石墨烯调研报告
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2023年石墨烯行业市场调查报告石墨烯是一种单层的碳原子晶体,其拥有的优良特性使其成为了当今新兴材料领域的研究热点。
近年来,石墨烯的应用领域呈现出不断扩大的趋势,涉及电子、光学、储能、储氢、生物医药、传感器等领域。
本文将通过市场调查,分析当前石墨烯在行业市场中的应用情况和发展潜力。
一、石墨烯市场现状石墨烯在各个领域都有广泛的应用,其中以电子、光电子、能源储存和传感器领域最为突出。
根据市场研究机构的数据,石墨烯市场规模将从2018年的2.2亿美元增长到2025年的9.1亿美元,年复合增长率达到了38%。
在电子方面,石墨烯的高传导性、高导热性和高强度等优良特性,使其被广泛应用于高性能电子产品中。
目前,石墨烯在柔性显示器、智能手机、笔记本电脑、平板电脑等电子产品中的应用已经成为一种趋势。
根据市场研究机构Yole Développement 的数据,石墨烯在2018年的电子市场规模为2960万美元,预计到2023年将达到10.3亿美元。
在光电子领域,石墨烯的宽带谱吸收特性和高载流子迁移率使其成为了潜在的研究领域。
目前,石墨烯在太阳能电池、LED灯、传感器等领域中的应用也在不断增多。
根据市场研究机构的数据,石墨烯在2018年的光电子市场规模为2690万美元,预计到2023年将达到5.5亿美元。
在能源储存领域,石墨烯的高比表面积和高电导率使其成为了高性能电池和超级电容器的先锋材料。
目前,石墨烯在锂离子电池、锂硫电池、钠离子电池、超级电容器等领域中的应用也越来越多。
根据市场研究机构的数据,石墨烯在2018年的能源储存市场规模为2430万美元,预计到2023年将达到6.3亿美元。
在传感器领域,石墨烯的高灵敏度和高选择性使其成为了高性能和多功能传感器的材料。
目前,石墨烯在压力传感器、光学传感器、生物传感器等领域中的应用也在不断增多。
根据市场研究机构的数据,石墨烯在2018年的传感器市场规模为2270万美元,预计到2023年将达到5.1亿美元。
石墨烯是一种由碳原子构成的二维材料,具有很强的力学性能和热导性能,被广泛地认为是未来材料科学研究的重要方向之一、2024年诺贝尔物理学奖的颁发更是证实了石墨烯的重要性。
近年来,石墨烯行业迅速发展,涉及到材料、电子、能源等多个领域。
首先,石墨烯在材料领域具有广泛的应用前景。
石墨烯具有良好的导电性能和机械强度,因此被广泛应用于电子器件的导电材料中。
研究人员已经成功地将石墨烯应用于传感器、导电薄膜等领域,取得了很好的效果。
此外,由于石墨烯具有很高的透明度和柔韧性,还有望应用于柔性显示器、光学设备等领域。
其次,石墨烯在电子领域的应用也备受关注。
石墨烯具有极高的电子迁移率和独特的电子结构,因此被广泛应用于电子器件中。
例如,研究人员已经成功地制造出了石墨烯晶体管,取得了很好的性能。
此外,石墨烯在能源领域的应用也备受关注。
石墨烯具有很高的电导率和热导率,可以应用于电池、超级电容器等领域,提高能源传输效率,促进新能源的发展。
然而,石墨烯行业目前还存在一些挑战和问题。
首先,石墨烯的制备方法还不够成熟和高效,导致其成本较高。
其次,石墨烯的大规模生产和应用还面临一些技术和标准的问题。
因此,未来需要进一步改进制备方法,提高石墨烯的质量和规模,推动石墨烯行业的发展。
最后,石墨烯行业具有广阔的市场前景。
随着人们对新能源和高性能材料的需求不断增加,石墨烯的应用前景非常广泛。
根据市场研究机构的数据,石墨烯市场的年增长率高达30%以上,到2025年有望达到几十亿美元的规模。
因此,石墨烯行业将成为未来材料产业的重要发展方向。
