第29卷 第3期湖 南 大 学 学 报 (自然科学版)Vo1.29,No.3 2002年6月Jo urnal of Huna n U niver sity(N atural Sciences Edition)Ju n.2002
文章编号:1000-2472(2002)03-0107-05
固相法合成氟化石墨与氟化
碳新工艺的研究
邹艳红,夏金童,周声劢
(湖南大学材料科学与工程学院,湖南长沙 410082)
摘 要:研究了以含氟有机物PF为氟源,鳞片石墨、煅烧焦、生焦、炭
黑为碳源,固相法合成氟化石墨的新工艺.考察了不同碳源对反应的影响.
“固相法”新工艺方法简单、安全,无需剧毒单质氟气作为主要原料.
关键词:氟化石墨;氟化碳;固相法合成
中图分类号:T Q124.3 文献标识码: A
Study on New T echnology of Synthesis of Graphite Fluoride and Carbon Fluoride w ith Solid-Phase M ethod ZOU Yan-hong,XIA Jin-tong,ZHOU Sheng-mai (Co llege o f M ater ials Science and Eng ineering,Hunan U niv,Chang sha 410082,China)
Abstract:U sing the scale g raphite,calcined coke,g reen petroleum coke,car bo n black as the source of carbon and an or ganic com pound as the so urce o f fluor ide a new sy nthesis technology of graphite fluorite in solid-phase w as studied.T he effects of dif-ferent sources o f carbon on the r eaction have been inv estig ated sy stematically.The new technology o f a solid-phase m ethod had many advantag es,such as simplicity,safety and no strong poisono us fluorine gas as the m ain r aw mater ial.
Key words:graphite fluo ride;carbon fluor ide;solid-phase reaction
氟化石墨和氟化碳是碳和氟在高温下反应生成的一种先进的炭-石墨功能材料,其性能卓越、品质独特,是新型功能材料中的一朵奇葩.但由于合成氟化石墨和氟化碳最传统亦最常见的方法-“气相法”需要采用活泼性极高的剧毒单质气体氟作氟源,其合成难度高、危险性大[1],严重地阻碍了国内氟化石墨研究与开发的步伐.因此,探求新的、安全的氟源以消除氟气带来的潜在的危险性,寻找乃至制备新的碳源以确保氟化石墨和氟化碳产品的高质量,优化氟化石墨和氟化碳的合成工艺以缩短反应时间和提高反应速度便成为本论文研究的任务与目标.
收稿日期:2002-04-05
基金项目:国家自然科学基金(59972009)和湖南省自然科学基金(99JJY20046)资助项目
作者简介:邹艳红(1976-),女,湖南长沙人,湖南大学硕士研究生.
108 湖南大学学报(自然科学版) 2002年1 实 验
1.1 原料与试剂
含氟有机物PF:由株洲化工厂提供,粉末状.实验前,研磨至粒度50 m以下,放入沸水中煮1h,以除去无机盐等杂质,烘干后备用.
鳞片石墨:粉末状,化学纯,北京化工厂生产,纯度为98%,其真密度为2.23g/cm3,粉末电阻率为0.022 ?cm.实验前,将所用石墨原料在研钵中研磨至40 m,然后用氢氟酸浸泡,洗涤至洗液pH值为7,最终碳质量分数大于99.5%.在合成前将石墨放在真空条件下加热至400℃,保温1h,以除去吸附在石墨表面的空气、水等杂质.
煅烧焦:石油焦原料经过1250℃以上温度煅烧.其真密度为2.04g/cm3,粉末电阻率为0.075 ?cm,碳质量分数大于99.5%,平均粒度小于40 m.
生石油焦:其焦化温度为500℃左右,仍含少量碳氢挥发分,平均粒度-325目.
炭黑:经过1000℃非氧性气氛处理.其真密度为1.92g/cm3,电阻率为0.126 ?cm,碳质量分数大于99.7%,粒度10 m.
1.2 主要实验设备与测试仪器
管式电炉:改装,带温控仪、有关测压仪器设备等.
反应器:自行研制,密封性能良好,材质为不锈钢.
X射线衍射仪:D5000,德国西门子公司.
红外光谱分析仪:A QS-20型傅利叶红外光谱测定仪.
1.3 合成工艺技术路线
由于本实验研究没有直接使用“气相法”合成氟化石墨必不可少的剧毒单质气体氟作为主要原料,而是利用“固态氟”(含氟有机物PF原料)在反应器中高温裂解产生的氟源与石墨粒子直接进行氟化反应,为了与“气相法”工艺有所区别,故称本实验研究的新技术为“固相法”合成新技术.
根据本实验研究所选用原料的特点以及“固相法”合成与“气相法”工艺有所不同,本实验制定的技术路线见图1.
炭素原料粉+PF原料→混合→称量→装入反应器→升温、恒温→冷却→研磨→水沉实验→分析测试
图1 固相法合成氟化石墨与氟化碳工艺流程示意图
1.4 合成反应
把预处理好的PF原料与各种炭素原料分别按一定的比例充分搅拌混合均匀,然后装入自制反应器内(原料体积约为反应器体积的2/3)并且密封好,再将其置于改装的电炉中,加热进行合成反应,炉温控制在400～560℃之间,在此温度范围内,以每20℃为一反应温度进行合成反应,反应2h后,电炉停止加热,将冷却出炉的产物研磨至120目,最后进行水沉实验.
1.5 空白试验
将3.0g PF原料置于一长8.0cm、宽5.0cm的不锈钢钢板上,放进敞开的管式电炉
中,升温至420℃后保温2h,取出钢板,发现残留物较多.然后升温至440℃重复进行实验,仍有一定量的残留物,最后发现升温至480℃时PF 原料完全分解变为气体.
1.6 性能测试
将颜色接近银灰色、水沉实验沉淀较少、憎水性较好的样品进行红外光谱分析和X 射线衍射分析等测试.
2 实验结果与讨论
2.1 X 射线图谱分析与讨论
图2中A 和C 为原料石墨和PF 氟源原料的X 射线图谱,B 为所合成的氟化石墨的X 射线图谱,图3中A,B,C,D 分别为石墨、炭黑、煅烧焦、生焦与PF 在480℃条件下合成产物的X 射线图谱,横坐标为2 角度,X 射线以相同速度从5.00度扫描样品40.00度.
图2中A 只有(002)峰,2 角是26°,是典型的石墨晶体结构,对应图谱B 中的第二强峰,可以看出衍射峰变小变宽,而且B 图中出现了宽大的(001)衍射峰,这些特征与国外研究者对氟化石墨X 射线衍射测试结果相符合,与气相法合成的氟化石墨X 射线衍射测试结果也相近[3,4],另外PF 原料在480℃时已全部转化为气体,这表明我们已成功地合成了氟化石墨.
