、剪切、超声处理或电化学处理。尽管石墨化学氧化成氧化石墨烯促进了剥离，但其需要苛刻的氧化剂并且在随后的还原步骤之后留下具有有缺陷的穿孔结构的石墨烯。如果通过化学气相沉积或先进的合成有机方法进行，高质量石墨烯的自下而上合成通常仅限于超少量，或者如果在本体溶液中进行，则它会提供充满缺陷的结构。在这里，我们展示了廉价碳源（例如煤、石油焦、生物炭、炭黑、废弃食品、橡胶轮胎和混合塑料废物）的闪蒸焦耳加热可以在不到一秒的时间内产生克级数量的石墨烯。该产品根据其生产工艺被命名为闪蒸石墨烯（FG），在堆叠的石墨烯层之间显示出乱层排列（即几乎没有顺序）。FG 合成不使用熔炉、溶剂或反应气体。产量取决于来源的碳含量；当使用炭黑、无烟煤或煅烧焦等高碳源时，产率可达 80% 至 90%，碳纯度大于 99%。无需纯化步骤。拉曼光谱分析显示 FG 的 D 带强度较低或不存在，这表明 FG 具有迄今为止报道的石墨烯缺陷浓度最低的特征，并证实了 FG 的乱层堆积，这与乱层石墨有明显区别。FG 层的无序取向有利于其在复合材料形成过程中混合时快速剥落。FG合成的电能成本仅为每克约7.2千焦耳，这使得FG适合用于塑料、金属、胶合板、混凝土和其他建筑材料的块状复合材料。
相关新闻
- 电池再利用新成果：焦耳热合成高熵催化剂，锂-氧电池循环寿命破240次 [2025-06-28]
- 碳基材料新突破：焦耳热（1000–2000°C）梯度调控实现吸收-导热协同优化 [2025-06-28]
- 石墨烯超导新突破：无莫尔扭转调控实现0.5K超导，PVR高达40 [2025-06-28]
- 水系电池新突破：焦耳热1.4秒1550 K打造“莲蓬”催化层，锌碘电池实现12,000次长循环 [2025-06-28]
- 氢能催化新进展：1200°C热冲击构建三维RuN₃，800小时稳定运行验证工业潜力 [2025-06-28]
- 太空材料新可能：超快加热攻克脆性层，C/SiC-Nb接头500℃强度稳达102MPa！ [2025-06-28]