综上所述,石墨烯是一种具有很强潜力的材料,具有广泛的应用前景。
石墨烯行业目前面临一些挑战和问题,但随着技术的进步和市场需求的增加,相信石墨烯行业将迎来更好的发展。
石墨烯调研报告(超级电容器)随着时代的进步和科技的发展,人们越来越重视新型、环保、高效的可再生能源材料及器件的研究与应用。
电能作为优势能源之一,越来越多地被应用于生活生产的各个方面,它可以通过风能、潮汐能、太阳能、地热能等清洁能源获得。
储电器件一般包括燃料电池、二次电池、超级电容器等。
超级电容器与其他储电器件相比,具有快速充放电、能量密度高、使用寿命长、稳定性高、安全系数高、环保等优点,由于其在移动通信、汽车、航空航天等领域的出色表现,而逐渐成为人们发展研究的重点。
石墨烯是由碳原子六角结构(蜂窝状)紧密排列而构成的二维单层石墨。
它被认为是三维石墨、一维碳纳米管、零维富勒烯等其他维度石墨材料的基础。
作为新兴的碳材料,石墨烯具有导电性良好、性质稳定、比表面积大、比强度大等优异的物理化学性质,而这些优点恰好符合超级电容器电极材料的要求;此外,石墨烯有望廉价批量生产,可以进行丰富的化学修饰,通过其自身结构转变或者与其他材料复合,无论是在双电层电容器方面还是赝电容器方面,都能发挥其优点特性,制备出性能优异的电极。
超级电容器又叫做电化学电容器,根据工作原理的不同,可将其分为双电层电容器和赝电容器两大类。
双电层容器的工作原理是:通过在电极两端施加电压,使具有相反电荷的离子聚集到电极表面,从而在电极/电解液界面形成双电层,通过离子的聚集与解聚来完成电的快速充放,其结构(紧贴电极表面的称作内Helmholtz平面(IHP),由带相反电荷的离子特异吸附构成;其外部是外Helmholtz 平面(OHP),由非特异吸附的离子构成,最外面为扩散层)。
赝电容器使电极表面发生快速的化学反应,从而改善电容器对能量的存储性能,这一概念由ConyBE教授等提出。
赝电容器存储电量的方式与电池类似,所以被称为“赝电容”,赝电容主要包括吸附电容和氧化还原电容,氧化还原电容器被作为赝电容器的主要研究方向。
常用的双电层电容器的电极材料有活性碳纤维、玻态碳、多孔活性炭、石墨烯、洋葱碳、碳纳米管等。
加快发展石墨产业工作调研报告一、前言石墨是一种非常重要的工业原料,广泛应用于化工、电子、冶金等多个领域,是现代工业不可或缺的一部分。
石墨产业是一个充满潜力和机会的产业,改革开放以来,我国石墨产业得到了快速的发展,但与国际先进水平相比,仍有一定的差距。
加快发展石墨产业已经成为当前发展的迫切需求。
本文根据对石墨产业的实地调研和深入分析,提出了石墨产业发展的现状、存在的问题和发展趋势,并针对这些问题提出了相应的建议和措施,希望能够对加快石墨产业的发展起到一定的推动作用。
二、石墨产业发展现状1.石墨产业的基本情况石墨是一种天然的非金属矿产资源,在长期的生物地球化学作用和岩浆活动中形成。
根据石墨的不同晶形和物理化学性质,可以分为天然结晶石墨、天然块状石墨和人工石墨三种。
我国的石墨资源丰富,主要分布在山东、贵州、河南、湖南、黑龙江等地,占到了全球石墨资源的三分之一以上。
我国石墨产业已经形成了以山东、贵州、河南为主的三大生产基地,年产能已经达到80万吨以上,并且我国石墨产业的技术水平也有了较大的提高。
2.石墨产业的发展现状我国的石墨产业具有规模大、技术力度强、品种多样等优势,但在一些关键技术方面仍存在一定的差距。
总的来说,我国石墨产业的发展趋势是良好的。
三、石墨产业存在的问题1.石墨市场需求存在不足由于石墨的主要应用领域是传统行业,如锻造、电解铝、钢铁冶炼等,这些行业发展缓慢,对石墨的需求也不稳定。
同时,新材料、节能环保等领域的发展对石墨需求的增长不足,进一步制约了石墨产业的发展。