图3同时列出了几种炭素原料与PF 原料在相同的反应条件下产物的X 射线图谱,A 为石墨与PF 的产物,故明显存在(002)峰,其它的因不具备石墨微晶结构,(002)峰不明显,但同氟化石墨一样都有明显的(001)峰,这说明产物中都有一定量的F -C 键
.
图2 原料与氟化石墨的X 射线图谱的比较 图3 几种氟化产物的X 射线图谱的比较 A:鳞片石墨B:氟化石墨C:PF
A:鳞片石墨+PF B:炭黑+PF
C:煅烧焦+PF D:生焦+PF
2.2 红外光谱分析与讨论图4,图5,图6,图7中A 分别为原料鳞片石墨、炭黑、煅烧焦、生焦的红外光谱图,B
109 第3期 邹艳红等:固相法合成氟化石墨与氟化碳新工艺的研究
为它们各自与PF 原料在480℃下产物的红外光谱图,C 为PF 原料的红外光谱图
.
图4 鳞片石墨、氟化石墨、P F 的
红外光谱图谱的比较 图5 炭黑、氟化碳、P F 的红
外光谱图谱的比较
A :鳞片石墨
B :氟化石墨
C :PF A :炭黑B :氟化碳C :PF
红外光谱分析法表明:在波数1000cm -1～1400cm -1之间若有吸收峰,则存在F-C 键[5].从图中可以看出A 在1000cm -1～1400cm -1间无吸收峰,B 都有明显的吸收峰,而且其吸收峰与PF 的吸收峰存在着显著的差异,证明产物中有F-C 键生成.查手册知1235cm -1与1171cm -1分别对应着C -F 键与C 2F 键[6],说明氟化反应的产物是聚氟化碳与聚氟化二碳的混和物,这是4张图谱共同的特点.图4,图5,图6,图7中各个B 图谱,是由4种不同的炭素原料所合成的样品测试得到的图谱结果,仔细观察发现这4种图谱在形态、吸收峰值等方面近乎一致,这是为什么呢?鳞片石墨为典型的六方晶体石墨,其具有层状结构,显向各异性,石墨六角网状平面层理论碳原子间距是1.42°,层间距为
3.354°,层与层之间主要以ABAB …重迭.由于氟原子进入石墨层间生成氟化石墨,致使石墨的原有结构发生了很大的变化,原有的碳原子六角网状层面遭到破坏,故晶体结构不再完善,此时石墨中已存在大量的无序性区域.炭黑、煅烧焦、生焦可基本认为是无定形炭结构,这些原料与氟源进行合成反应后,结构会更加紊乱无序.另外,这4种炭素原料与氟源反应的产物所形成的F-C 键,类型相似,且主要是聚氟化碳和聚氟化二碳的混合物.由于这些方面的原因,所以这4种不同炭素原料在相同工艺条件下所合成的样品的红外图谱最终在形态、吸收峰方面呈现出几乎一致的结果.
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湖南大学学报(自然科学版) 2002年
图6 煅烧焦、氟化碳、PF 的
红外光谱图的比较 图7 生石油焦、氟化碳、PF 的
外光谱图谱的比较
A:煅烧焦B:氟化碳C :PF A:生石油焦B:氟化碳C:PF
3 结 论
1)鳞片石墨以及炭黑、煅烧焦、生焦均可作为合成氟化石墨和氟化碳的碳源原料.
2)制定的合成氟化石墨和氟化碳的技术路线、工艺条件合理可行.
3)“固相法”新技术方法简单、安全,无需剧毒单质气体氟作氟源,含氟有机物PF,可作为本合成工艺新型氟源原料.
参考文献:
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第3期 邹艳红等:固相法合成氟化石墨与氟化碳新工艺的研究
神奇的石墨烯 ——石墨烯的研究进展 石墨烯简介 石墨烯（Graphene），又称单层石墨，是一种由碳原子以sp2杂化轨道组成六角型呈蜂巢晶格的平面薄膜，只有一个碳原子厚度的二维材料。 石墨烯一直被认为是假设性的结构，无法单独稳定存在[1]，直至2004年，英国曼彻斯特大学物理学家安德烈?海姆和康斯坦丁?诺沃肖洛夫，成功地在实验中从石墨中分离出石墨烯，而证实它可以单独存在，两人也因“在二维石墨烯材料的开创性实验”为由，共同获得2010年诺贝尔物理学奖。 石墨烯目前是世上最薄却也是最坚硬的纳米材料，它几乎是完全透明的，只吸收2.3%的光"；导热系数高达5300 W/m?K，高于碳纳米管和金刚石，常温下其电子迁移率*超过15000 cm2/V?s，又比纳米碳管或硅晶体*高，而电阻率只约10-6 Ω?cm，比铜或银更低，为目前世上电阻率最小的材料。因为它的电阻率极低，电子跑的速度极快，因此被期待可用来发展出更薄、导电速度更快的新一代电子元件或晶体管。由于石墨烯实质上是一种透明、良好的导体，也适合用来制造透明触控屏幕、光板、甚至是太阳能电池。 石墨烯另一个特性，是能够在常温下观察到量子霍尔效应。 石墨烯的碳原子排列与石墨的单原子层雷同，是碳原子以sp2混成轨域呈蜂巢晶格(honeycomb crystal lattice)排列构成的单层二维晶体。石墨烯可想像为由碳原子和其共价键所形成的原子尺寸网。石墨烯的命名来自英文的graphite(石墨) + -ene(烯类结尾)，也可称为“单层石墨”。石墨烯被认为是平面多环芳香烃原子晶体。 石墨烯的结构非常稳定，碳碳键（carbon-carbon bond）仅为1.42?。石墨烯内部的碳原子之间的连接很柔韧，当施加外力于石墨烯时，碳原子面会弯曲变形，使得碳原子不必重新排列来适应外力，从而保持结构稳定。这种稳定的晶格结构使石墨烯具有优秀的导热性。另外，石墨烯中的电子在轨道中移动时，不会因晶格缺陷或引入外来原子而发生散射。由于原子间作用力十分强，在常温下，即使周围碳原子发生挤撞，石墨烯内部电子受到的干扰也非常小。石墨烯是构成下列碳同素异形体的基本单元：石墨，木炭，碳纳米管和富勒烯。完美的石墨烯是二维的，它只包括六边形(等角六边形); 如果有五边形和七边形存在，则会构成石墨烯的缺陷。12个五角形石墨烯会共同形成富勒烯。 石墨烯卷成圆桶形可以用为碳纳米管；另外石墨烯还被做成弹道晶体管（ballistic transistor）并且吸引了大批科学家的兴趣。在2006年3月，佐治亚理工学院研究员宣布, 他们成功地制造了石墨烯平面场效应晶体管，并观测到了量子干涉效应，并基于此结果，研究出以石墨烯为基材的电路. 石墨烯的问世引起了全世界的研究热潮。它是已知材料中最薄的一种，质料非常牢固坚硬，在室温状况，传递电子的速度比已知导体都快。石墨烯的原子尺寸结构非常特殊，必须用量子场论才能描绘。 既然石墨烯这么的神奇，有这么多的特性，那它的制备会不会特别难呢？ 事实表明现在大规模的制造石墨烯还比较困难，但小规模的制造用于科研还是比较容易
