4、工程分析
4.1 拟建项目工艺流程与产污环节简析
4.1.1 拟建项目工艺流程
本项目工艺流程主要有中碎配料、混捏压型、焙烧浸渍、石墨化、机加工等工段组成。其中中碎配料
工段主要是对针状焦和生产过程中回用的石墨碎、焙烧碎、生碎料等进行破碎、筛分成不同粒度的颗粒及粉末后进入配料仓；混捏压型工段主要是熔化后的沥青与配料仓配料混捏成糊料后使用压力机挤压成型，得到电极与电极接头生坯料；焙烧工段是将上述坯料在焙烧炉中焙烧；浸渍工段是将焙烧制品与液体沥青一起在浸渍罐中浸渍；石墨化采用石墨化炉，在强大电流造成的高温下将制品石墨化得到电极和接头的毛料；机加工是将毛料加工成较高的公差和光洁度的成品。其中电极需要1 次浸渍2 次焙烧，电极接头需要
2 次浸渍
3 次焙烧。本项目工艺流程详图见图4.1-1。具体工艺与产污环节描述如下。
(1)原料贮存
本项目主要原料为优质针状焦、煤沥青、改质沥青等，其技术特性见表4.4-1、表4.4-2、表4.4-3。
针状焦要求严格防止水分和其他杂物混入，因此必须密闭包装，并需要室内原料仓库贮存；煤沥青要求防止泥土砂石杂物混入，因此必须建水泥砖地进行贮存。
原料仓库内运输由 1 台5t 单钩双梁桥式起重机负责。
本工段主要污染为起重机和运输车辆运行的噪声污染，此外沥青如露天堆放易导致粉尘污染。
本项目所有原料均贮存在原料仓库内，不露天堆放(《可研》中煤沥青露天堆放，本评价要求改为室内堆放，具体后面有相关内容阐述)，以避免粉尘无组织排放现象。
(2)中碎配料
针状焦经2 台对辊破碎机破碎成各种粒度，由斗式提升机提升至2 台多层振动筛进行筛分，筛分出6种不同粒度的物料进入配料仓，此工序将产生一定量破碎和筛分粉尘；另取部分针状焦经5R 雷蒙机制成粉料后进入配料仓，粉料直径小于0.075mm，此过程将产生磨粉粉尘。后续工段压型废品、焙烧废品经1 台鄂式破碎机破碎后(将产生生碎破碎粉尘)，与针状焦一起进入中碎配料程序；石墨化废品、机加工废品、边角料经4R 雷蒙机磨粉后(主要产生磨粉粉尘)进入配料系统；中碎筛分、机加工等除尘设施粉料也进入配料仓。本项目经对辊破碎机中碎后的物料粒度为1-20mm，磨粉后粒度为0.075mm 以下。
本工段上述粉尘发生点安装有集气除尘系统，粉尘被除尘器截留(固废)。
综上，中碎配料主要污染物为粉尘污染，此外作业过程将产生一定的噪声。
(3)沥青熔化
原料库中固体沥青采用快速沥青熔化装置熔化，排除杂物和水分，贮存在液体沥青贮槽中，待用于混捏工段和浸渍工段。
本项目采用的快速沥青熔化装置，是一种高效的、能使沥青在不发生变质的条件下快速熔化的设备。
由熔化槽、加热槽、液体沥青贮槽、沥青泵、搅拌器组成，各个熔化装置和贮槽内有排管间接加热，排管内热源为导热油，导热油密闭在循环系统中，通过加热炉不断得到热能，加热炉采用煤气加热方式实现。
沥青熔化流程是干沥青加入沥青熔化槽后与已熔化的液体沥青不断进行热量传导，在搅拌器的作用下，被液体沥青冲刷而熔化，熔化后的沥青经管道进入加热槽，加热槽内的搅拌装置具有提升作用，将液体沥青提升，使沥青由下向上运行，然后通过加热槽旁的溢流管进入加热槽底部，然后又被提升，如此循环加热，当沥青达到规定温度后打开沥青泵，将熔化好的
液体沥青打入贮槽进行沉渣处理。
本项目沥青熔化导热油加热温度为170-180℃，沥青熔化后初始温度控制在120℃去除沥青中水分，然后继续加热，沥青熔化工序耗时约10 小时，然后出罐进入沥青贮槽静置72 小时后用于生产，熔化后的沥青输送管道等需要采取保温措施。
为实现连续生产使用，项目配套了2 套沥青熔化装置，生产时交替使用。一罐熔化，一罐产出用于生产。
沥青熔化将产生沥青烟，产生一类污染物苯并芘，并将产生一定量的沥青杂质S1，脱除的的水分呈气态蒸发，处理后的沥青水分含量不大于0.2%。
本项目煤沥青主要用于混捏工段，改质沥青主要用于浸渍工段，在工艺参数调整后改质沥青也可用于混捏工段。
(4)混捏压型
中碎后不同粒度的物料经自动配料秤按比例称量后由配料仓进入混捏锅(配比见表4.4-4 说明)干混，然后，注入熔化静置后的煤沥青进行湿混。这样干料与注入沥青在混捏锅中混捏成合格糊料，由糊料小车运出，经晾料机冷却到所需温度后，由起重机提升到3500t 碳素专用挤压机挤压成相应规格的电极与电极接头生坯料。
本项目混捏成型主要流程为：配料仓→干混→湿混→糊料→晾料→装料→预压→挤压→冷却→检查→堆垛，混捏锅加热热源来自于热风炉，热风炉采用煤气作燃料。
本项目混捏采用的是间歇式混捏，干混和湿混在同一混捏锅中进行。先干混，混后注入液体沥青(粘结剂)进行湿混，混好后将糊料排出，重新加入干料开始下一混捏周期；干混温度控制不低于液体沥青温度，混捏温度高于使用沥青软化点温度50-80℃，本项目正常采用煤沥青混捏，混捏温度为115-150℃，如使用改质沥青，则混捏温度提高到160-180℃，干混时间为10-15min，湿混时间为30-50min。
本项目晾料采用的是圆盘式晾料机，糊料从晾料机顶部加料口加入，经圆锥形分料器分布在圆盘上，圆盘缓慢旋转，糊料随圆盘转动的同时被铲块切刀切碎，并被翻料铲反复反动，使糊料均匀摊开，从而达到均匀降温和排出烟气的目的，晾料将产生废气污染。
本项目压型采用的是挤压法，通过挤压机对装入料室的糊料施加压力，糊料不断密实和运动，最后挤__压出生坯料，其过程主要有装料、预压、挤压。装料前料室四周采用电加热保持温度100℃左右，分批加料，分批捣固，直至装料完成；然后用较高的压力[本项目为
14.72-19.62MPa(150-200kg/cm2)]对糊料预压1-3min，排除烟气，提高糊料密度；再以