2.产业布局不合理我国石墨产业的布局过于分散,战略集中度不够,大量小型企业之间的恶性竞争和无序发展使得产业的整体效益不高。
3.技术瓶颈存在我国石墨产业在高纯石墨材料、石墨烯、纳米石墨等领域的研究仍然处于初级阶段,技术瓶颈尤为明显。
四、石墨产业的发展策略1.优化产业布局通过整合资源、整合市场、提高专业化水平,优化我国石墨产业的基础设施建设、投资机制、产业结构和市场拓展等方面,优化产业布局。
石墨烯调研报告〔石墨烯纤维〕碳纤维因其质量轻、机械强度大及性能稳定的特点在生活中被广泛使用。
但仍存在本钱高,脆性高等缺点。
石墨烯是一种由碳原子构成的单层蜂窝状构造的材料,是其他维度碳材料的构造根底。
石墨烯具有很多独特的性质,如高电子迁移率、高导热系数、良好的弹性和刚度等。
因此,将石墨烯组装为宏观的功能构造如纤维等,是实现石墨烯实际应用的重要途径。
近年来成功合成石墨烯纤维的例子及其在某些特别应用上发挥的重要作用激发了人们的争辩兴趣。
一维石墨烯纤维不仅是对二维薄膜和三维石墨烯块的补充,而且对纺织功能材料和器件的进展具有格外重要的作用。
本文中将对石墨烯纤维的争辩现状和进展进展综述和展望。
主要争辩石墨烯纤维的可把握备、功能性修饰及其在非传统器件〔如柔性纤维状驱动器、机器人、马达、光伏电池和超级电容器〕等方面的应用。
石墨烯纤维的制备1.1液晶相湿法纺丝法争辩觉察,可溶性氧化石墨烯片可以形成液晶相,呈现片状排列或螺旋构造,这使制备宏观石墨烯纤维成为可能。
这种液晶构造能够使氧化石墨烯在足够高的浓度下分散,适合高效分散成型。
高成明等用注射器将石墨烯分散液注射到质量分数为5%的氢氧化钠/甲醇溶液中,制成了均匀的氧化石墨烯纤维。
然后,承受氢碘酸化学复原的方法得到了石墨烯纤维。
尽管该方法制得的纤维强度有待提升,但这种湿法纺丝法具有大规模生产石墨烯纤维的潜能。
于虹等随后证明可以用氧化石墨烯悬浮液做为原料,流体纺丝后经化学复原制备石墨烯纤维,并提出了卷曲-折叠构造氧化石墨烯纤维的机理。
该湿法纺丝技术促进了石墨烯与其他有机、无机材料复合纤维的多功能化进展。
湿法纺丝制得的氧化石墨烯纤维拉伸强度相对较低,这与纤维轴向的氧化石墨烯层的内部排列有关。
为了解决这一问题,Tour 争辩组用大片氧化石墨烯〔平均直径22μm〕做为湿法纺丝的原料合成纤维。
结果说明,这样制得的纤维拉伸模量比之前的方法高出一个数量级,纤维具有100%的高打结率。
石墨烯产业研究报告石墨烯产品在各领域中具有广泛的应用前景,随着该产业的发展,石墨烯的市场规模和产值也在不断扩大。
本报告将对石墨烯产业的现状进行研究,并展望其未来发展趋势。
一、石墨烯产业的现状石墨烯是一种新型的二维材料,具有很高的强度、导电性和热传导性能,广泛用于电子、能源、材料、生物医药等领域。
目前,石墨烯产业在国内外市场都有着较为广泛的应用。
据统计,2019年全球石墨烯产品的销售额超过了10亿美元。
在国内,石墨烯产业正快速崛起,产值也呈现逐年增长的趋势。
二、石墨烯产业的应用领域1. 电子领域:石墨烯可以作为柔性电子材料,用于制造柔性显示屏、可穿戴设备等产品。
2. 能源领域:石墨烯可以用于制造高效能量存储装置,如锂离子电池、超级电容器等。
3. 材料领域:石墨烯可以改善材料的力学性能和导电性能,广泛应用于复合材料、涂料等领域。
4. 生物医药领域:石墨烯具有良好的生物相容性,可以应用于生物传感器、药物传递等方面。
三、石墨烯产业的发展趋势1. 技术创新:随着石墨烯产业的发展,对石墨烯的制备和应用技术提出了更高的要求,未来将出现更多的技术创新。
2. 产业链完善:目前石墨烯产业的上下游企业链条还不够完善,未来需要进一步加强协同合作,形成完整的产业链。