多孔石墨烯材料的研究进展 摘要：多孔石墨烯材料同时结合了石墨烯和多孔材料的优点，具有独特的二维结构及优异的理化性质，是一种具备巨大应用潜力的新型纳米碳质材料。然而单一的石墨烯材料很难充分满足各个领域的应用需求，且石墨烯片层容易堆叠和团聚，制约了其实际应用的发展。通过掺杂、改性、组装和复合等手段制备石墨烯衍生物及石墨烯纳米复合物等石墨烯基材料可以丰富并优化石墨烯的性质，拓展并提升石墨烯的性能，对于促进石墨烯的实际应用具有重大意义。作为一种新型石墨烯衍生物，多孔石墨烯以其二维片状结构、超高比表面积、开放的能带间隙、丰富的活性位点等特性吸引了研究者的很大关注。 关键词：石墨烯；杂化；石墨烯衍生物 引言 如果以化学家的视角将人类和世界写成一本书，碳元素必将会跻身关键词之列：从碳基生命到无机碳素，从史前壁画到太空天梯，从钻木取火到蒸汽革命，再从笔墨纸砚书酒花到柴米油糖酱醋茶，碳的身影无处不在，不可替代。作为世界上最为普遍和奇妙的元素，碳变化多端的魅力归因于其电子轨道杂化方式的多样性及其特殊的成键能力和成键方式。碳原子含有四个价电子，往往以sp，sp2和sp3等杂化形式构成具有不同性质的单质或化合物。以碳单质为例，碳元素存在多种结构、性质迥异的同素异形体。其中sp杂化形式的卡宾碳异常活泼，不易单独稳定存在；sp3杂化的金刚石稳定、超硬、价高，化学修饰较困难；sp2杂化的石墨、石墨烯化学修饰较易且具有独特的电子共轭体系，此外还存在杂化形式介于sp2杂化和sp3杂化之间的富勒烯及包含多种杂化形式碳原子的无定形碳等等。碳家族的众多成员极大丰富了碳质材料的性质，为其在各领域的广泛应用奠定了基础[1]。 1石墨烯及石墨烯基材料 石墨烯即单层或少层石墨薄片，是sp2杂化碳原子按照蜂窝状六元环结构排列而成的二维平面网络结构。2004年，曼彻斯特大学的Novoselov和Geim教授研究组利用机械剥离法成功得到独立存在的单原子层石墨烯，两位物理学家因这一开创性的发现在2010年共同获得诺贝尔物理学奖。然而当我们认真地追根溯源时，会发现石墨烯并非一颗横空出世的新星，围绕石墨烯的讨论已经在科学界
石墨烯材料的研究进展 摘要：石墨烯是近年被发现和合成的一种新型二维碳质纳米材料。由于其独特的结构 和新奇的物化性能，在改善复合材料的热性能、力学性能和电性能等方面具有很大的潜力，已成为纳米复合材料研究的热点。综述了石墨烯纳米复合材料的制备与应用研究进展，并对石墨烯纳米复合材料的发展前景进行了展望。 关键词：石墨烯；纳米复合材料；制备；应用 1，材料的基本情况 石墨烯是碳原子紧密堆积成单层二维蜂窝状晶格结构的碳质材料，是构成其它碳同素异形体的基本单元。石墨烯的理论研究已有６０多年的历史，一直被认为是假设性的结构，无法单独稳定存在。２００４年，英国曼彻斯特大学物理学家安德烈·海姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫用胶带反复剥离高定向热解石墨的方法，得到了稳定存在的石墨烯。石墨烯的出现颠覆了传统理论，使碳的晶体结构形成了从零维的富勒烯、一维的碳纳米管、二维的石墨烯到三维的金刚石和石墨的完整体系。 石墨烯的结构非常稳定。石墨烯内部的碳原子之间的连接很柔韧，当施加外力于石墨烯时，碳原子面会弯曲变形，使得碳原子不必重新排列来适应外力，从而保持结构稳定。这种稳定的晶格结构使石墨烯具有优秀的导热性。石墨烯是构成石墨，木炭，碳纳米管和富勒烯碳同素异形体的基本单元。完美的石墨烯是二维的，它只包括六边形(等角六边形); 如果有五边形和七边形存在，则会构成石墨烯的缺陷。12个五角形石墨烯会共同形成富勒烯。石墨烯卷成圆桶形可以用为碳纳米管 石墨烯的出现在科学界激起了巨大的波澜，人们发现，石墨烯具有非同寻常的导电性能、超出钢铁数十倍的强度和极好的透光性，它的出现有望在现代电子科技领域引发一轮革命。 石墨烯目前是世上最薄却也是最坚硬的纳米材料，它几乎是完全透明的，只吸收2.3%的光；导热系数高于碳纳米管和金刚石，石墨烯是迄今为止世界上强度最大的材料，据测算如果用石墨烯制成厚度相当于普通食品塑料包装袋厚度的薄膜（厚度约100 纳米），那么它将能承受大约两吨重物品的压力，而不至于断裂，石墨烯是世界上导电性最好的材料。 常温下其电子迁移率比纳米碳管或硅晶体高，而电阻率比铜或银更低，为目前世上电阻率最小的材料。因为它的电阻率极低，电子迁移的速度极快，因此被期待可用来发展出更薄、导电速度更快的新一代电子元件或晶体管。由于石墨烯实质上是一种透明、良好的导体，也适合用来制造透明触控屏幕、光板、甚至是太阳能电池。石墨烯另一个特性，是能够在常温下观察到量子霍尔效应。 2，最热的应用合成 石墨烯的应用范围广阔。根据石墨烯超薄，强度超大的特性，石墨烯可被广泛应用于各领域． 根据其优异的导电性，使它在微电子领域也具有巨大的应用潜力。石墨烯有可能会成为硅的替代品，制造超微型晶体管，用来生产未来的超级计算机，碳元素更高的电子迁移率可以使未来的计算机获得更高的速度。最小最快石墨烯晶体管。2011年4月7日IBM向媒体展示了其最快的石墨烯晶体管，该产品每秒能执行1550亿个循环操作，比之前的试验用晶体管快50%。 石墨烯材料还是一种优良的改性剂，在新能源领域如超级电容器、锂离子电池方面，由
电解槽排放烟气中HF、CO2、CO、SO2及全氟化碳的测定方法 Determination of HF、CO2、CO、SO2 and PFC concentration in fumes from cells （红外光谱测定法） (infrared analysis) 1 范围 本标准规定了电解槽排放烟气中HF、CO2、CO、SO2及全氟化碳浓度的测定方法。 本标准适用于电解槽排放烟气中HF、CO2、CO、SO2及全氟化碳浓度测定。 2 引用标准 下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本部分的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本部分，然而，鼓励根据本部分达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本部分。 