石墨烯在能源与环境领域中的应用

一、石墨烯简介石墨烯是由单层碳原子紧密堆积成二维蜂窝状晶格结构的一种新型碳材料,具有优异的力学、热学和电学性能。单层石墨烯的厚度非常薄,只有一个碳原子厚,约为0.34nm,但强度却与金刚石相当,非常坚硬。瑞典皇家科学院在发表2010年物理学奖时曾这样比喻其强度",利用单层石墨烯制作的吊床可以承载一只4kg的兔子"。还有估算显示,如果重叠石墨烯薄片,使其     

北大课题组在旋转双层石墨烯光电器件研究中取得进展

正石墨烯(graphene)是由单层碳原子构成的零带隙的二维晶体,具有狄拉克锥型的线性能带结构、超高的载流子迁移率及宽带光响应等特性。然而,无带隙的能带结构限制了石墨烯在场效应晶体管等电子器件领域以及光电领域的应用和发展。当两层石墨烯以不同旋转角度进行层间堆垛时,可构成一类新的二维碳材料——旋转双层石墨烯(twisted bilayer     

苏州纳米所石墨烯三维神经支架研究取得进展

石墨烯为单层或少层碳原子组成的低维碳纳米材料,具有优异的理化性质,自2004年被发现以来,迅速成为材料科学与凝聚态物理等领域的研究前沿。同时,石墨烯展现出良好生物相容性,在生物医学领域的应用近年来备受关注,已被成功用于细胞成像、药物输运、干细胞工程及肿瘤治疗方面。     

石墨烯在生物医用领域的应用进展

正一、石墨烯概述石墨烯(Graphene)是一种由sp~2杂化的碳原子呈蜂窝状结构紧密排列而成的单原子层二维材料。Andre Geim和Konstantin Novoselov于2004年首次通过微机械力剥离高取向热解石墨(HOPG)成功制备并观察石墨烯,二人因此分享2010年诺贝尔物理学奖。源于其特殊的单原子层二维结构,石墨烯在电子学、光学、力学和热学等     

石墨烯及其应用技术上的研究开发

<正>一、石墨烯研究开发背景石墨烯是单层的碳原子以sp2杂化轨道组成得片状连续六角型材料,因此它的厚度只有一个碳原子厚,是区别于碳纳米管和碳60的二维材料。早在1947年菲利普·华莱士(Philip Wallace)就开始研究石墨烯的电子结构[1]。物理学家安德烈·海姆(Andre Geim)和康斯坦丁·诺沃肖洛夫(Konstantin Novoselov)在英国曼彻斯特大学经过多年地研发,在2004年,最终以石墨为原料,通过微机械力剥离法得到一系列叫作二维原子晶体     

石墨烯应用研究进展综述

石墨烯是碳原子紧密堆积成单层二维蜂窝状晶格结构的一种碳质新材料,是构筑零维富勒烯、一维碳纳米管、三维体相石墨等sp2杂化碳(即碳以双键相连或连接其他原子)的基本结构单元,具有一些奇特的物理特性,包括:独特的载流子特性,这为相对论力学现象的研究提供了一条重要途径;电子在石墨烯中传输的     

“石墨烯”专题序言

正石墨烯是由碳原子以六方蜂窝状堆积、sp2杂化轨道键合而形成的二维单层材料,也是石墨的结构组成单元。长久以来,人们一直认为理论上二维材料是不能存在的,直到2004年Geim和Novoselov两位科学家成功制备出单原子层厚度的石墨烯。十几年来,大量的科研工作揭示了石墨烯特殊的性能,包括极高的强度、极好的载流子迁移率以及透明度等。尤其与石墨不同的是,石墨烯中的碳原子所处的晶格势场发生了改变,形成独特的Dirac锥型电子结构,并且表现出许多新奇的物理现象,例如反常量子霍尔效应等。这些特点使得石墨烯迅速成为物理学、材料学等研究领域的前沿热点,在工程化上也引起相当程度的重视。2010年,石墨烯的制备被授予诺贝尔物理     

石墨烯及其复合材料专题 序

<正>石墨烯是由碳原子共轭构成的具有单原子层厚度的二维晶体,是目前已知的最薄的材料,其发现者也因此获得2010年的诺贝尔物理学奖。石墨烯独特的二维片层结构赋予其许多独特的性能,包括优异的导电性、导热性、透光性、力学性能以及巨大的比表面积,使其一经发现便成为碳家族中的明星材料,引发了全球范围的研究热潮。目前,石墨烯及其复合材料在光电器件、储能、光/电催化、传感、热电以及聚合物增强等方面展现出巨大的应用前景。据2015年     

国内外石墨烯及其复合材料的产业化应用进展

石墨烯(Graphene),是碳(C)的一种同素异形体,具有由C原子经sp2电子轨道杂化后形成的二维结构,以及超强的机械强度、高导热率、高透光率、高比表面积等特点[1,2]。石墨烯是零维富勒烯、一维碳纳米管、三维石墨的基本组成单元(如图1所示)。单层石墨烯厚度只有一个碳原子厚,为0.335nm。是目前已知的最薄的一种材料,其拥有许多碳材料所不具备的特性。2004年,英国     

石墨烯的制备与应用研究进展

石墨烯是由单层碳原子构成的新型二维晶体材料.在过去的几年里,这种独特的单原子层结构展现了许多奇特的物理化学性质,并且已经在微电子、量子物理、材料和化学等领域表现出优异的性能和广泛的应用前景,使碳材料继碳纳米管后再次成为国内外的研究热点.本文简要概述了石墨烯的性质、制备方法以及潜在应用,并对它的未来发展做了展望.     