3. 国际竞争:目前国内对石墨烯产业的投入和研发力度还不够,国际上多个国家和地区也正在积极发展石墨烯产业,未来的竞争将更加激烈。
4. 市场需求扩大:石墨烯产品的应用领域还在不断扩大,未来市场需求将更加旺盛。
综上所述,石墨烯产业具有很大的发展潜力,对于推动经济增长和结构优化具有重要意义。
政府应加强对石墨烯产业的支持,进一步完善相关政策,促进产学研用的深度结合,推动石墨烯产业的持续发展。
同时,企业应加强技术创新,提高产品质量和竞争力,积极拓展国内外市场,为石墨烯产业的发展做出更大的贡献。
2020年石墨烯行业分析调研报告2019年12月目录1.石墨烯行业概况及市场分析 (5)1.1石墨烯市场规模分析 (5)1.2石墨烯行业结构分析 (5)1.3石墨烯行业PEST分析 (6)1.4石墨烯行业特征分析 (8)1.5石墨烯行业国内外对比分析 (8)2.石墨烯行业存在的问题分析 (10)2.1政策体系不健全 (10)2.2基础工作薄弱 (10)2.3地方认识不足,激励作用有限 (10)2.4产业结构调整进展缓慢 (10)2.5技术相对落后 (11)2.6隐私安全问题 (11)2.7与用户的互动需不断增强 (12)2.8管理效率低 (13)2.9盈利点单一 (13)2.10过于依赖政府,缺乏主观能动性 (14)2.11法律风险 (14)2.12供给不足,产业化程度较低 (14)2.13人才问题 (15)2.14产品质量问题 (15)3.石墨烯行业政策环境 (16)3.1行业政策体系趋于完善 (16)3.2一级市场火热,国内专利不断攀升 (16)3.3“十三五”期间石墨烯建设取得显著业绩 (17)4.石墨烯产业发展前景 (18)4.1中国石墨烯行业市场驱动因素分析 (18)4.2中国石墨烯行业市场规模前景预测 (18)4.3石墨烯进入大面积推广应用阶段 (18)4.4政策将会持续利好行业发展 (19)4.5细分化产品将会最具优势 (19)4.6石墨烯产业与互联网等产业融合发展机遇 (20)4.7石墨烯人才培养市场大、国际合作前景广阔 (21)4.8巨头合纵连横,行业集中趋势将更加显著 (21)4.9建设上升空间较大,需不断注入活力 (22)4.10行业发展需突破创新瓶颈 (22)5.石墨烯行业发展趋势 (24)5.1宏观机制升级 (24)5.2服务模式多元化 (24)5.3新的价格战将不可避免 (24)5.4社会化特征增强 (24)5.5信息化实施力度加大 (25)5.6生态化建设进一步开放 (25)5.7呈现集群化分布 (26)5.8各信息化厂商推动"石墨烯"建设 (27)5.9政府采购政策加码 (27)5.10政策手段的奖惩力度加大 (28)6.石墨烯行业竞争分析 (29)6.1中国石墨烯行业品牌竞争格局分析 (29)6.2中国石墨烯行业竞争强度分析 (29)6.3初创公司大独角兽领衔 (30)6.4上市公司双雄深耕多年 (31)6.5互联网巨头综合优势明显 (31)7.石墨烯产业投资分析 (33)7.1中国石墨烯技术投资趋势分析 (33)7.2大项目招商时代已过,精准招商愈发时兴 (33)7.3中国石墨烯行业投资风险 (34)7.4中国石墨烯行业投资收益 (35)1.石墨烯行业概况及市场分析1.1石墨烯市场规模分析据相关机构预测,随着石墨烯制备技术的进一步提高,将推动石墨烯规模化应用,预计5年至10年内其市场或将进入高速发展期。
石墨烯调研报告(石墨烯纤维)碳纤维因其质量轻、机械强度大及性能稳定的特点在生活中被广泛使用。
但仍存在成本高,脆性高等缺点。
石墨烯是一种由碳原子构成的单层蜂窝状结构的新材料,是其他维度碳材料的构造基础。
石墨烯具有很多独特的性质,如高电子迁移率、高导热系数、良好的弹性和刚度等。
因此,将石墨烯组装为宏观的功能结构如纤维等,是实现石墨烯实际应用的重要途径。