7.85-14.72 MPa(80-150kg/cm2)的压力进行挤压成型。因此挤压过程有废气(烟气)污染。
挤压过程采用直接淋水的方式对挤出的生坯进行冷却，一边挤压一边淋水，水量5kg/t 生坯，当挤出生坯达到所需长度规格时切断，生坯立即浸泡在冷水池中冷却定型，冷却水温度高于30 度，浸泡时间为3-5 小时，产生浊环水，冷却水经沉淀后进入淋水塔降温后回用，不外排。
压型工段不可避免的将产生废品，主要有裂纹废品、麻面废品、变形或弯曲废品、表面沾料废品、规格不符废品、接头断裂废品等(工业固废)，本项目挤压废品经鄂式破碎机破碎后返回进入中碎筛分工段作为生碎料，回用为配料仓原料。
本工段混捏、晾料、压型等将产生废气污染(粉尘和沥青烟等)，同时产生一定量的固废(主要是压型废料)，此外本工段有作业噪声污染，压型工段还有冷却水(浊环水)产生。
(5)焙烧浸渍
一次焙烧：电极与电极接头生坯料进入34 室敞开式焙烧炉，以煤气为燃料，采用细焦粒作填料填实，最上层装覆盖料，进行一次焙烧，一次焙烧温度为1100℃，焙烧将排出挥发分，产生废气污染。生制品焙烧过程主要是粘结剂煤沥青的焦化过程，即煤沥青分解、环化、芳构化和缩聚等反应的综合过程，不同温度时段的具体变化见表4.1-1，焙烧主要阶段有低温
预热→中温焦化→高温烧结→冷却出炉，焙烧制品出炉后自然冷却。
焙烧炉室采用负压运行，防止制品的氧化。
料，两层产品之间，铺不小于30mm 厚的填充料，产品上部铺不小于200mm 厚的填充料，装炉时空间温度(填充料温度)不高于60℃，一次焙烧一般为320h。
浸渍：浸渍是一种减少产品孔度，提高密度，增加抗压强度，降低成品电阻率，改变产品的理化性能的工艺过程，主要对开口气孔有效。电极与电极焙烧料装入铁框称重后放入预热炉内，经预热炉260-320℃预热并保温4-6h 后，连同铁框一起装入浸渍罐内(此罐预热320℃)。关闭罐盖抽真空，真空度大于-0.0097MPa，抽真空时间60-90min。抽真空完毕后向浸渍罐内放入液体沥青，使用加压泵直接对液体沥青加压，采用1.4-1.6MPa 的压力，在该压力下保持3-4 小时，此时浸渍罐的温度在320℃左右。加压结束后，浸渍剂(液体沥青)返回沥青贮槽内，将浸渍剂全部返回时，自然冷却5-6 小时，当罐内温度低于100℃时出罐，出罐后的浸渍品进入焙烧工序。
从上述工艺可以看出，本项目浸渍时需要使用的设备设施主要有浸渍罐、沥青贮槽、真空泵和加热炉、热风机等，此外还有排烟机及排气筒等；本工段采用煤气作为加热炉的能源。浸渍过程中，抽真空是为了排除水分；控制浸渍压力，控制加热箱、浸渍罐、搅拌罐的适当温度，目的是为了降低浸渍剂的粘度。所有目的都是为了增加浸入增重；温度不能达到燃点(一般430℃)否则制品会氧化报废。
二次焙烧：浸渍后的电极和电极接头出罐后需要进行二次焙烧，通常把二次焙烧和三次焙烧统称为二次焙烧。二次焙烧温度控制为600-700℃，与一次焙烧有所不同，具体见表4.1-2。
本项目焙烧采用的是敞开式焙烧炉，炉室主要靠填充料密封，其炉室两侧火道为上下不封闭的隔墙，砌砖立缝不打浆，焙烧过程逸出的挥发分通过该缝吸入火道燃烧。
二次焙烧预热、加温、冷却三个阶段共计133h。
本项目电极为1 次浸渍、2 次焙烧，电极接头为2 次浸渍、3 次焙烧。
焙烧炉和浸渍热风炉燃料采用煤气，本项目配套建设了煤气站，采用煤气发生炉制备煤气，主要用于建设营运初期，后期将采用邻近的$$$$焦化公司的焦炉煤气，该公司目前焦炉煤气放空，计划建设煤气柜。
如果接管，本厂自有煤气发生炉转为备用设施。
综上，本工段污染主要有焙烧、浸渍废气污染，该废气主要为沥青烟等；此外还有焙烧废品、填充料、浸渍沥青渣等固废等。
焙烧废气、浸渍废气污染主要来源于煤沥青进行固-液-固体转化、裂解和缩合等复杂的物理化学反应，约有40%左右的挥发物——俗称沥青烟或沥青焦油挥发物释放。沥青烟中含有粉尘、沥青焦油物质、氟化氢和二氧化硫等。其中沥青焦油挥发物中含有10 种对动植物有危害的多环芳香烃物(包括苯并[a]芘)。
焙烧、浸渍工段消耗的能源为煤气，其用量类比技术提供单位南通江东炭素股份有限公司实际用量，一次焙烧耗用煤气量为550m3/t，二次焙烧为180m3/t，浸渍为160m3/t。
(6)石墨化
石墨化是把焙烧制品置于石墨化炉内保护介质中加热到高温，使六角碳原子平面网络从二维空间的无序重叠转变为三维空间的有序重叠，且具有石墨结构的高温热处理过程。
浸渍焙烧完成后的电极与电极接头坯料需要进行石墨化才能成为成品。本项目采用国际领先的串接内热电阻加热石墨化炉(内串石墨化炉)进行坯料的石墨化，备料为人工备料。石墨化后的电极与电极接头毛坯进入下一道机加工工段。
本项目石墨化炉由12 台组成一组，配套了2 台变压器(3 万KVA，最大电压180V)，12 台石墨化炉组成了装炉、送电、冷却、卸炉、小修、清炉生产周期，石墨化炉按此顺序进行循环生产(表4.1-4)。
石墨炉装炉顺序是：铺炉底→装入产品→填充两侧保温料→覆盖上盖保温料。
石墨化炉的生产操作过程包括清炉、小修、装炉、通电、冷却及卸炉等操作。本项目石墨化炉装炉做法是：先在炉底铺炉底料，以防漏电，同时也为减少热量损失，铺平并夯实；底料铺好后，直接摆放电极，顶实覆盖保温料，保温料厚度最小不小于400mm，在顶部盖上不
小于700mm 的上盖保温料。
装炉结束后，盖上排烟罩，通电升温。本项目采用的内串石墨炉，不用电阻料，电流沿焙烧电极的轴向通入电极，以电极本身作为发热体，装炉时把电极沿其轴线头对头的串联起来，当累计电量达到计划用电量时停电，通电周期一般为13h 左右，冷却3-6 天，技术参数见表4.1-5。
