首頁 >> 公司動(dòng)態(tài) >> 石墨烯科普問答——寫給石墨烯的圍觀者
一、概念,、制備與結(jié)構(gòu)篇
1,、什么是石墨烯?答: 將石墨的層狀結(jié)構(gòu)無限剝離,直到原子級(jí)厚度,,該薄層碳材料的性質(zhì)與原來的石墨有極大的不同(電子運(yùn)動(dòng)性質(zhì)發(fā)生重大變化),,該薄層碳材料取名石墨烯。2004年,,英國(guó)曼徹斯特大學(xué)物理學(xué)家安德烈·海姆和康斯坦丁·諾沃肖洛夫,,成功地從石墨中剝離出石墨烯,并表征了它的性質(zhì),,兩人也因“在二維石墨烯材料的開創(chuàng)性實(shí)驗(yàn)”為由,,共同獲得2010年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。
2,、石墨烯和石墨在結(jié)構(gòu)上有什么區(qū)別,?答:石墨是由一層層蜂窩狀有序排列的平面碳原子構(gòu)成的。當(dāng)把石墨片層剝成單層之后,,這種只有一個(gè)單原子層的石墨薄片稱為單碳層石墨烯,。
3、石墨烯可以分為哪幾類,?(提示:以層數(shù)來劃分)答:?jiǎn)翁紝邮?、雙碳層石墨烯、多碳層石墨烯(3-10層),。
4,、單層石墨烯的厚度是多少?答:0.335 nm,,大約是頭發(fā)絲的二十萬分之一,。
5、石墨烯主要是由什么元素組成的,?答:碳元素,。
6、石墨烯和石墨zui本質(zhì)的區(qū)別在哪里?答:電子性質(zhì)發(fā)生了改變,,因此其許多性質(zhì)都不同,。
7、石墨烯,、碳納米管,、炭黑在結(jié)構(gòu)上有什么區(qū)別?答:微觀上石墨烯為二維薄片狀,,碳納米管為一維線狀,,炭黑為零維粒子狀。
8,、石墨烯與石墨的關(guān)系是什么,?答:石墨由很多層石墨烯構(gòu)成;石墨一層一層剝離就變成石墨烯。
9,、石墨烯zui早是如何被制備,、發(fā)現(xiàn)的?答:利用膠帶剝離法從高定向裂解石墨塊中剝離得到的,。
10,、鉛筆在紙上輕輕劃過留下痕跡是否有可能含有單原子層石墨烯?答:可能,。鉛筆芯材料為石墨材料,,在紙上劃過,將發(fā)生碳層的剝離,。
11,、石墨烯制備方法目前主要有哪些?答:機(jī)械剝離法,、CVD法,、化學(xué)氧化還原法、插層剝離法等,。
12,、氧化石墨烯用Hummer法制備需要哪些化學(xué)物質(zhì)?答:濃硫酸,、高錳酸鉀,、蒸餾水、雙氧水等,。
13,、石墨烯利用化學(xué)氧化還原法制備有哪些優(yōu)缺點(diǎn)?答:優(yōu)點(diǎn):可以大規(guī)模制備氧化石墨烯,、還原氧化石墨烯,、其中氧化石墨烯水溶性好、利用其可進(jìn)行化學(xué)接枝改性;缺點(diǎn):制備得到石墨烯缺陷大,、破壞了石墨烯原有的結(jié)構(gòu),、大量使用強(qiáng)酸和強(qiáng)氧化劑,易造成環(huán)境污染,。
14、機(jī)械剝離法制備石墨烯有哪些優(yōu)缺點(diǎn),?答:優(yōu)點(diǎn): 易于量產(chǎn),、操作簡(jiǎn)單;缺點(diǎn):一些參數(shù)尚不易控制,。
15,、CVD法制備石墨烯有哪些優(yōu)缺點(diǎn)?答:優(yōu)點(diǎn):可以制備高質(zhì)量的石墨烯薄膜,;缺點(diǎn):量產(chǎn)轉(zhuǎn)移等成本較高,,工藝條件還需進(jìn)一步完善。
16,、石墨烯的表征方法目前主要有哪些,?答:可以用電子顯微鏡等對(duì)石墨烯的厚度,形貌等進(jìn)行觀察,、測(cè)試,,主要有:AFM、HRTEM,、Raman,、SEM、SEAD,、XRD等
二,、性能與應(yīng)用篇
17、石墨烯具有哪些特殊性質(zhì),?為什么成為21世紀(jì)的明星材料,?答:目前發(fā)現(xiàn)的結(jié)構(gòu)完整的單碳層石墨烯強(qiáng)度很高、導(dǎo)電,、導(dǎo)熱性能*,,具有十分廣闊的應(yīng)用前景。
18,、石墨烯在哪些領(lǐng)域具有潛在應(yīng)用,?答:石墨烯具有很好的導(dǎo)電、導(dǎo)熱性,,強(qiáng)度高,,比表面積大,預(yù)期在計(jì)算機(jī)芯片、電子材料,、導(dǎo)熱材料,,高性能復(fù)合材料、環(huán)境處理,、催化劑載體等領(lǐng)域具有潛在應(yīng)用,。
19、石墨烯耐溫嗎,?答:石墨烯的主要成分是碳,,并且具有穩(wěn)定的晶格結(jié)構(gòu),比一般高分子材料的耐熱溫度還高,。
20,、石墨烯在鋰電池上的應(yīng)用是什么?答:鋰電池導(dǎo)電添加劑,,可以提高鋰電池的充電速度和綜合性能,。
21、石墨烯與鉛酸電池有何關(guān)系,?答:石墨烯有望應(yīng)用于鉛酸電池內(nèi)的電極材料,,替代原來的石墨材料,提高綜合性能,,等等,。
22、石墨烯目前在手機(jī)上主要有哪些應(yīng)用,?答:石墨烯觸摸屏,、電池和導(dǎo)熱膜