GB/T 6040-2002 红外光谱测定方法通则 GB/T 6681-2003 气体化工产品采样通则GB/T 16157-1996 固定污染源排气中颗粒物测定与气态污染物采样方法 HJ/T 47-1999 烟气采样器技术条件 3 定义 本标准采用下列定义 3.1 烟气/fume：电解槽在电解过程中产生的气态物。 3.2 标准气体/gas standards：指气体状态的标准参比物质，包括高纯度标准气体和标准混合气体。标准混合气体是用高纯氮气作稀释气(又称平衡气或背景气)，再添加一种其它的高纯气体(又称组分气或掺杂气)配制而成。 3.3 校准气体/gas calibration：用于定期检查仪器准确度的标准混合气体。 3.4 标准曲线/working standards：在一定温度和压力下，测试每个浓度的标准混和气体，以特征吸收峰的峰高为纵坐标，浓度为横坐标，绘制的曲线。 3.5 干扰/interference：在选择的特征吸收谱带定量区间内，除待测的样品气成分外，还存在某种其他气体产生的吸收峰影响待测气体的定量。 4 原理 气体对红外光的吸收作用遵循兰伯-比尔定律，该定律表明，吸收作用的大小与气体的性质、光程及气体浓度有关。在一定温度和压力下，使用标准气体的吸收光谱数据群，利用回归测定法（经典最小二乘法）列出与测定样品气吸收光谱数据关联的计算公式，计算各组分的浓度。 5 材料 5.1 高纯氮气（纯度99.99%）。 5.2 液氮。
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四氟化碳项目 可行性研究报告 编制单位：北京中投信德国际信息咨询有限公司编制时间：https://www.doczj.com/doc/7611698500.html, 高级工程师：高建
关于编制四氟化碳生产建设项目可行性研 究报告编制说明 （模版型） 【立项 批地 融资 招商】 核心提示： 1、本报告为模板形式，客户下载后，可根据报告内容说明，自行修改，补充上自己项目的数据内容，即可完成属于自己，高水准的一份可研报告，从此写报告不在求人。 2、客户可联系我公司，协助编写完成可研报告，可行性研究报告大纲（具体可跟据客户要求进行调整） 编制单位：北京中投信德国际信息咨询有限公司 专 业 撰写节能评估报告资金申请报告项目建议书 商业计划书可行性研究报告
目录 第一章总论 (1) 1.1项目概要 (1) 1.1.1项目名称 (1) 1.1.2项目建设单位 (1) 1.1.3项目建设性质 (1) 1.1.4项目建设地点 (1) 1.1.5项目主管部门 (1) 1.1.6项目投资规模 (2) 1.1.7项目建设规模 (2) 1.1.8项目资金来源 (3) 1.1.9项目建设期限 (3) 1.2项目建设单位介绍 (3) 1.3编制依据 (3) 1.4编制原则 (4) 1.5研究范围 (5) 1.6主要经济技术指标 (5) 1.7综合评价 (6) 第二章项目背景及必要性可行性分析 (7) 2.1项目提出背景 (7) 2.2本次建设项目发起缘由 (7) 2.3项目建设必要性分析 (7) 2.3.1促进我国四氟化碳产业快速发展的需要 (8) 2.3.2加快当地高新技术产业发展的重要举措 (8) 2.3.3满足我国的工业发展需求的需要 (8) 2.3.4符合现行产业政策及清洁生产要求 (8) 2.3.5提升企业竞争力水平，有助于企业长远战略发展的需要 (9) 2.3.6增加就业带动相关产业链发展的需要 (9) 2.3.7促进项目建设地经济发展进程的的需要 (10) 2.4项目可行性分析 (10) 2.4.1政策可行性 (10) 2.4.2市场可行性 (10) 2.4.3技术可行性 (11) 2.4.4管理可行性 (11) 2.4.5财务可行性 (11) 2.5四氟化碳项目发展概况 (12)
氟化石墨（Fluorographite polymer，缩写GF）氟化石墨，中文别名聚氟化碳，是现今国际上高科技、高性能、高效益的新型炭/石墨材料研究热点之一，其性能卓越，品质独特，是功能材料家族中的一朵奇葩。 氟化石墨的分子式是CH4F2，分子量54.0393，呈白色粉末状。从结构上看是氟进入到石墨六碳环平面层之间，与石墨相似，故称氟化石墨。其化学组成和晶体结构随反应温度及原料的晶型结构不同而不同。氟化石墨出现之前，固体润滑剂主要是石墨和二硫化钼，石墨在有空气或水蒸气存在时，具有良好的润滑性能，而在真空或还原性气氛下，润滑性能大为降低，二硫化钼在空气等氧化性气氛下，与氧坟茔生成三氧化钼，使原来的二维层状结构转化为三维结构，因而润滑性急剧下降。氟化石墨的摩擦系数比石墨和二硫化钼低，且不受环境气氛影响，作为固体润滑剂，氟化石墨优于二硫化钼。 从石墨、石墨层间化合物、氟化石墨等的结构来论述氟化石墨优良的物理化学性能。 （1）石墨的晶体结构 石墨的化学式为碳，晶体结构为六方晶系，如下图所示，每个碳原子与三个相邻的碳原子之间的距离相等，都为1.42?，单层与层之间的距离却为3.35 ?。石墨的这种结构，表现为在碳原子平面上，SP2杂化轨道电子形成的共价键与P轨道电子形成的金属键相连接，形成牢固的六角网状平面，碳原子间具有极强的键合能；而在碳原子平面之间，其结合的则是极弱的范德华力。这种层状的结构特点决定了石墨一系列独特的物理化学性质，同时可提供了其他物质插入碳原子平面间形成石墨层间化合物的可能性。 石墨的晶体结构 （2）石墨层间化合物 1）石墨层间化合物的定义 是指石墨的碳原子平面间插有金属原子、氟、溴等异类物质的化合物。石墨层间化合物由
石墨烯力学性能研究进展* 韩同伟‘贺鹏飞2,t骆英‘张小燕“ 江苏大学土木工程与力学学院，江苏镇江212013 2同济大学航空航天与力学学院，上海200092 3江苏大学化学化工学院，江苏镇江212013 摘要石墨烯是近年来发现的由单层碳原子通过共价键结合而成的具有规则六方对称的理想二维晶体，是继富勒烯和碳纳米管之后的又一种新型低维碳材料.由于具有非凡的电学、热学和力学性能以及广阔的应用前景，石墨烯被认为是具有战略意义的新材料，近年来迅速成为材料科学和凝聚态物理等领域最为活跃的研究前沿.本文简要介绍了研究石墨烯力学性能的实验测试、数值模拟和理论分析方法，重点综述了石墨烯力学性能的最新研究进展，主要包括二维石墨烯的不平整性和稳定性，石墨烯的杨氏模量、强度等基本力学性能参数的预测，石墨烯力学性能的温度相关性和应变率相关性、原子尺度缺陷和掺杂等对力学性能的影响以及石墨烯在纳米增强复合材料和微纳电子器件等领域的应用，最后对石墨烯材料与结构的力学研究进行了展望. 