石墨炉炉头电极采用循环水冷却的方式，冷却水采用淋水塔降温处理后回用；此外在石墨化炉停电后，其炉顶需要淋水冷却，此部分水全部蒸发。
石墨化过程中按温度特性大致可分为三个阶段。
a、重复焙烧阶段
室温至1300℃为重复焙烧阶段，经1300℃焙烧的产品具有一定的热电性能和耐热冲击性能。此阶段产品仅是预热，产品内没有多大变化，可用较快的温升速度。
b、严控温升阶段
这阶段的温度范围为1300-1800℃。在这个温度区间内，产品碳平面网格逐渐转化为石墨晶格结构，同时低烃类及杂质不断向外散逸，易引起结构缺陷产生废品。
c、自由温升阶段1800℃至石墨化最高温度。此时产品的石墨晶体结构已经基本形成，温升速度影响不大。但石墨化的完善程度，主要取决于最高温度，所以温度越高越好。
石墨化过程中涉及到冷却水有：炉头冷却水(净环水)，炉身冷却水。
石墨化过程固废主要为：保温料废料，石墨化废品。
石墨化过程废气主要为沥青烟、二氧化硫等。
(7)机械加工
石墨化后的电极与电极接头毛坯必须经机加工，成为规定公差和光洁度的成品。电极采用数控电极专用机床(2 组)加工，电极接头采用电极接头自动加工线(1 套)加工。
本项目电极加工采用2 组数控电极专用机床，每组有3 台机床组成；电极接头采用电极接头自动加工线1 套，也是由3 台机场组成。机加工过程可实现非常高的自动化控制水平。碳素制品在结构上属于非均质结构的脆性材料，在加工时的特点有：易切屑，切屑是小颗粒和细粉；易产生粉尘。
机加工工段固废有加工碎屑、机加工废品等；此外还有废气(主要是粉尘)污染和除尘器捕集石墨尘。
(8)出厂
机加工后的电极与电极接头已经是成品，进入成品库堆垛待售。
本工段主要污染为噪声污染，另有一定量的粉尘(石墨尘)污染。。
氧化石墨烯的制备方法： 方法一： 由天然鳞片石墨反应生成氧化石墨，大致分为3 个阶段，低温反应：在冰水浴中放入大烧杯，加入110mL 浓H2SO4，在磁力搅拌器上搅拌，放入温度计让其温度降至4℃左右。加入-100目鳞片状石墨5g，再加入NaNO3，然后缓慢加入15g KMnO4，加完后记时，在磁力搅拌器上搅拌反应90min，溶液呈紫绿色。中温反应：将冰水浴换成温水浴，在磁力搅拌器搅拌下将烧杯里的温度控制在32~40℃，让其反应30 min，溶液呈紫绿色。高温反应：中温反应结束之后，缓慢加入220mL 去离子水，加热保持温度70~100℃左右，缓慢加入一定双氧水(5 %)进行高温反应，此时反应液变成金黄色。反应后的溶液在离心机中多次离心洗涤，直至BaCl2检测无白色沉淀生成，说明没有SO42-的存在，样品在40~50℃温度下烘干。H2SO4、NaNO3、KMnO4一起加入到低温反应的优点是反应温度容易控制且与KMnO4反应时间足够长。如果在中温过程中加入KMnO4，一开始温度会急剧上升，很难控制反应的温度在32~40℃。技术路线图见图1。 方法二：Hummers 方法 采用Hummers 方法[5]制备氧化石墨。具体的工艺流程在冰水浴中装配好250 mL 的反应瓶加入适量的浓硫酸搅拌下加入2 g 石墨粉和1 g 硝酸钠的固体混合物再分次加入6 g 高锰酸钾控制反应温度不超过20℃搅拌反应一段时间然后升温到35℃左右继续搅拌30 min再缓慢加入一定量的去离子水续拌20 min 后并加入适量双氧水还原残留的氧化剂使溶液变为亮黄色。趁热过滤并用5%HCl 溶液和去离子水洗涤直到滤液中无硫酸根被检测到为止。最后将滤饼置于60℃的真空干燥箱中充分干燥保存备用。方法三：修正的Hummers方法 采用修正的Hummers方法合成氧化石墨，如图1中(1)过程。即在冰水浴中装配好250 mL的反应瓶，加入适量的浓硫酸，磁力搅拌下加入2 g 石墨粉和1 g硝酸钠的固体混合物，再缓慢加入6 g高锰酸钾，控制反应温度不超过10 ℃，在冰浴条件下搅拌2 h后取出，在室温下搅拌反应5 d。然后将样品用5 %的H2SO4（质量分数）溶液进行稀释，搅拌2 h后，加入6 mL H2O2，溶液变成亮黄色，搅拌反应2 h离心。然后用浓度适当的H2SO4、H2O2混合溶液以及HCl反复洗涤、最后用蒸馏水洗涤几次，使其pH~7，得到的黄褐色沉淀即为氧化石墨(GO)。最后将样品在40 ℃的真空干燥箱中充分干燥。将获得的氧化石墨入去离子水中，60 W功率超声约3 h，沉淀过夜，取上层液离心清洗后放入烘箱内40 ℃干燥，即得片层较薄的氧化石墨烯，如图1中(2)过程。
氧化石墨烯的结构及应用 2004年，英国曼彻斯特大学物理学家安德烈?海姆(Andre Geim)和康斯坦丁?诺沃肖洛夫(Konstantin Novoselov)成功地从石墨中分离出一层碳原子构成的石墨烯，两人也因“在二维石墨烯材料的开创性实验”，共同获得2010年诺贝尔物理学奖。自此，石墨烯由于其突出的导热性、室温高速载流子迁移率、透光性和力学性能等，同时具有完美的量子隧道效应、半整数的量子霍尔效应、从不消失的电导率等一系列性质，受到了世界各界的广泛关注，也成为科研领域的新兴宠儿。 氧化石墨烯是石墨粉末经化学氧化后的产物，它是一种性能优异的新型碳材料，具有较高的比表面积和表面丰富的官能团。氧化石墨烯复合材料包括聚合物类复合材料以及无机物类复合材料更是具有广泛的应用前景，因为成为研究的又一重点。 一、氧化石墨烯的分子结构 石墨被强氧化剂氧化，氧原子进入到石墨层间，结合л电子，使层面内的二键断裂，并以C=O,C-OH, -COOH等官能团与密实的碳网面中的碳原子结合，形成共价键型石墨层间化合物。氧化石墨烯的理想结构组成为C400H，也有文献报道其组成为C X+(OH)Y-(H20)2，其中C、H、O等各元素的含量随氧化程度不同而发生改变，一般范围为C7O4H2-C24O13H9，目前，普遍认为氧化石墨是一个准二维固体物质。