近年来成功合成石墨烯纤维的例子及其在某些特殊应用上发挥的重要作用激发了人们的研究兴趣。
一维石墨烯纤维不仅是对二维薄膜和三维石墨烯块的补充,而且对纺织功能材料和器件的发展具有十分重要的作用。
本文中将对石墨烯纤维的研究现状和发展进行综述和展望。
主要讨论石墨烯纤维的可控制备、功能性修饰及其在非传统器件(如柔性纤维状驱动器、机器人、马达、光伏电池和超级电容器)等方面的应用。
石墨烯纤维的制备1.1液晶相湿法纺丝法研究发现,可溶性氧化石墨烯片可以形成液晶相,呈现片状排列或螺旋结构,这使制备宏观石墨烯纤维成为可能。
这种液晶结构能够使氧化石墨烯在足够高的浓度下分散,适合高效凝结成型。
高成明等用注射器将石墨烯分散液注射到质量分数为5%的氢氧化钠/甲醇溶液中,制成了均匀的氧化石墨烯纤维。
然后,采用氢碘酸化学还原的方法得到了石墨烯纤维。
尽管该方法制得的纤维强度有待提升,但这种湿法纺丝法具有大规模生产石墨烯纤维的潜能。
于虹等随后证明可以用氧化石墨烯悬浮液做为原料,流体纺丝后经化学还原制备石墨烯纤维,并提出了卷曲-折叠构造氧化石墨烯纤维的机理。
该湿法纺丝技术促进了石墨烯与其他有机、无机材料复合纤维的多功能化发展。
湿法纺丝制得的氧化石墨烯纤维拉伸强度相对较低,这与纤维轴向的氧化石墨烯层的内部排列有关。
为了解决这一问题,Tour研究组用大片氧化石墨烯(平均直径22μm)做为湿法纺丝的原料合成纤维。
结果表明,这样制得的纤维拉伸模量比之前的方法高出一个数量级,纤维具有100%的高打结率。
石墨烯将引发全球应用材料的新变革【内容提要】从2010年10月初两位英国科学家因为发现石墨烯而获得诺贝尔物理学奖后,石墨烯在我国成为热点词汇,各地科研院所争相研究,企业争相投资,连地方政府也考虑将其产业化。
石墨烯成为争取国家资金支持最热的项目,似乎石墨烯时代已经到来,世界将由石墨烯应用而发生重大改变。
本文在全面分析石墨烯全球技术和产业进展的同时,对到底如何正确认识石墨烯,石墨烯行业的整体轮廓如何,石墨烯产业化的道路到底还有多远,我国石墨烯过热的根源是什么等做出了基本判断,并提出了发展我国石墨烯技术和产业的切实建议。
【关键词】石墨烯进展研究石墨烯是一种由碳原子构成的单层片状结构平面薄膜材料,由于具有高导电性、高强度、极轻薄等。
石墨烯将有助于其他新材料领域的交叉突破,其高效能源和高轻超强结构能够促进能源消费方式和军事领域的重大变革,新一代光电石墨烯信息材料使能源消耗成倍降低,其柔性显示材料使人类的生产和生活方式发生改变。
一、改变世界的石墨烯石墨烯在电子器件、光学器件、柔性电子、轻型大功率功能器件、高效率电池等领域具有重要应用前景,有望对电子信息等多个高技术产业产生重大影响。
世界主要国家认识到石墨烯的重要战略意义,着力推进石墨烯技术研发和产业化进程。
石墨烯在军事领域有重大应用。
石墨烯是迄今为止世界上强度最大的材料,石墨烯和其他金属材料形成复合材料,能够广泛应用于超轻防弹衣,超薄超轻型飞机材料等。
石墨烯在军事能源领域的应用,能够大幅度提升战场能源的转换效率。
多层石墨烯片不仅是锂空气电池的理想设计,也可以应用于如超级电容器、电磁炮等潜在的军事领域。
石墨烯能够为信息领域带来重大变革。
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,石墨烯将成为硅的替代品,制造超微型极大规模集成电路,用来生产未来的超级微型计算机,对现有信息产业格局和信息空间竞争带来新的冲击。
石墨烯将改变人们的生活方式。
可折叠的显示设备可使人们的学习、阅读和交友方式发生变革;超级耐候抗菌服装将会颠覆人们的穿着习惯、超轻型建筑使城市建设更加便捷和低成本、超轻型汽车更节能、医疗材料的应用带来医学技术的变革。