关键词石墨烯，力学性能.分子动力学，缺陷 1引言 石墨烯(graphene)，又称为二维石墨片，是由单层碳原子通过共价键(碳5pz杂化轨道所形成的二键、二键)结合而成的具有规则六方对称的理想二维晶体11-21，如图1所示，于2004年由英国曼彻斯特大学的安德烈·盖姆(Andre Geim)和康斯坦丁·诺沃肖罗夫(Konstantin Novoselov)首先发现[fll，是继富勒烯(Cso)和碳纳米管(CNTs)之后的又一种新型低维碳材料，其厚度仅为头发丝直径的20万分之一。约为0.335 nm，是目前发现的最薄的层状材料. 在石墨烯中，每个碳原子通过很强的0键(自然界中最强的化学键)与其他3个碳原子相连接，这些很强的碳一碳键致使石墨烯片层具有极其优异的力学性质和结构刚性.碳原子有4个价电子，每个碳原子都贡献一个未成键的兀电子。这些兀电子与平面成垂直的方向可形成二轨道，二电子可在晶体中自由移动，赋予石墨烯良好的导电性.但这些面外离位的二键与相邻层内的二键的层间相互作用远远小于一个6键，即片层间的作用力较弱，因此石墨层间很容易互相剥离，形成薄的石墨片.石墨烯的碳基二维晶体是形成sp“杂化碳质材料的基元，它可以包裹起来形成零维的富勒烯(fullerene, Cso)，卷起来形成一维的纳米碳管(carbon nanotube, CNT)，层层堆积形成三维的石墨(graphite)，石墨烯是构建众多碳质材料的基本结构单元[[3J，如图2所示. 由于独特的二维结构以及优异的晶体品质，石墨烯具有十分优异的电学、热学、磁学和力学性能fl-$1，有望在高性能纳米电子器件、复合材料、场发射材料、气体传感器、能量存储等领域获得广泛应用.石墨烯是零隙半导体，具有一般低维碳材料所无法比拟的载流子特性，是其备受关注的重要原因之一石墨烯成为凝聚态物理学中独一无二的描述无质量狄拉克一费米子(masslessDirac Fermions)的模型体系，这种现象导致了许多新奇的电学性质因此，石墨烯为相对论量子电动力学现象的研究提供了重要借鉴.研究还表明，石墨烯的热导率和机械强度(5kW}m-1}K-1和1.06 TPa)可与宏观石墨材料相媲美，断裂强度与碳纳米管相当f7-sl.此外，石墨烯为制备集超高导电、导热及机械性能等各种优越性能于一体的新型功能复合材料提供了一种理想的纳米填料[fl。一’‘].因此，石墨烯被誉为新一代战略材料，近年来迅速成为材料科学和凝聚态物理领域最为活跃的研究前沿[2,1“一’51. 2009年12月，Science杂志将石墨烯研究取得新进展”列为2009年十大科技进展之一2010年10月，英国曼彻斯特大学的两位科学家安德烈·盖姆和康斯坦丁.诺沃肖罗夫因在二维空间材料石墨烯方面的开创性实验而获得诺贝尔物理学奖，由此引发石墨烯新的研究热潮.
龙源期刊网 https://www.doczj.com/doc/7611698500.html, 石墨烯的研究进展概述 作者：兰耀海 来源：《建材发展导向》2014年第03期 摘要：由于石墨烯具有独特的结构和优越的性能，现己逐渐应用于电子材料、薄膜材 料、储能材料、液晶材料、催化材料等先进的功能材料领域。石墨烯复合材料是石墨烯应用研究中的重要领域，近年来已成为材料研究的热门领域。文章主要对石墨烯的物理化学性质、制备方法、石墨烯复合材料以及应用领域进行简单总结，并对未来石墨烯复合材料的发展做一展望。 关键词：石墨烯；复合材料；研究进展 1 石墨烯的物理化学性质 石墨烯是一种由碳原子构成的单层片状结构的新材料，是一种由碳原子以sp2杂化轨道组成六角型呈蜂巢晶格的平面薄膜，是只有一个碳原子厚度的二维材料。石墨烯一直被认为是假设性的结构，无法单独稳定存在，直到2004年，英国科学家成功地在实验中从石墨中分离出石墨烯，从而证实它可以单独存在。石墨烯具有特殊的单原子层结构和奇特的物理性质：强度达130GPa、热导率约5000J/（m·K·S），禁带宽度几乎为零、载流子迁移率达到2×105cm2/（V·s），具有极高的透明度（约为97.7%）、表面积的理论计算值为2630m2/g，石墨烯的杨氏模量（1100GPa）和断裂强度（125GPa）与碳纳米管相当，它还具有分数量子霍尔效应、量子霍尔铁磁性和零载流子浓度极限下的最小量子电导率等一系列优良性质。 石墨烯是一种由碳原子构成的单层片状结构的新材料。是世上最薄却也是最坚硬的纳米材料，它几乎是完全透明的，只吸收大约2.3%的光。石墨烯的物理性能优越可以翘曲成零维的富勒烯，卷成一维的碳纳米管或者堆垛成三维的石墨。石墨烯的基本结构单元为有机材料中最稳定的苯六元环，理想的石墨烯结构是平面六边形点阵，可以看作是一层被剥离的石墨分子，每个碳原子均为sp2杂化，并贡献剩余一个p轨道上的电子形成大π键，π电子可以自由移动，这赋予石墨烯良好的导电性。 2 石墨烯的制备方法 自从2004年曼彻斯特大学的研究小组发现了单层及薄层石墨烯以来，石墨烯的制备引起学术界的广泛关注。由于二维晶体结构在有限温度下是极不稳定，而考察石墨烯的基本性质并充分发挥其优异性能需要高质量的单层或薄层石墨烯，这就要求寻找一种石墨烯的制备方法来满足日益增长的研究及应用需求。 目前石墨烯的制备方法主要划分为三类：第一类为化学剥离法，这种方法通过制备氧化石墨作为前躯体，使用化学还原，溶剂热还原，热膨胀还原等手段得到对应的石墨烯。第二类为
1、性质：氟化石墨是碳和氟直接反应而制得的一种石墨层间化合物。其化学结构式可用（Cfx）n来表示。其中X为不定值，大小为0＜X＜1.25。氟化石墨的性质随分子式中碳和氟的比值不同而不同。CF（1-1.25）称为高氟化度石墨CF（0.5-0.99）被称之为低氟化度石墨颜色随着氟含量的增加，由灰黑色变为雪白色，高氟化度石墨具有优良的热稳定性，是电和热的绝缘体，不受强酸和强碱的腐蚀，润滑性能超过MoS2和鳞片石墨，试验证明，在任意温度下，其磨损寿命优于MoS2作为润滑腊的添加剂，能显著提高部件的支承负荷和降低润滑部件的表面温度。低氟化度氟化石墨外观为灰黑色热稳定性较差，一般不作润滑剂使用氟化石墨具有较大的润湿接触角和、及较低的表面能，其接触角如表5-64所示。 表5-64 氟化石墨在30℃以下的接触角表（度） 试样 名称 NaOH 30% NaO 17% 水甘油甲醇胺 14烷醇 121 116。 