氧化石墨烯由尺寸不定的未被氧化的芳香“岛”组成，而这些“岛”则被含有醇羟基、环氧基团和双键的六元脂环所分开，芳香环、双键和环氧基团使得碳原子点阵格式近乎处于同一平面，仅有连接到羟基基团的碳原子有较轻微的四面体构型畸变，导致了一些层面的卷翘。官能团处于碳原子点阵格子的上下，形成了不同密度的氧原子分布。 干燥的氧化石墨在空气中稳定性较差，很容易吸潮而变成水合氧化石墨，层间距也会随其含水量的高低而有所不同。随含水量的增加，层间距从0.6nm增加到1.1nm,从而导致X射线(100)衍射峰的位置的变化。 鉴于氧化石墨烯在石墨烯材料领域中的地位，许多科学家试图对氧化石墨烯的结构进行详细和准确的描述，以便有利于石墨烯材料的进一步研究，虽然已经利用了计算机模拟、拉曼光谱，核磁共振等手段对其结构进行分析，但由于种种原因(不同的制备方法，实验条件的差异以及不同的石墨来源对氧化石墨烯的结构都有一定的影响)，氧化石墨烯的精确结构还无法得到确定。 二、氧化石墨烯的制备方法 氧化石墨烯的制备方法主要有Brodie、Staudenmaier和Hummers三种方法，它们都是用无机强质子酸(如浓硫酸、发烟硝酸或它们的混合物)处理原始石墨，将强酸小分子插入石墨层问，再用强氧化剂(如KMnO4、KC104等)对其进行氧化。 1、Brodie法 1898年Brodie采用发烟HNO3体系，以KC103为氧化剂，反应体系的温度需先维持在0℃，然后，不断搅拌反应20-24h。洗涤后获得的氧化石墨的氧化程度较低，需进行多次氧化处理以提高氧化程度，反应时间相对较长。该法的优点是其氧化程度可利用氧化时间进行控制，合成的氧化石墨结构比较规整。但因采用KC103作氧化剂，有一定的危险性。
石墨烯的制备方法与应用 摘要: 石墨烯是目前发现的唯一存在的二维自由态原子晶体, 它是构筑零维富勒烯、一维碳纳米管、三维体相石墨等sp2 杂化碳的基本结构单元, 具有很多奇异的电子及机械性能。因而吸引了化学、材料等其他领域科学家的高度关注。本文介绍了近几年石墨烯的研究进展, 包括石墨烯的合成、去氧化、化学修饰及应用前景等方面的内容。石墨烯由于其特殊的电学、热学、力学等性质以及在纳米电子器件、储能材料、光电材料等方面的潜在应用,引起了科学界新一轮的热潮。关键字: 石墨烯, 制备, 应用,氧化石墨烯，传感器 石墨烯的定义 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，厚度只有0.335纳米,仅为头发的20万分之一，是构建其它维数碳质材料（如零维富勒烯、一维纳米碳管、三维石墨）的基本单元，具有极好的结晶性、力学性能和电学质量。 石墨烯的结构 完美的石墨烯是二维的, 它只包括六角元胞(等角六边形)。 如果有五角元胞和七角元胞存在,那么他们构成石墨烯的缺陷。如果少量的五角元胞细胞会使石墨烯翘曲; 12个五角元胞的会形成富勒烯。碳纳米管也被认为是卷成圆桶的石墨烯; 可见，石墨烯是构建其它维数碳质材料（如零维富勒烯、一维纳米碳管、三维石墨）的基本单元。
单原子层石墨晶体薄膜。 每个原胞中两个碳原子，每个原子与最相邻三个碳原子形成三个σ键。 每个碳原子贡献一个多余p电子，垂直于graphene平面，形成未成键的π电子——良好的导电性。 石墨烯的性能 最薄——只有一个原子厚 强度最高——美国哥伦比亚大学的专家为了测试石墨烯的强度，先在一块硅晶体板上钻出一些直径一微米的孔，每个小孔上放置一个完好的石墨烯样本，然后用一个带有金刚石探头的工具对样本施加压力。结果显示，在石墨烯样品微粒开始断裂前，每100纳米距离上可承受的最大压力为2．9 微牛左右。按这个结果测算，要使1 米长的石墨烯断裂，需要施加相当于55 牛顿的压力，也就是说，用石墨烯制成的包装袋应该可以承受大约两吨的重量。 没有能隙——良好的半导体 良好的导热性 热稳定性——优于石墨 较大的比表面积 优秀导电性——电子的运动速度达到了光速的1/300，远远超过了电子在一般导体中的运动速度--电子的“光速”移动碳原子有四个价电子，这样每个碳原子都贡献一个未成键的π电子，这些π电子与平面成垂直的方向可形成轨道，π电子可在晶体中自由移动，赋予
氧化石墨烯的制备及表征 文献综述 材料0802班 李琳 200822046
氧化石墨烯的制备及表征 李琳 摘要：石墨烯(又称单层石墨或二维石墨)是单原子厚度的二维碳原子晶体,被认为是富勒烯、碳纳米管和石墨的基本结构单元[1]。石墨烯可通过膨胀石墨经过超声剥离或球磨处理来制备[2,3]，其片层厚度一般只能达到30~100 nm，难以得到单层石墨烯(约0.34 nm)，并且不容易重复操作。所以寻求一种新的、容易和可以重复操作的实验方法是目前石墨烯研究的热点。而将石墨氧化变成氧化石墨，再在超声条件下容易得到单层的氧化石墨溶液，再通过化学还原获得，已成为石墨烯制备的有效途径[4]。通过述评氧化石墨及氧化石墨烯的制备、结构、改性及其与聚合物的复合,展望了石墨烯及其复合材料的研究前景。 