爱家科技:石墨烯+跨界+智能化

<正>石墨烯,是从碳材料中剥离出来、由碳原子组成的只有一层或多层原子厚度的二维晶体,拥有非常优异和独特的光、电、磁、机械等物理性能和化学性质,被称为"黑金"。作为"新材料之王",科学家预言石墨烯将"彻底改变21世纪"。北京创新爱尚家科技股份有限公司(以下简称"爱家科技"),成立于2013年,致力于石墨烯轻应用的科技     

加拿大科学家研究发现:氧化石墨烯能用来制造更好的太阳能电池

正加拿大萨省大学的亚历山大·莫维斯和安德瑞·赫特经过仔细研究后表示,氧化石墨烯或许能被用来制造性能更优异、更坚固耐用的太阳能电池。石墨烯是由单层碳原子采用蜂巢网格组成的二维结构,最初由英国曼彻斯特大学的科学家安德烈·海姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫于2004年研制而成,他们也因此获得了     

石墨烯制备技术及制备设备行业发展状况分析

正石墨烯是一种由碳原子紧密堆积构成的二维晶体,是一种新型二维半导体材料。由于石墨烯具有突出的力学、电学、热学等性能(表1),在柔性触摸屏、锂电池、微电子、复合材料等领域具有广阔的应用前景,因此备受关注。2004年,2位英国科学家,安德烈·海姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫从高定向热解石墨中剥离出单层石墨,证明石     

国内外石墨烯研究最新进展

<正>石墨烯(Graphene)又称单层石墨片,是一层密集排列在六角型呈蜂巢晶格上的碳原子所构成的薄膜,其不仅是目前世界上已知的最薄材料,还是当前唯一发现的二维自由态原子晶体[1]。石墨烯中的碳原子以独特的二维结构进行排列,具有许多优异的特质,例如其强度大、导热性与导电性极好,具备超大的比表面积,而且其合成原料是石墨,价格低廉。因而,石墨烯在晶体管、太阳能电池、传感器、超级电容器、场发射和催化剂载体等方     

我国首个石墨烯国家标准正式发布

<正>近日,GB/T30544.13-2018《纳米科技术语第13部分:石墨烯及相关二维材料》正式发布。据悉,该标准由泰州巨纳新能源有限公司、东南大学等单位起草,是我国首个石墨烯国家标准,将于2019年11月1日起正式实施。石墨烯是由一个碳原子与周围3个近邻碳原子结合形成蜂窝状结构的碳原子单层,具有许多优异性能,应用前景十分广阔。近年来,石墨烯的制备、检测、研究及应用不断取得突破,各种新技术新产品陆续涌现,标志着石墨烯已处于     

石墨烯纤维的制备与应用

石墨烯是一种由碳原子以sp2杂化方式结合形成的单原子层厚度的二维纳米碳材料,具有优异的力学、电学、热学、磁学等性能,是当前研究的热点和焦点。石墨烯纤维是石墨烯纳米片层在一维受限空间的组装体,使得石墨烯在纳米尺度的优异性能遗传到宏观尺度,极大地拓展了石墨烯的应用领域。自2011年首次制备获得石墨烯纤维以来,至今为止已经开发了以湿法纺丝为代表的多种制备方法,并且石墨烯纤维已经在能量转换、能量存储、传感响应等领域取得了一系列应用。归纳整理了石墨烯纤维的制备方法和应用,同时总结了石墨烯纤维目前存在的问题以及未来发展的展望。     

石墨烯基吸附材料研究进展

石墨烯是一种由碳原子构成的单层二维纳米材料,具有超高理论比表面积和极强的表面化学活性,被认为是一类具有很好发展潜力的吸附分离材料。综述了石墨烯、氧化石墨烯及其复合材料的制备方法,以及在去除水中重金属离子和有机污染物方面的应用,并对今后石墨烯基吸附材料的研究方向进行了展望。     

序言

<正>2010年10月5日英国Manchester大学Andre Geim和kostya Novoselov因发现和研究石墨烯(Graphene)而获得Nobel物理学奖。石墨烯独特的二维结构,优异的性能和广泛的应用前景,引起全世界的研究热潮。石墨烯是从3D层状晶体的石墨中分离出来的单层碳原子面,每个碳原子以SP2杂化规道组成六方蜂巢状2D结构平面薄膜,膜厚0.335nm,20万层叠层厚约一个头发丝,石墨烯并非绝对平面,而是存在山丘状起伏式褶皱。以降低表面能,褶皱是石墨烯存在的必要条件,单层和几层石墨     

我国石墨烯产业发展概况及展望

石墨烯是一种由碳原子紧密堆积构成的二维晶体,也就是只有一个碳原子厚度的单层石墨薄片(图1)。由于其特殊的结构,它成为到目前为止人类已知的强度最高、韧性最好、质量最轻、透光率最高、导电性最佳的材料。也正因为如此,各国科技界和产业界均不遗余力地推动石墨烯     

石墨烯/铝复合材料的研究现状及应用展望

<正>石墨烯(Graphene)是一种由碳原子构成的单层片状结构新材料。由于其特殊的二维结构,石墨烯的电学、光学、热学和机械性能优异。自2004年被成功制备后[1],石墨烯相关的基础研究和工程应用研究也成为近几年的研究热点之一,在我国已经得到了政府、学术界和企业界的高度重视。国家科技重大专项、国家"973"计划围绕"石墨烯宏量可控制备"、"石墨烯基电路制造设备、工艺和材料创新"等方向