117 100 96 -- -- -- 102 102 95 -- 146 139 143 151 126 103 -- -- 141 145 129 -- 108 96 96 77 75 52 氟化石墨仍保持层状构造，但和原来晶体比较，其层间分子间力弱得多。由于氟原子的插入和层间相对滑动而使基面叠层发生变化，出现AAA构造，它可以看作是共价键的氟插入石墨层间而形成的石墨层间化合物。故具有一般氟化物所不同的物理化学性质。从表5-6所可知，氟化石墨具有亲水亲油性，其独特之处是低面能和高润滑性，是一种新型的功能材料。 2、用途：关于氟化石墨的研究历时已久，早在1914年RUH等通过控制爆炸和燃烧反应合成了灰色的氟化石墨-CF0.29，到了四十年代Ruidorff通过严密控制反应温度合成CF0.67~0.985氟化石墨，1948年美国人potim等在420~4500C条件下合成了（CF1.04）n高氟化度石墨。但早期的研究停留在合成产物的射线分析上，至于其他物化性质及开发利用研究还是近期的事，特别是近年美国NASA报导了氟化石墨优异的润滑性能的研究成果以及氟化石墨作为高能电池活性能的研究结果以及氟化石墨作为高能电池活性物质重要材料引起了国内外研究工作者的注意，使得以其为中心的研究十分活跃，氟化石墨成为一研究热点，被认为是一种很有希望石墨间化合物。氟化石墨（以下简称“GF”），其结构为（CF）n，因其性能突出，故作为润滑剂，防湿剂，防污剂及电池活性物质等而得广泛应用，并获得了有关部门好评。主要用途： 2.1、固体润滑剂：石墨和MOS2很久以来作为固体润滑剂，但有缺点，石墨在真空中和还原性气氛中润滑性能显著降低，MOS2在空气中和氧化后表面变为MOS3，也使润滑性能降低。而“GF”表面为化学键（→F）组成的重叠结构，不但表面能小层间距大，而且化学性质及热稳定性好，在各种苛刻条件下，其润滑性能也不下降，特别是在高温、高压及高载荷（882Kg/cm2）条件下，仍然保持良好的润滑性能，有人曾将石墨，特弗纶，MOS2及（“GF”）在相同条件下作润滑试验，试验表明在相同的试验时间内，上述四种材料的温度、摩擦系数以及磨损量减少的顺序为：石墨＞特弗纶＞MOS2＞“GF”。四项指标均以“GF”为优。 “GF”的润滑性能大体上和氟化程度成正比，氟化程度越高，润滑性越好，但产量低，成本高。故此，有人建议采用低氟化度石墨及其混合物作为润滑剂，其特点是产率高，价格也便宜。 2.2、高能电池材料：美国、日本等国研究证明，CF0.5~0.99的氟化石墨最适合作高能电池阳极材料，含氟量高则有利于减少阳极体积，使电池小型化。而高氟化石墨—CF1.1~1.26虽然含氟量高，但由于电阻率过大，因而不宜作阳极材料。1973年日本Matsuhita电气公司试制成功一种新型高能电池，该电池以“GF”作阳极，金属锂作阴极，中间为有机电解液，其开路端电压为2.8~ 3.2V，工作电压为2.8V，和碱性电池以及普通电池比较，其重量减轻20~30%，工作电压及容量高出一倍，相当于4~5节碱性电池和普通电
Material Sciences 材料科学, 2018, 8(3), 222-234 Published Online March 2018 in Hans. https://www.doczj.com/doc/7611698500.html,/journal/ms https://https://www.doczj.com/doc/7611698500.html,/10.12677/ms.2018.83024 Research Progress of Microwave Absorbing Materials Based on Graphene Xingjun Lv, Yingrui Wu, Hang Li, Wei Li School of Civil Engineering, Dalian University of Technology, Dalian Liaoning Received: Mar. 2nd, 2018; accepted: Mar. 21st, 2018; published: Mar. 28th, 2018 Abstract Graphene, as a new type carbon material, due to its excellent physical and chemical properties, has become a research focus. In this paper, the electromagnetic wave absorbing properties and mechanism of graphene composites are reviewed. The development of graphene based composite absorbing materials is expected. Keywords Graphene, Absorbing Material, Composite 基于石墨烯吸波材料的研究进展 吕兴军，武应瑞，李航，李威 大连理工大学土木工程学院，辽宁大连 收稿日期：2018年3月2日；录用日期：2018年3月21日；发布日期：2018年3月28日 摘要 石墨烯作为一种新型的碳材料，由于其优良的物理化学性能成为研究的热点。本文综述了石墨烯复合材料的电磁波吸收性能和机理等，并对石墨烯基复合吸波材料的发展做了展望。 关键词 石墨烯，吸波材料，复合材料
氟化石墨的制备与研究 Prepa ratio n and Study o n Fluo ride Graphite 征茂平1,夏金童2,顾明元1,陈宗璋1 (1上海交通大学金属基复合材料国家重点实验室,上海200030) (2湖南大学化学化工学院,长沙410082) ZHEN G Mao-ping1,X IA Jin-tong2,GU Ming-y uan1,C HEN Zo ng-zhang1 (1Sta te Key Labo ra to ry o f M M Cs of Sha nghai J iao to ng University,Shang hai200030,China) (2Co lleg e of Chemistry and Chemical Engineering of Hunan Univ ersity,Changsha410082,China) [摘要] 通过石墨与电解熔盐K F·2HF所产生的氟气反应,制得了氟化石墨,采用X射线衍射和红外光谱对其结构进行测定;研究了反应温度对氟化石墨结构和组成的影响。 [关键词] 氟化石墨;红外光谱;X射线衍射 [中图分类号]O613;T Q124 [文献标识码]A [文章编号]1001-4381(1999)08-0021-03 Abstract:Fluoride g raphite were prepa red by the reactio n of g raphite and fluo rine g as,w hich was produced by electrolysis of KF·2HF melt sa lt at100℃.The structure o f fluo ride g ra phite was studied throug h X-ray diffractio n a nd infrared spectro meter,a nd effects o f tem perature o n its structure a nd com po sitio n were also inv estig ated. Key words:fluo ride g raphite;IRS;X RD 氟化石墨是通过氟与碳直接反应而生成的石墨插层化合物。不同于CF4,C2F6等碳氟化合物,具有独特的化学和物理特性,受到材料界的重视。德国化学家Ruff[1]在1947年通过控制爆炸和燃烧反应,由石墨合成了灰色疏水物质CF0.92,并用X射线衍射对CF0.92结构进行了测试,这是有关氟化石墨的最早报道。1947年, G.Rudo rff[2]通过严格控制反应温度,在410～500℃范围内合成了CF0.676～C F0.989氟化石墨;化合物的颜色随氟含量的增加,从灰色变为白色。Rudo rff同时发现,少量氟化氢的存在可起催化作用,使这一反应在低于400℃便可进行。到1984年,英国的柏林等人[3]在420～450℃之间制成了(CF1.04)n氟化石墨。 但由于没有发现其独特的性质,未了解其实用价值,对氟化石墨的研究也就没有迅速地开展起来。直到60年代后期,人们发现,氟化石墨的层间能比石墨的层间能小得多,从而认识到它的固体润滑性的特点[4],确定了其使用价值。此后,对氟化石墨作为固体润滑剂和高能量密度锂电池的正极材料的研究,把氟化石墨这 [收稿日期]1998-11-13一新型功能材料的研制推向了高潮,其应用越来越广。 1 实验 氟化石墨的制备通常是电解无水HF,使生成的氟气与石墨反应制得。由于HF是弱电解质,所以一般加入K F来增强其导电性。本实验所用电解质为中温电解质,其组成在K F· 1.8HF～K F· 2.2HF范围内,熔点为65℃±2℃,工作温度选定在100℃,使电解质充分融熔,同时确保HF的挥发不是太大。电解过程中,由于K F不参与反应,而HF一直处于消耗中,因而应定时称量电解槽,观察其重量变化,及时补充HF,使熔盐体系维持在K F·1.8HF～K F· 2.2HF范围内。 2 结果与讨论 2.1 氟化石墨扫描电镜测试 图1是在550℃,反应20h制得氟化石墨的扫描电子显微镜像。与原先石墨相比,氟化石墨的粒度变得很细,约在10nm左右,但有一部分氟化石墨聚集成团。 氟化石墨的制备与研究
石墨烯传感器的研究进展 摘要 本文论述了石墨烯电化学和生物传感器的研究进展，包括石墨烯的直接电化学基础、石墨烯对生物小分子的电催化活性、石墨烯酶传感器、基于石墨烯薄膜 和石墨烯纳米带的实用气体传感器（可检测Ｏ 2、ＣＯ和ＮＯ 2 ）、石墨烯ＤＮＡ传 感器和石墨烯医药传感器（可用于检测扑热息痛）。 2004年，英国曼彻斯特大学ＡｎｄｒｅＫ．Ｇｅｉｍ等以石墨为原料，通过微机械力剥离法得到一系列叫作二维原子晶体的新材料———“石墨烯（Ｇｒａｐｈｅｎｅ）”。 石墨烯是碳纳米材料家族的新成员，具有二维层状纳米结构，室温下相当稳定。由于在石墨烯中碳原子呈ｓｐ２杂化，贡献剩余一个ｐ轨道上的电子形成了大π键，π电子可以自由移动，使石墨烯具有优良的导电性、新型的量子霍尔效应以及独特的超导性能。石墨烯对一些酶呈现出优异的电子迁移能力，并且对一些小分子（如H2O2、ＮＡＤＨ）具有良好的催化性能，使其适合做基于酶的生物传感器，即葡萄糖传感器和乙醇生物传感器。在电化学中应用的石墨烯大部分都是由还原石墨烯氧化物得到的，也称为功能化石墨烯片或者化学还原石墨烯氧化物，这种物质通常有较多的结构缺陷和官能团，在电化学应用上具有优势。 碳是电化学分析和电催化领域应用最广的材料。例如，碳纳米管在生物传感器、生物燃料电池和质子交换膜（ＰＥＭ）燃料电池方面有着良好的性能。基于石墨烯的电极在电催化活性和宏观尺度的导电性上比碳纳米管更有优势。因此，在电化学领域，石墨烯就有了大展身手的机会。石墨烯在电化学传感器上的应用有以下优点：①体积小，表面积大；②灵敏度高；③响应时间快；④电子传递快； ⑤易于固定蛋白质并保持其活性；⑥减少表面污染的影响。 １石墨烯的电化学基础 为了更好地了解碳材料在电化学领域的应用，有必要研究决定碳电极的几种重要参数的基本电化学行为，即电化学位窗口、电子迁移速率、氧化还原电位等。 ＺｈｏｕＭｉｎｇ等报道称石墨烯在０．１ｍｏｌ／ＬＰＢＳ（ｐＨ为７．０）中具有大约２．５Ｖ的电化学电位窗口，这与石墨、玻碳、甚至掺杂硼的金刚石电极相似，但是，从交流阻抗谱来看，石墨烯对电荷迁移的阻力比石墨和玻碳电极对电荷迁移的阻力小。 Ｔａｎｇ等通过氧化还原电对的循环伏安法研究了石墨烯的电子迁移行为，如具有良好氧化还原峰的３－／４－和３＋／２＋。在循环伏安法中所有阴阳两极的峰值电流都与扫描速率的平方根呈线性关系，表明石墨烯电极的氧化还原过程主要是由扩散控制的。在ＣＶｓ（循环伏安法）中，石墨烯中一个电子迁移的氧化还原电对的峰值电位差（ΔＥｐ）非常低，很接近于５９ｍＶ的理想值，比玻碳电极的小很多；另外，３－／４－的峰值电位差为６１．５～７３ｍＶ
我国石墨烯材料应用研究进展和发展前景我国石墨烯材料应用研究进展和发展前景 中国粉体技术网 2015-09-21 11:55:24 阅读(620) 评论(0) 声明：本文由入驻搜狐媒体平台的作者撰写，除搜狐官方账号外，观点仅代表作者本人，不代表搜狐立场。举报 导读：手机充电只需几秒钟？史上最薄电灯泡？光驱动飞行器？关于石墨烯非凡应用的新闻不断出现在人们的视野当中，似乎石墨烯已经成为了无所不能的超级材料。石墨烯这种二维碳材料引起l人们的广泛关注。那么近几年来我国石墨烯研究进展和发展前景又如何呢？ 手机充电只需几秒钟？史上最薄电灯泡？光驱动飞行器？关于石墨烯非凡应用的新闻不断出现在人们的视野当中，似乎石墨烯已经成为了无所不能的超级材料。2004年