石墨烯行业报告石墨烯是一种新型的碳材料,具有独特的结构和性能,被誉为21世纪的“黑金”。
自2004年被发现以来,石墨烯已经引起了全球范围内的广泛关注,被认为是未来科技领域的重要突破之一。
本报告将对石墨烯行业的发展现状、市场规模、应用领域以及未来发展趋势进行深入分析。
1. 石墨烯行业的发展现状。
石墨烯作为一种新兴材料,其研发和产业化进程仍处于起步阶段。
目前,全球范围内的石墨烯产业主要集中在美国、英国、中国等国家和地区。
在研发方面,各国科研机构和企业纷纷投入大量资金和人力资源进行石墨烯的研究,取得了一系列重要的科研成果。
在产业化方面,石墨烯的商业化应用仍面临诸多挑战,但也取得了一些进展。
2. 石墨烯行业的市场规模。
随着石墨烯技术的不断成熟,石墨烯市场规模逐渐扩大。
据统计,2019年全球石墨烯市场规模达到了约2.5亿美元,预计未来几年将保持较快的增长速度。
石墨烯在电子、材料、能源、医疗等领域的应用需求不断增加,为石墨烯市场的扩大提供了有力支撑。
3. 石墨烯行业的应用领域。
石墨烯具有优异的导电、导热、机械强度等性能,被广泛应用于电子器件、材料改性、能源存储、生物医药等领域。
在电子器件方面,石墨烯可以制备出高性能的柔性显示屏、传感器、光伏电池等产品;在材料改性方面,石墨烯可以提高材料的强度、导热性和阻燃性能;在能源存储方面,石墨烯可以制备出高性能的锂离子电池、超级电容器等产品;在生物医药方面,石墨烯可以用于药物输送、诊断成像等应用。
4. 石墨烯行业的未来发展趋势。
未来,石墨烯行业将继续保持快速发展的态势。
随着石墨烯技术的不断进步,石墨烯的成本将进一步降低,应用领域将进一步拓展。
同时,石墨烯与其他材料的复合应用也将成为未来的发展趋势,为石墨烯行业带来新的增长点。
此外,政府的支持政策和产业链的完善也将促进石墨烯行业的健康发展。
综上所述,石墨烯作为一种新型材料,具有巨大的发展潜力。
随着技术的不断进步和市场的不断扩大,石墨烯行业将迎来更加广阔的发展空间。
石墨烯研究报告范文一、引言石墨烯是一种由单层碳原子构成的二维晶体材料,具有极高的强度、导电性和热导性等优异特性,因此在材料科学领域备受关注。
本报告旨在综述石墨烯的研究进展,并探讨其在电子学、光电子学、能源储存等方面的应用前景。
二、石墨烯的制备方法目前主要的石墨烯制备方法包括机械剥离、化学气相沉积和化学还原等。
机械剥离是最早发现的制备方法,通过用胶带从石墨材料上剥离,获得单层石墨烯。
化学气相沉积则是通过在金属衬底上加热石墨材料,使其分解并在金属表面生长成薄层石墨烯。
而化学还原法是通过将氧化石墨烯还原得到石墨烯。
不同的制备方法适用于不同应用场景,因此合理选择制备方法是石墨烯研究的重要一环。
三、石墨烯的电子学应用由于石墨烯具有优异的电导率和载流子迁移率,因此在电子学领域有着广泛的应用前景。
石墨烯晶体管可以用于替代传统的硅晶体管,在集成电路制造中具有更小的尺寸和更高的性能。
此外,石墨烯还可以用于制备柔性电子器件,通过将石墨烯薄膜与其他材料结合,制备可弯曲和可拉伸的电子产品,从而满足当前对柔性电子器件的需求。
四、石墨烯的光电子学应用石墨烯具有宽广的光学吸收范围和极高的吸收系数,因此在光电子学领域具有广泛的应用潜力。
将石墨烯作为太阳能电池的电子传输载流子材料,可以提高太阳能电池的效率。
此外,石墨烯还可以用于制备光电探测器和光调制器等光电器件,具有高速响应和宽频响特性,有望应用于光通信和光子计算等领域。
五、石墨烯的能源储存应用石墨烯在能源储存领域的应用也备受关注。
由于其高表面积和良好的电导率,可以用于制备超级电容器和锂离子电池等储能设备。
石墨烯超级电容器具有高能量密度和长循环寿命等优点,可用于电动汽车、电子设备等领域。