关键词：氧化石墨烯，石墨烯，氧化石墨，制备，表征 Oxidation of graphite surfaces preparation and Characterization LI Lin Abstrat：Graphite surfaces (also called single graphite or 2 d graphite )is the single atoms thickness of the 2 d carbon atoms crystal, is considered fullerenes, carbon nanotubes and graphite basic structure unit [1].Graphite surfaces can through the expanded graphite after ultrasonic stripping or ball mill treatment topreparation [2,3], a piece of layer thickness normally only up to 30 to 100 nm, hard to get the single graphite surfaces (about 0.34 nm), and not easy to repeated operation. So to search a new, easy to operate and can be repeated the experiment method of the graphite surfaces is the focus of research. And will graphite oxidization into oxidation graphite, again in ultrasonic conditions to get the oxidation of the single graphite solution, again through chemical reduction get, has become an effective way of the preparation of graphite surfaces [4]. Through the review of graphite oxide and oxidation graphite surfaces of the preparation, structure, modification of polymer and the
一．石墨烯常用修饰方法总结 石墨烯是由一层密集的、包裹在蜂巢晶体点阵上的碳原子组成，是世界上最薄的二维材料，其厚度仅为0.35 nm。这种特殊结构蕴含了丰富而新奇的物理现象，使石墨烯表现出许多优异性质。 结构完整的石墨烯是由不含任何不稳定键的苯六元环组合而成的二维晶体，化学稳定性高，其表面呈惰性状态，与其他介质(如溶剂等)的相互作用较弱，并且石墨烯片与片之间有较强的范德华力，容易产生聚集，使其难溶于水及常用的有机溶剂，这给石墨烯的进一步研究和应用造成了极大的困难。为了充分发挥其优良性质，并改善其成型加工性(如提高溶解性、在基体中的分散性等)，必须对石墨烯进行有效的功能化。通过引入特定的官能团，还可以赋予石墨烯新的性质，进一步拓展其应用领域。功能化是实现石墨烯分散、溶解和成型加工的最重要手段。 从功能化的方法来看。主要分为共价键功能化和非共价键功能化两种。 1. 石墨烯的共价功能化 石墨烯的共价键功能化是目前研究最为广泛的功能化方法。尽管石墨烯的主体部分由稳定的六元环构成，但其边沿及缺陷部位具有较高的反应活性，可以通过化学氧化的方法制备石墨烯氧化物(Grapheneoxide)。由于石墨烯氧化物中含有大量的羧基、羟基和环氧键等活性基团，可以利用多种化学反应对石墨烯进行共价键功能化。 １.1 石墨烯的聚合物功能化 (１)聚乙二醇（PEG）具有优异的生物相容性和亲水性，被广泛应用于多种不同的功能化纳米材料，以提高这些材料的生物相容性，减小其对生物分子及细胞的非特定的约束力，也改善了体内的药物代谢动力学，以实现更好的肿瘤靶向性治疗[1,2,3-5]。2008年，Dai 等使用六臂星型氨基聚乙二醇的端氨基与纳米石墨烯片边缘的羧基通过亚胺催化酰胺形成反应，制备PEG 修饰纳米石墨烯片，得到的产物在用于体外给药和生物成像的生理溶液中显示了优良的分散性和稳定性[2]。 （2）除了PEG外，还有其他的被用来共价功能化GO的亲水大分子。刘庄工作组，将氨基修饰的DEX与GO通过共价键键合，得到了具有生物相容性的材料，这种材料大大提高了GO生理溶解性的稳定性[6]。Bao et al.
合成化学综述论文 ——石墨烯的合成 姓名：常俊玉 学号：1505120528
学院：化学化工学院 班级：应化1204班 时间：2015-4-19 石墨烯合成综述 应化1204 常俊玉1505120528 摘要：由于石墨烯优异的电学、光学、机械性能以及石墨烯广泛的应用前景，自英国曼彻斯特大学物理学教授Geim 等得到了稳定存在的石墨烯以来，掀起对碳材料的又一次研究热潮。这10年来，石墨烯的制备方法上取得了重大进展。本文对石墨烯的机械剥离法、化学气相沉积法、氧化还原法、有机合成法四种制备方法进行了综述，比较可以发现各种合成方法有其优缺点，实际生产可以根据实际情况选择对应方法。 关键词：石墨烯、机械剥离法、化学气相沉积法、氧化还原法、有机合成法一.引言 石墨烯是由碳原子通过sp2 杂化，构成的单层蜂窝状二维网格结构。石墨烯是构成其他碳同素异形体的基本单元，它可折叠成富勒烯（零维），卷曲成碳纳米管（一维），堆垛成石墨（三维），如图一所示[1]。石墨烯的理论研究已经有60 多年，当时主要用来为富勒烯和碳纳米管等结构构建模型，没有人认为石墨烯会稳定存在，因为物理学家认为，热力学涨落不允许二维晶体在有限温度下存在。 2004 年，英国曼彻斯特大学物理学教授Geim 等，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[2]。该发现立即引起了物理学家、化学家和材料学家的广泛关注，掀起了继富勒烯和碳纳米管之后碳材料的又一次研究热潮。由于石墨烯优异的电学、光学和机械性能，以及石墨烯广泛的应用前景，石墨烯的发现者Geim 教授和Novoselov 博士被授予2010 年度诺贝尔物 理学奖。
