氧化石墨烯導(dǎo)熱

在過去的幾十年里，隨著工業(yè)的快速發(fā)展，環(huán)境污染和石化燃料資源枯竭問題日益嚴(yán)重，設(shè)計和制備能夠有效轉(zhuǎn)換和利用太陽能等可再生能源的新型熱管理材料成為了目前急需解決的難題。另外，由于電子設(shè)備組件正在逐漸向微型化、集成化方向發(fā)展，這種趨勢會導(dǎo)致設(shè)備在運(yùn)行過程中產(chǎn)生大量熱量，從而影響其可靠性、穩(wěn)定性和安全性。因此，制備具有高導(dǎo)熱的散熱材料是促進(jìn)電子設(shè)備發(fā)展的關(guān)鍵問題之一。由于石墨烯具有高本征熱導(dǎo)率、高比表面積及優(yōu)異的機(jī)械性能，被作為制備熱能存儲材料、散熱材料等熱管理材料的理想選擇。玻纖增強(qiáng)復(fù)合材料具有優(yōu)異的力學(xué)與耐磨性能。氧化石墨烯導(dǎo)熱

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自碳納米管(CNTs)在1991年被Iijima報道以來［10］，這種具有一維納米尺寸的管狀碳材料以其獨(dú)特的力學(xué)、電學(xué)、熱學(xué)及光學(xué)特性，在電極材料、醫(yī)學(xué)、儲氫裝置和催化劑等諸多領(lǐng)域［11～13］得到了廣泛的應(yīng)用。鋰離子電池領(lǐng)域是碳納米管相當(dāng)有潛力的應(yīng)用方向之一。首先，碳納米管自身就是一種***的鋰離子電池負(fù)極材料;其次，碳納米管尤其是使用化學(xué)氣相沉積技術(shù)制備的定向生長的三維碳納米管陣列具備優(yōu)異的機(jī)械強(qiáng)度，并且由于其獨(dú)特的彈道電子傳導(dǎo)效應(yīng)及抗電遷移能力，其電導(dǎo)率可高達(dá)105S/m［14］。將其作為三維導(dǎo)電結(jié)構(gòu)或?qū)щ娞砑觿┘尤氲狡渌姌O材料之中，不但可提高復(fù)合電極的電子與離子傳輸能力，還可***增強(qiáng)電極的機(jī)械性能。

智能手機(jī)、平板電腦等便攜式設(shè)備的普及為人們的生活帶來了極大的便利。但是，其中的高速處理器等電子組件會產(chǎn)生不良的電磁能量，這不僅會損害電子組件自身的使用壽命、干擾其他組件的功能，還會對人體健康帶來危害。石墨烯薄膜具有優(yōu)異的電學(xué)性能及熱學(xué)性能，被認(rèn)為是相當(dāng)有發(fā)展前景的超薄電磁屏蔽材料。鄭**教授團(tuán)隊［５６］通過蒸發(fā)自組裝法制備了大面積ＧＯ薄膜。經(jīng)過石墨化處理后，所得石墨烯薄膜具有出色的性能，其電磁屏蔽性能和面內(nèi)熱導(dǎo)率分別可達(dá)２０ｄＢ、１１００ＷＦｅｎｇＷ等人通過疊層熱壓技術(shù)成功制備了含有石墨烯納米片（ＧＮＰ）和Ｎｉ納米鏈的復(fù)合膜（ＨＡＭＳ）。通過將Ｎｉ納米鏈和ＧＮＰ選擇性地分布在不同的層中，其比較好電導(dǎo)率、屏蔽效果和面內(nèi)熱導(dǎo)率分別可以達(dá)到７６．８Ｓｍ＇５１．４ｄＢ和８．９６ＷＨ１－１Ｋ－１。石墨烯導(dǎo)電漿料中分散有少層石墨烯，可以作為電池正極導(dǎo)電劑。

從化學(xué)結(jié)構(gòu)可以看到，石墨烯具有垂直于晶面方向的大π鍵，此結(jié)構(gòu)決定了其具有優(yōu)異的電化學(xué)性能，在室溫下的導(dǎo)熱系數(shù)可高達(dá)５３００Ｗ·（ｍ·Ｋ）－１，能夠比肩比較好的碳納米管導(dǎo)熱材料。常溫下其電子遷移率甚至高于碳納米管和硅晶體，屬于世界上電阻率**小的材料。此外，石墨烯還具有完全敞開雙表面的結(jié)構(gòu)特性，也就是說它類似于不飽和有機(jī)分子，能夠進(jìn)行一系列的有機(jī)反應(yīng)，能夠與聚合物或無機(jī)物結(jié)合，從而提升材料的機(jī)械性和導(dǎo)電導(dǎo)熱性。深入這方面的研究，對石墨烯進(jìn)行官能團(tuán)修飾，能夠使其化學(xué)活性更加豐富［３－４］。由于石墨烯具有上述的結(jié)構(gòu)特性，越來越多的研究者開始著眼于以石墨烯為基底的合成材料。氧化石墨烯分散液含有豐富的羥基、羧基和環(huán)氧基等含氧官能團(tuán)。黑龍江生產(chǎn)氧化石墨烯生產(chǎn)

高導(dǎo)電石墨烯銅復(fù)合材料的電導(dǎo)率可以達(dá)到108-118 % IACS，高于單晶銅和銀的電導(dǎo)率。氧化石墨烯導(dǎo)熱

涂膜法是一種操作簡單、效率相對較高的制備方法，常見的涂膜法可分為噴涂法和旋涂法兩種。３〇＾０山６［４６］等人將００懸浮液噴涂在預(yù)熱后的５１／３丨０２基材上，待溶劑完全蒸發(fā)后得到石墨烯薄膜。在噴涂過程中，可通過調(diào)節(jié)噴霧持續(xù)時間和分散液濃度來精確地控制ＧＯ片的厚度及密度，進(jìn)一步還原后所得到的石墨烯薄膜可作為Ｐ型半導(dǎo)體，并表現(xiàn)出良好的場效應(yīng)響應(yīng)。除了普遍使用的噴涂法之外，Ｌｉａｎ［４７］等人將電噴霧沉積法與卷對卷工藝相結(jié)合，經(jīng)過機(jī)械壓實和２２００°Ｃ高溫處理后得到***石墨烯薄膜，熱導(dǎo)率比較高可達(dá)１４３４Ｗｎｒ１Ｋ－１，并且可實現(xiàn)大面積生產(chǎn)。Ｂａｏ［４］等人將ＧＯ分散液沉積在強(qiáng)氧化劑處理過的玻璃基材表面，并使基材分別以５００ｒｐｍ、８００ｒｐｍ和１６００ｒｐｍ的速度旋轉(zhuǎn)３０ｓ，氧化石墨烯導(dǎo)熱