23、石墨烯在塑料改性方面可以有哪些作用,?答:提高塑料的強(qiáng)度,、模量、表面光澤性,、表面硬度,、改善塑料的抗靜電性能、提高塑料的導(dǎo)熱,、散熱性能,,等等;
24,、石墨烯在橡膠改性方面可以有哪些作用,?答:提高橡膠的耐磨性能、散熱性能,、抗靜電性能等,。
25,、石墨烯在涂料領(lǐng)域可以有哪些作用?答:利用石墨烯的導(dǎo)電性,、阻隔性提高涂料的阻隔性能,、防腐性能??梢灾苽潆姶牌帘瓮苛?、抗靜電涂料等。
26,、石墨烯在油墨方面可以有哪些應(yīng)用,?答:可以制備導(dǎo)電性油墨,用于導(dǎo)電線路印刷等。
27,、石墨烯在物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域可以有哪些應(yīng)用?答:可以制備導(dǎo)電油墨,,用于印刷電路如用于條碼,、射頻識(shí)別即RFID制作等。
28,、石墨烯在LED燈具領(lǐng)域可以有何應(yīng)用,?答:利用石墨烯的高導(dǎo)熱性能,制備散熱材料,,用于LED燈具散熱等,。
29、石墨烯在服裝面料可以有哪些應(yīng)用,?答:利用石墨烯電學(xué),、熱學(xué)或其它功能,通過添加,、植入等手段,,使面料賦予相關(guān)功能。
30,、石墨烯在環(huán)境保護(hù)領(lǐng)域可以有哪些應(yīng)用,?答:利用石墨烯的高比表面特性,用于吸附水中污染物,。利用石墨烯的可成膜性制備過濾材料用于水質(zhì)處理,。利用石墨烯制備的傳感器,可以檢測(cè)環(huán)境中微量物質(zhì),。
31,、石墨烯在汽車配件行業(yè)可以有哪些應(yīng)用?答:利用石墨烯的力學(xué)性能特性,,制備高性能復(fù)合材料,,用于汽車配件,,也可以用于汽車輪胎。
32,、石墨烯在電子行業(yè)可以有哪些應(yīng)用,?答:利用石墨烯的超薄性與導(dǎo)電性,制備超薄導(dǎo)電材料,,替代一些導(dǎo)電配件,,可以降低成本,減小重量,,縮小體積,、提高性能等。
33,、石墨烯在醫(yī)療衛(wèi)生領(lǐng)域可以有哪些應(yīng)用,?答:石墨烯可以作用各類傳感器件,用于各種醫(yī)療檢測(cè)等,。
34,、石墨烯在軍工材料領(lǐng)域可以有哪些應(yīng)用?答:石墨烯可以制備高強(qiáng)度復(fù)合材料用于防彈材料,;可以制備輕便高導(dǎo)電材料用于電磁屏蔽或吸波材料等,;或制備高強(qiáng)度復(fù)合材料用于其它軍工器械。
35,、石墨烯在潤(rùn)滑油領(lǐng)域有何應(yīng)用,?答:在潤(rùn)滑油中添加極少量的石墨烯,可以大幅度提高潤(rùn)滑油的綜合性能,。
36,、石墨烯還在哪些領(lǐng)域可能具有潛在應(yīng)用?答:利用石墨烯的導(dǎo)電,、導(dǎo)熱,、高強(qiáng)度、超薄性可以在很多領(lǐng)域替代傳統(tǒng)材料,,具體應(yīng)該考慮其性價(jià)比等因素,。
三、市場(chǎng)與政策篇
37,、石墨烯目前的市場(chǎng)價(jià)格如何,?答:目前石墨烯無論是薄膜產(chǎn)品或粉體、分散液產(chǎn)品都處于有限規(guī)模的研發(fā)生產(chǎn)階段,,價(jià)格較高,,如粉體價(jià)格在1000元/公斤左右。隨著應(yīng)用市場(chǎng)的打開,,生產(chǎn)規(guī)模擴(kuò)大,,石墨烯的可以與一般納米材料一樣,,價(jià)格上具有競(jìng)爭(zhēng)力。
38,、目前,,有哪些全國(guó)性石墨烯組織?答:中國(guó)石墨烯產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新聯(lián)盟,,成立于2013年7月,。
39、目前,,國(guó)家對(duì)石墨烯產(chǎn)業(yè)是否有標(biāo)準(zhǔn)制定,?答:2016年4月5日,《石墨烯材料的術(shù)語,、定于及代號(hào)》國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)(征求意見稿)在中國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)管理委員會(huì)正式公布,。
40、國(guó)家對(duì)石墨烯有哪些相應(yīng)政策,?答:2015年11月30日,,中國(guó)工業(yè)和信息化部、國(guó)家發(fā)展改革委,、科技部印發(fā)《關(guān)于加快石墨烯產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展的若干意見》,提出到2020年,,形成完善的石墨烯產(chǎn)業(yè)體系,,實(shí)現(xiàn)石墨烯材料標(biāo)準(zhǔn)化、系列化和低成本化,。
——轉(zhuǎn)自陳國(guó)華 石墨邦 石墨邦
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