石墨烯生产成套设备石墨烯生产设备的概况 目前生产石墨烯的制备方法主要是机械法、氧化法、基片生长法和液相法等,这些生产技术及方法多数存在着产量低、能耗大、品质差等缺点,从而也止约了国内石墨烯的生产及发展。南通富莱克石墨烯生产课题组经过不懈的努力发明了一种以高速分散、破碎研磨、旋涡空化、剪切超声为一体的直接在液相中进行连续分散和不间断剥离石墨片的石墨烯生产线，实现了通过机械剪切液力空化等技术手段产出高品质的石墨烯,深受广大石墨烯生产商的亲睐。 石墨烯生产设备是一种釆用机械液力剪切、空化剥离石墨片而产出的单层、多层等高品质石墨烯的高科技先进设备。这种先进技术的发明及应用,在一定程度上加快了石墨烯生产步伐,也促进了石墨烯生产企业进行大规模、高效率、低成本、无污染生产的信心。况且这种机械液力剪切、空化旋涡剥离石墨片的生产工艺具有操作简单、安全可靠、无氧化、无需高温、优质高品的特点非常适合优质石墨烯的大规模生产。
石墨烯生产设备主要结构 石墨烯生产设备主要结构：是由高剪切分散搅拌配料罐、精细分散研磨机、液力旋涡空化器、高剪切旋流超声器、多管道冷凝器、超声储料罐、集成控制系统、压力表温控仪等组成。 石墨烯生产设备工艺流程 石墨烯生产工艺流程：首先在高剪切分散搅拌配料罐配上石墨粉、分散剂或表面改性剂和水等进行分散搅拌，先关循环阀然后打开储料罐与分散研磨泵连接阀，使石墨溶液通过精细分散研磨机、液力剪切旋涡空化器再通过压力进入高剪切旋流超声储料器等工艺过程。在配料罐无料时自动关闭下面连接阀并开通循环阀让石墨溶液自循环不间断进行剥离片使石墨烯单层多层迖到理想效果,在集成控制系统设计压力控制、时间控制、温度控制等也可釆用电脑控制或触摸频控制或全自动控制方式。
深圳市前海展旺新能源科技有限公司文件编号: 制定日期: 2019-09-01 文件类型支援文件制定部门工程部版次: A0 文件名称水性石墨烯导电油墨生产作业指导书页次: 第 1 页/共 5 页 版本修订内容描述修订日期制定人审核人批准人A0 初次发行2019-09-01曾凡聪 制定人/日期审核人/日期批准人/日期文件发行章
文件类型支援文件制定部门工程部版次: A0 文件名称水性石墨烯导电油墨生产作业指导书页次: 第 2 页/共 5 页1 目的 规范水性石墨烯导电油墨的生产操作规程，保障生产工作的正常进行，保证产品质量。 2 适用范围 水性石墨烯导电油墨生产工艺全过程。 3 工艺流程 水性树脂 去离子水 石墨烯粉体超导炭黑 助剂 组合物混合液 高速分散机导电黑浆 砂磨机系统 真空分散机 未增稠 水性石墨烯导电油墨 增稠剂 水性石墨烯导电油墨 半成品 真空分散机 水性石墨烯导电油墨真空捏合机 4 操作流程 4.1 制备组合物混合液（工序号001） 1）按水性石墨烯导电油墨配方表分别称取相应质量的原材料，备用。 2）将水性树脂、去离子水依次加入高速分散机的搅拌罐中，启动高速分散机，将其转速设置为200rpm，然后将相应助剂加入搅拌罐中，将分散机转速设置为400rpm，搅拌分散5-10min；再依次缓慢加入石墨烯粉体、超导炭黑粉体，然后将分散机转速设置为1500rpm，搅拌分散1h，即得到组合物混合液，并将制备的组合物混合液倒入塑料桶中存放。 4.2 制备导电黑浆（工序号002） 1）称量15kg组合物混合液加入砂磨机系统的搅拌缸A中。 2）检查砂磨机系统是否正常，打开冷水机电源开关，启动冷水机，将冷却循环水温度设置为10℃。 3）待冷却循环水温度达到设定温度后，打开砂磨机主机电源开关，进入砂磨机运行监控系统，点击“主机启动”按键，再点击“点动加速”按键，将主机转速设置为1000rpm；然后点击“上料泵
石墨烯的性质、应用及合成 摘要：自2004年Geim教授和Novoselov教授在实验室用胶带剥离出石墨烯后，其令人惊叹的性质激发了人们对这一材料的强烈兴趣，Geim教授和Novoselov 教授也因他们“对二维材料石墨烯的开拓性研究”而获得了2010年的诺贝尔物理学奖。石墨烯由六方蜂巢晶格排列的碳原子组成，仅有一个原子层厚。下面我将简单介绍一下石墨烯的性质、应用及合成。 关键字：石墨烯性质应用合成 石墨烯的性质 对于石墨烯的性质，在此简单介绍一下石墨烯的电学性质、光学性质、电子自旋性质、力学性质和热学性质。 石墨烯的电学性质引起了科技工作者的广泛兴趣，通过简单的最近邻紧束缚计算可以得到较近似的单层石墨烯的能带结构。其能带结构揭示了单层石墨烯的三个吸引人的电学性质：狄拉克点处的载流子密度为零，伪自旋现象和载流子的相对论特性。利用化学反应修饰石墨烯结构已有超过150年的历史，化学过程对石墨烯带来的有利的结构变化主要有两种：从块状石墨剥离得到石墨烯片层，或者进行层间插层。当考虑石墨烯和石墨中的电子自旋时，需要考虑两种类型的自旋，即与缺陷相关的静态自旋和传导电子自旋。在石墨烯中，碳原子采用共价的三重键和方式，即sp2杂化。我们都知道决定键强度的一个重要因素是原子轨道间的重叠度，杂化体系的一个很关键的优势在于，根据最大重叠定律进行的键合会十分牢固，化学键的强度对于一个材料的物理和力学性能十分重要，如熔点、相变的活化能、拉伸和抗剪强度等。实际上，在石墨烯中sp2杂化碳采用的是最强的C-C化学键，考虑到三重键和的C-C键是最强的化学键，所以不难推测石墨烯具有良好的力学性能。