而石墨烯作为锂离子电池的负极材料,可以提高电池的容量和循环寿命,有望在能源储存领域产生重大突破。
六、结论石墨烯作为一种新兴的二维晶体材料,具有优异的物理和化学特性,广泛应用于电子学、光电子学和能源储存等领域。
石墨烯调研报告(氧化石墨烯应用)石墨烯是目前发现的唯一存在的二维自由态原子晶体,是构筑零维富勒烯、一维碳纳米管、三维石墨的基本结构单兀。
它具有咼电导、咼热导、咼硬度和咼强度等奇特的物理、化学性质,在电子、信息、能源、材料和生物医药领域有广阔的应用前景。
但是石墨烯由于强大的范德华力具有疏水性和易团聚的特点,限制了其广泛应用。
氧化石墨烯的出现正好解决了上述问题,它是石墨烯的派生物,与石墨烯的结构大体相同.只是在一层碳原子构成的二维空间无限延伸的基面上连接有大量含氧基团,平面上含有-OH和C-O-C,而在其片层边缘含有C = O和COOH。
与石墨烯相比,氧化石墨烯有更加优异的性能,其不仅具有良好的润湿性能和表面活性,而且能被小分子或者聚合物插层后剥离,在改善材料的热学、电学、力学等综合性能方面发挥着非常重要的作用。
有不少专家学者对氧化石墨烯的制备及应用进行了深入研究,其中氧化石墨烯复合材料的发展十分迅速,进一步拓展了氧化石墨烯的应用领域。
1氧化石墨烯的制备目前,氧化石墨烯的制备工艺相对成熟,比较传统的化学方法主要有Brodie 法、Staudenmaier法、Hummers法,现今仍在沿用,只是在各方法基础上做了略微改进。
这些方法的制备原理都是将石墨在强酸和少量强氧化剂的共同作用下形成1阶的石墨层间化合物,然后此层间化合物在过量强氧化剂的作用下继续发生深度液相氧化反应,水解后得到氧化石墨,最后通过超声或者长时间搅拌氧化石墨和水的混合物即可获得氧化石墨烯,产物的氧化程度及合成T艺与反应时间有关,可以通过C、O的原子比进行衡量。
Brodie法和Staudenmaier法氧化程度高,但反应过程中会产生CI02、N02或者N2O4等有害气体且反应时间长,而Hummers法反应时间短,无有毒气体CI02产生,安全性较高,因而成为制备氧化石墨烯普遍使用的方法。
但是此反应过程中需控制的工艺因素较多,过量的高锰酸离子会造成潜在的污染,因而需要用H2O2进行处理,并加以水洗和透析。
For personal use only in study and research;
not for commercial use
石墨烯调研报告
2016年3月4日程毕康
1.石墨烯
石墨烯是一种可以单独存在的单原子层二维碳材料。石墨烯结构是由碳六元
环组成的二维周期蜂窝状点阵结构,它可以翘曲成零维的富勒烯(fullerene),卷
成一维的碳纳米管(carbon nano-tube,CNT)或者堆垛成三维的石墨(graphite),因
此石墨烯是构成其他石墨材料的基本单元。石墨烯的基本结构单元为有机材料中
最稳定的苯六元环,是最理想的二维纳米材料。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,赋予石墨烯良好的导
电性。二维石墨烯结构可以看做是形成所有sp2杂化碳质材料的基本组成单元。
石墨烯可以分为单层石墨烯,双层石墨烯和多层石墨烯。
2.石墨烯性能
石墨烯最大的特性是其中电子的运动速度达到了光速的1/300,远远高过了
电子在其他导体中的运动速度。石墨烯具有远远高于其他材料的导电性。
另外石墨烯透光率极高,在97%以上,只吸收2.3%的可见光。石墨烯实际
上是一种透明、良好的导体。
石墨烯每个碳原子与相邻的三个碳原子行程三个C-C键,这些C-C键使得石
墨烯具有优异的力学性质和结构刚性。石墨烯的理论比表面积高达26.600m2/g,