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石墨烯由于具有非同尋常的導(dǎo)電性能、超出鋼鐵數(shù)十倍的強(qiáng)度、較好的透光性和化學(xué)穩(wěn)定性，是最有希望作為金屬化成份應(yīng)用于印刷電子器件技術(shù)中。石墨烯的制備方法有化學(xué)氣相沉積法，氧化還原法，液相剝離法等，目前已有報道采用噴墨印刷法將還原氧化石墨烯用于有機(jī)薄膜晶體管電極、溫度和化學(xué)傳感器等，但由于還原氧化石墨烯并不能*恢復(fù)石墨烯的電子結(jié)構(gòu)，電導(dǎo)率明顯下降，而液相剝離法具有低原料成本，可宏量制備，低能耗，純度高，低缺陷的優(yōu)點(diǎn)，制備出的石墨烯在電子器件的應(yīng)用方面具有明顯的優(yōu)勢。
石墨烯薄膜制備方法
材料準(zhǔn)備：
聚四氟乙烯110-120、導(dǎo)電石墨溶液10-13、丙烯酰胺20-30、乙撐硫脲0 .1-0 .2、過硫酸鈉0 .7-1、三硬脂酸甘油酯1-2、三羥甲基丙烷0 .7-1、硬脂酸鈣1-2、8-羥基喹啉0 .6-1。
具體方法步驟：
(1)取2-巰基苯并咪唑，加入到其重量10-14倍的無水乙醇中，攪拌均勻，加入雙丙酮丙烯酰胺，在50-60℃下保溫攪拌3-5分鐘，得酰胺醇溶液；
(2)取石墨烯，加入到其重量17-20倍的、96-98%的硫酸溶液中，攪拌2-3小時，過濾，將沉淀水洗，與*混合，加入到上述酰胺醇溶液中，升高溫度為60-65℃，保溫攪拌1-2小時，得氧化酰胺醇溶液；
(3)取雙癸基二甲基*，加入到其重量64-70倍的去離子水中，攪拌均勻，加入三丁基三氯化錫，攪拌均勻，得水分散液；
(4)取上述氧化酰胺醇溶液、水分散液混合，攪拌均勻，送入到75-80℃的恒溫水浴中，保溫攪拌40-50分鐘，出料，蒸餾除去乙醇，得氧化酰胺水溶液；
(5)取抗壞血酸，加入到上述氧化酰胺水溶液中，攪拌均勻，得所述導(dǎo)電石墨溶液。
(6)取8-羥基喹啉，加入到上述導(dǎo)電石墨溶液中，攪拌均勻，加入三硬脂酸甘油酯，升高溫度為60-65℃，保溫攪拌1-2小時，得導(dǎo)電石墨分散液；
(7)取過硫酸鈉，加入到其重量20-30倍的去離子水中，攪拌均勻；
(8)取丙烯酰胺，加入到上述導(dǎo)電石墨分散液中，攪拌均勻，送入到反應(yīng)釜中，通入氮?dú)猓{(diào)節(jié)反應(yīng)釜溫度為65-70℃，滴加上述過硫酸鈉的水溶液，滴加完畢后保溫攪拌4-5小
時，得聚合物導(dǎo)電溶液；
(9)取聚四氟乙烯、三羥甲基丙烷混合，加入到混合料重量20-30倍的去離子水中，超聲10-20分鐘，得烷基化水分散液；
(10)取上述聚合物導(dǎo)電溶液、烷基化水分散液混合，在90-95℃下保溫攪拌10-20分鐘，過濾，將沉淀水洗，常溫干燥，得導(dǎo)電聚合物；
(11)取上述導(dǎo)電聚合物，與剩余各原料混合，攪拌均勻，送入到擠出機(jī)中，經(jīng)薄膜吹塑機(jī)
石墨烯薄膜的特性
石墨烯是迄今為止發(fā)現(xiàn)的最硬的材料，被稱為“黑金”，因其在導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性、厚度、柔軟度等性能上都具有優(yōu)勢，因此被認(rèn)為是一種未來革命性的材料。
石墨烯導(dǎo)熱性較高，根據(jù)實(shí)驗結(jié)果表明，石墨烯的導(dǎo)熱系數(shù)高達(dá)5300W/m·K，高于碳納米管和金剛石。它的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)決定讓它幾乎是*透明的，只能吸收到2.4%的光。采用石墨烯材料制成的導(dǎo)熱膜片可以實(shí)現(xiàn)電池與環(huán)境間的有效散熱。相對于傳統(tǒng)的石墨片導(dǎo)熱更快，可折疊性更好。
導(dǎo)電性強(qiáng)是石墨烯的又一優(yōu)點(diǎn)，在常溫的情況下，石墨烯的電子遷移率超過15000cm2/V·s。遠(yuǎn)高于納米碳管和矽晶體，而且電阻只有10-6Ω-cm,比銅或者銀更低，是目前電阻率雖小的材料。石墨烯雖然很薄，但是比橡膠柔軟.石墨烯的發(fā)現(xiàn)者，2010年的諾貝爾物理學(xué)獎獲得者安德烈海姆曾講過，石墨的材料特性，決定其可以被無限拉伸，同時彎曲到很大的角度也不會被斷裂。
石墨烯薄膜的應(yīng)用
可穿戴設(shè)備：實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程醫(yī)療
石墨烯良好的導(dǎo)電性和柔軟度使其成為是=可穿戴設(shè)備市場的優(yōu)先選擇。石墨烯導(dǎo)電油墨可以廉價地大量生產(chǎn)，并可以打印到各種材料中，包括衣服和紙張。
取暖設(shè)備：對抗寒冷冬日
石墨烯材料擁有較強(qiáng)的導(dǎo)電導(dǎo)熱性能，熱轉(zhuǎn)化率高，可實(shí)現(xiàn)即用即熱的快速升溫體驗，也是理想的電暖發(fā)熱材料。相比傳統(tǒng)電熱毯，擁有石墨烯涂層加持的美的抱抱毯導(dǎo)熱更快，3秒就能加熱，可以迅速將熱量傳到人體身上，24V的低電壓耗電也更少。
鋰電池：提升充電能力
基于石墨烯的各項特殊理化性質(zhì)，石墨烯在電極材料研究領(lǐng)域開發(fā)潛力巨大，目前較為常見的鋰離子電池正極材料多為磷酸鐵鋰材料，但LiFePO4的電導(dǎo)率差、鋰離子遷移率較低。若將LiFePO4材料與石墨烯復(fù)合，可以改善其導(dǎo)電能力，提高倍率性能。
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2024（第二十一屆）中國國際化工展覽會 ICIF China 2024
展會城市：上海市展會時間：2024-09-19