碳材料具有多种性质差异显著的同素异形体，不同同素异形体的热导率横跨5个数量级，最高的为金刚石和石墨烯，（2000W/mK），最低的为无定形碳（0.01W/mK），尽管石墨烯为二维晶体材料，和金刚石不太一样，但在很多前沿领域也表现出了优良的热操控性能。 石墨烯的应用 对于石墨烯的应用，我主要讲述一下石墨烯电子器件、石墨烯复合材料以及石墨烯储能器件。 自2004年Geim教授和Novoselov教授在实验室用胶带剥离方法制备出石墨烯，并且制备出石墨烯器件之后，石墨烯在各种电子器件的应用方面取得了很大的进展。石墨烯独特且优异的载流子输运特性使得石墨烯有望成为下一代集成电路的基础材料。石墨烯具有很高的机械强度，这也使得石墨烯适用于微机电系统和纳机电系统器件的制造；石墨烯还具有良好的透光性和导电性，又使其适用于光电器件透明电极。石墨烯高的导电率和特殊的能带结构，使其特别适用于场效应晶体管方面，也已经制备出了石墨烯场效应晶体管（GFET）。石墨烯良好的导电性能、透光性能及化学稳定性使其与传统的透明电极材料氧化铟锡（ITO）相比更具有优势，而且石墨烯在整个光谱上光透过率维持着统一的分布。例如，2010年6月，韩国SKKU和三星联合报道了在铜箔上生长30英寸单层石墨烯，他们所制备的单层石墨烯面电阻为125Ω/sq，透过率高达97.4%，这一性能已经超过了ITO，在触控显示屏以及柔性电子器件领域具有非常好的应用前景。石墨烯具有高迁移率、高透光率了、高稳定性、可功能化及其他优异的电学特性，这使其不
石墨烯项目可研报告 【引言】 石墨烯是一种二维晶体，由碳原子按照六边形进行排布，相互连接，形成一个碳分子，其结构非常稳定；随着所连接的碳原子数量不断增多，这个二维的碳分子平面不断扩大，分子也不断变大。单层石墨烯只有一个碳原子的厚度，即0.335纳米，相当于一根头发的20万分之一的厚度，1毫米厚的石墨中将将近有150万层左右的石墨烯。石墨烯是已知的最薄的一种材料，并且具有极高的比表面积、超强的导电性和强度等优点。 石墨烯良好的电导性能和透光性能，使它在透明电导电极方面有非常好的应用前景。触摸屏、液晶显示、有机光伏电池、有机发光二极管等等，都需要良好的透明电导电极材料。特别是，石墨烯的机械强度和柔韧性都比常用材料氧化铟锡优良；氧化铟锡脆度较高，比较容易损毁。在溶液内的石墨烯薄膜可以沉积于大面积区域。通过化学气相沉积法，可以制成大面积、连续的、透明、高电导率的少层石墨烯薄膜，主要用于光伏器件的阳极，并得到高达1.71%能量转换效率；与用氧化铟锡材料制成的元件
相比，大约为其能量转换效率的55.2%。作为新兴产业，前瞻产业研究院石墨烯行业研究员李生发指出。 由此可见，石墨烯未来前途一片光明。 【石墨烯项目可行性研究报告目录】 第一部分石墨烯项目总论 总论作为可行性研究报告的首要部分,要综合叙述研究报告中各部分的主要问题和研究结论,并对项目的可行与否提出最终建议,为可行性研究的审批提供方便。 一、石墨烯项目背景 （一）项目名称 （二）项目的承办单位 （三）承担可行性研究工作的单位情况 （四）项目的主管部门 （五）项目建设内容、规模、目标 （六）项目建设地点
二、项目可行性研究主要结论 在可行性研究中,对项目的产品销售、原料供应、政策保障、技术方案、资金总额筹措、项目的财务效益和国民经济、社会效益等重大问题,都应得出明确的结论,主要包括： （一）项目产品市场前景 （二）项目原料供应问题 （三）项目政策保障问题 （四）项目资金保障问题 （五）项目组织保障问题 （六）项目技术保障问题 （七）项目人力保障问题 （八）项目风险控制问题 （九）项目财务效益结论 （十）项目社会效益结论 （十一）项目可行性综合评价 三、主要技术经济指标表 在总论部分中,可将研究报告中各部分的主要技术经济指标汇总,列出主要技术经济指标表,使审批和决策者对项目作全貌了解。 四、存在问题及建议
本技术公开了一种石墨烯钴酸镍传感器材料的制备方法，本技术将三维石墨烯与NiCo2O4结合，有助于改善NiCo2O4的表面形态，充分发挥三维石墨烯和异质结的协同作用，增强了传感器检测的灵敏度；该方法制备工艺得到的材料修饰的电极应用到抗坏血酸非酶电化学传感器中，其对抗坏血酸具有较好的检测极限、线性相关系、线性检测范围，灵敏度高。 权利要求书 1.一种石墨烯钴酸镍传感器材料的制备方法，该方法包括如下步骤： （1）制备三维石墨烯材料 在泡沫铝衬底上制备三维石墨烯，得到石墨烯/泡沫铝复合材料； 将石墨烯/泡沫铝复合材料浸泡在刻蚀溶液中，泡沫铝衬底溶解完全后，得到三维石墨烯材料；所述的刻蚀溶液为氯化铁或硝酸铁溶液，所述溶液浓度为0.5-5mol/L （2）取乙二醇和水按体积比为1:1-2的比例混合得到混合液，按重量份数分别称取1-2份所述三维石墨烯材料、35-38份PVP，先将PVP溶于400-450份混合液中，再将所述三维石墨烯材料分散于混合液中，超声搅拌均匀后加入NiCl2·6H2O和CoCl2·6H2O，搅拌使其最终浓度分别为0.002-0.004mg/L、0.001-0.003mg/L；随后按体积比向上述溶液中逐滴加入0.003份 Na2S2O3，颜色稳定后立即用蒸馏水和乙二醇离心洗涤，50-60℃下烘干后在空气中250-300℃煅烧2-3h，收集得到所述传感器电极材料。 2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，采用化学气相沉积法石墨烯/泡沫铝复合材料，具体步骤为：将泡沫铝放入真空反应炉加温区中，抽真空，同时加热，将氢气注入真空反应炉中，加热到预定温度100-500℃后，恒温10-30分钟，然后进行退火，再加热到预定温度900-1100℃后，将碳源通入真空反应炉，同时保持氢气流量不变，生长50-100分钟后关闭气体并降至室温，即可得到直接沉积石墨烯的衬底，即石墨烯/泡沫铝复合材料。