英国曼彻斯特大学物理学家安德烈·盖姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫，成功从石墨中分离出石墨烯，证实它可以单独存在，两人也因此共同获得2010年诺贝尔物理学奖以来，石墨烯这种二维碳材料开始引起人们的广泛关注。那么近几年来我国石墨烯研究进展和发展前景又如何呢？ “重庆造“石墨烯安全手机获2万套订单 继今年3月全球首批量产石墨烯手机在重庆市问世后，“重庆造”石墨烯手机又有新产品。重庆墨希科技有限公司（以下简称重庆墨希科技）与重庆华森心时代实业公司（以下简称华森心时代）日前签订《石墨烯商务安全手机采购协议》，根据协议，华森心时代计划向重庆墨希科技采购价值3800万元的2万套石墨烯商务安全手机。 根据相关公告显示，这批石墨烯手机是符合国家保密局等保四级标准的硬件加密安全手机。其机型名为“LT521”，是一款5.5寸全高清屏的五模4G手机，采用了石墨烯触控屏、石墨烯导热膜及石墨烯电池，采购单价为1900元/套，配置方面与目前市场上主流的安卓智能手机差不多。据了解，华森心时代采购的这批手机将主要面向金融业、政府部门和商务高端人士销售。 今年3月，重庆墨希科技发布全球首批量产石墨烯手机时表示，由于采用石墨烯触摸屏、石墨烯电池和石墨烯导热
?综述? 解放军总医院呼吸科(邮政编码100853) 全氟化碳的医学应用 崔俊昌 刘又宁 全氟化碳(perfluo rocarbon PFC )是碳氢化合物中的氢原子被氟原子取代后形成的一类化合物,医学上常用的PFC 碳原子为8～12个,常温下为无色、无味、无毒的透明液体,粘度低于血液而稍高于水,不溶于水、血液、脂类及其他介质,密度高,表面张力低,化学性质稳定,在体内不发生代谢。尤为重要的是,PFC 具有良好的呼吸气体运载能力,对氧的溶解度约为水的20倍,是全血的2～3倍,二氧化碳的溶解度是水的3倍多。自1966年C lark 首次报道PFC 能作为良好的载氧体以来,对于PFC 的研究有很大进展。现将其在医学方面的应用综述如下。 一、由于PFC 具有良好的呼吸气体运载能力,最初作为血液代用品应用于临床。M itsuno 等[1]报道,186例病人中134例用于术中,或急性失血时血液的补充。失血病例在输注 PFC 乳液后,血压保持稳定,心率无明显变化,中心静脉压 输注前低者可上升,均未出现急性低血压和过敏等严重不良反应。杨志焕等[2]报道343例病人,其中PFC 乳液用于术中输血或急救时作为血液代用品301例,输注后血流动力学平稳,血压和中心静脉压低者输注后可迅速恢复正常,动脉血氧分压明显升高,氧含量增加;在301例输注过程中,3例有一过性血压下降,10例有一过性胸闷、颜面潮红,2例并发荨麻疹,其余病例均未见不良反应。白细胞在输注后1周内有一过性增高,血小板及纤维蛋白原有一过性降低,但血小板功能和血凝纤溶系统未见异常。5例病人AL T 轻度增高,肾功能未见异常,可见PFC 经静脉输注是比较安全的。用于脑血栓形成10例,病人输注后神经系统症状和体征有明显改善,对肌力和感觉的改善比低分子右旋糖酐更明显。新一代的PFC 如oxyfluo r 和oxygen t ,临床实验表明具有更强的携氧能力,而不良反应更少,除部分病人出现一过性剂量相关的类过敏样症状外,无呼吸、心脏及出凝血功能等异常[3]。 二、液体及部分液体通气 1966年,C lark 首先报道PFC 能替代空气供动物呼吸 并使动物存活数小时,这种完全用液体代替空气的呼吸方式称为液体通气。1990年,Green span 等[4]首次将液体通气技术用于早产儿呼吸困难综合征(RD S ),治疗期间患者肺顺应性明显增加,PO 2及PCO 2均有不同程度的改善。1991年,在液体通气基础上提出了PFC 介导的部分液体通气(PLV )。动物实验表明,PLV 取得了和液体通气相同的治疗效果,应用PLV 可使PO 2提高6～7倍,肺顺应性提高4～5倍,并可 维持PCO 2在正常水平,同时和正压通气相比,PLV 可使肺内分流减少,肺组织损伤明显减轻[5]。L each 等[6]报道13例早产儿RD S ,应用常规治疗无效,应用PLV 24～76小时,在第一小时氧分压增加138%,肺顺应性增加61%。Green span 等[7]报道6例应用EC M O 治疗2天无效的婴儿,应用PLV 治疗后,所有病人出现肺复张,肺顺应性提高,其中2例长期存活。在实施PLV 的同时吸入一氧化氮,使疗效显著提高,尤其是对伴有肺动脉高压的急性呼吸衰竭,不仅显著提高氧分压,还可使肺动脉压明显下降[8]。最近动物实验表明,PFC 还具有一定的抗感染作用,PLV 能降低酸吸入肺损伤大鼠血清肿瘤坏死因子浓度[9],减轻对兔肺部蛋白和脂质的氧化损伤[10]。目前,认为PFC 是最理想的液态呼吸介质,PFC 介导的液体及部分液体通气已成为急性肺损伤呼吸支持治疗的一个重要手段。 三、药物传送载体 通过气管内导管传送药物,对于重症监护病人是常用手段之一。在肺部疾患应用液体及部分液体通气支持时,肺血流分布更加均匀,通气 血流比值更加匹配,应用PFC 作为药物传送载体从气管内给药,从理论上讲更有利于药物在肺中的分布与吸收。Cox 等[11]报道正常和急性肺损伤的羊,经气管注入庆大霉素 PFC 悬液和经静脉注入庆大霉素相比, PFC 悬液气管注入组庆大霉素在肺内的分布更加均匀;在 正常羊肺组织内庆大霉素浓度经气管注入组明显高于静脉注入组;在肺损伤组,两者肺组织药物浓度无差别,但经气管注入组血药浓度明显低于静脉注入组,表明以PFC 作为庆大霉素传送载体更加有效且不良反应可能更低。在液体及部分液体通气中,PFC 可以作为一个其他治疗药物如支气管扩张剂、外源性表面活性物质、抗生素、糖皮质激素、化疗药物、抗氧化剂及作为基因转导的腺病毒等的传送载体,将这些药物直接传送到肺,从而保护其他非靶器官免受医源性药物影响。 四、支气管肺泡灌洗 支气管肺泡灌洗(BAL )在临床已广泛应用于肺部疾病的诊断、治疗及疗效判断。传统的灌洗液为生理盐水,在灌洗过程中及灌洗后会出现短暂的低氧血症,对机体造成损害。 PFC 具有较高的携带氧的能力,动物实验表明,作为肺泡灌?861?北京医学2001年第23卷第3期