石墨烯项目可行性研究报告 核心提示：石墨烯项目投资环境分析，石墨烯项目背景和发展概况，石墨烯项目建设的必要性，石墨烯行业竞争格局分析，石墨烯行业财务指标分析参考，石墨烯行业市场分析与建设规模，石墨烯项目建设条件与选址方案，石墨烯项目不确定性及风险分析，石墨烯行业发展趋势分析. 【关键词】：石墨烯项目投资可行性研究报告 【收费标准】：根据项目复杂程度等方面进行核定，请致电详细沟通 【服务流程】：初步洽谈—－签订协议—－多方面地深入沟通－—编制执行—－提交初稿—－讨论修改—－排版印刷—－交付客户 【完成时间】：3-5个工作日 【报告格式】：WORD版＋PDF格式+精美装订印刷版 【交付方式】：Email发送、EMS快递 【报告说明】 可行性研究报告，简称可研，是在制订生产、基建、科研计划的前期，通过全面的调查研究，分析论证某个建设或改造工程、某种科学研究、某项商务活动切实可行而提出的一种书面材料。 项目可行性研究报告主要是通过对项目的主要内容和配套条件，如市场需求、资源供应、建设规模、工艺路线、设备选型、环境影响、资金筹措、盈利能力等，从技术、经济、工程等方面进行调查研究和分析比较，并对项目建成以后可能取得的财务、经济效益及社会影响进行预测，从而提出该项目是否值得投资和如何进行建设的咨询意见，为项目决策提供依据的一种综合性的分析方法。
可行性研究具有预见性、公正性、可靠性、科学性的特点。 可行性研究报告是确定建设项目前具有决定性意义的工作，是在投资决策之前，对拟建项目进行全面技术经济分析论证的科学方法，在投资管理中，可行性研究是指对拟建项目有关的自然、社会、经济、技术等进行调研、分析比较以及预测建成后的社会经济效益。 可行性研究报告大纲（具体可根据客户要求进行调整） 第一章项目总论 第一节石墨烯项目背景 一、石墨烯项目基本信息 二、承办单位概况 三、本可行性研究报告编制依据 四、石墨烯项目提出的理由与过程 第二节石墨烯项目概况 一、建设规模与目标 二、主要建设条件 三、石墨烯项目投入总资金及效益情况 四、主要技术经济指标 第三节问题与建议 一、石墨烯项目资金来源问题 二、石墨烯项目工艺技术获取问题 三、石墨烯项目上报问题 第二章石墨烯项目所在市场发展前景预测 第一节石墨烯项目产品发展背景 一、石墨烯产品市场分析 二、石墨烯产品的相关政策 三、石墨烯产品的技术背景 第二节石墨烯产品的市场分析 一、石墨烯行业的成长性分析 二、石墨烯产品的整体优势 三、石墨烯产品成本竞争优势 四、石墨烯行业主要生产企业 第三节石墨烯产品市场预测 一、石墨烯行业的成长性预测分析 二、石墨烯行业竞争趋势 三、石墨烯行业技术发展趋势 第四节市场竞争力分析 一、产品市场竞争优劣势 二、营销策略
石墨烯合成方法的总结 一、化学分散方法 （1）氧化石墨的制备：将一定量的石墨粉加入含有适量浓硫酸的大烧杯中，温度控制在0℃，在烧杯中加入硝酸钠和高锰酸钾的混合物，反应完全以后，在35℃的恒温水浴中保温30Min ，加入适量的蒸馏水稀释，稀释以后加入5%的双氧水趁热过滤，滤饼用稀盐酸洗涤数次，真空干燥。 石墨粉H 2SO 4NaNO 3KMnO 40℃ 35℃保温30M in H 2O 2过滤干燥 GO （2）石墨烯的制备：将一定量的氧化石墨（GO ）和水以适当的比例加入三口烧瓶中，得到黄褐色的分散液。超声分散液直至溶液无明显的颗粒存在，然后再在三口烧瓶中加入适量的肼，在在1 0 0℃油浴中回流2 4 h ，产生黑色颗粒状沉淀，过滤、洗涤（水和乙醇数次）烘干即得石墨烯。 GO 2黄褐色分散液 超声无颗粒存在N 2H 4100℃ 24h 过滤洗涤干燥石墨烯 二、化学气象沉积方法 碳氢化合物(CH 4)气体可以在过渡金属镍（Ni ）的表面生长石墨烯薄片。其具体过程如下：用电子束蒸发的方法在SiO 2/Si 衬底上沉积一层厚度小于300nm 的Ni 薄膜，然后将样品放入石英管中，通入Ar 进行保护，加热至1000℃，然后通入甲烷、氢气和氩气的混合反应气体，最后利用氩气使样品以10℃/s 的速率快速的降到室温。降温的速率对于抑制更多层碳薄膜的形成以及对后续石墨烯从衬底上的分离起着很关键的作用。 石墨烯薄片的转移： （1） 利用聚二甲基硅氧烷（PDMS ）印章贴在生长了石墨烯薄片的 Ni 衬底上.然后用FeCl 3或者是HNO 3腐蚀掉Ni 基质，从而可 以使石墨烯附着PDMS 上，在把PDMS 印压在其它的衬底上， 撕掉PDMS ，最终可以成功的将石墨烯转移。 （2） 利用FeCl 3将Ni 衬底在适当的PH 值下进行腐蚀，片刻以后， 石墨烯薄膜将悬浮在溶液中。再将此石墨烯转移到其他的衬 底上，用HF 溶液腐蚀掉SiO 2/Si 即可得到石墨烯薄膜. 三、取向附生法 取向附生法则是利用生长基质的原子结构“种”出石墨烯，但采用这种方法生产的石墨烯薄片往往厚度不均匀，且石墨烯和基质之间的黏合会影响碳层的特性。取向附生法所使用的基质一般是是稀有金属钌(Ru)，首先让碳原子在1150℃下渗入钌，然后冷却，冷却到850℃后，之前吸收的大量碳原子就会浮到Ru 表面，形成镜片形状的单层的碳原子“孤岛”布满了整个基质表面，最终它们可长成完整的一层石墨烯。第一层覆盖80％后，第二层开始生长。底层的石墨烯会与Ru 产生强烈的交互作用，而第二层后就几乎与Ru 完全分离，只剩下弱电耦合，得到的单层石墨烯薄片表现令人满意。可以保持石墨烯的固有结构。
石墨烯技术优势 一，产品的特点及优势 ?产品显微结构可控，性能特性优； ?大批量出货，产品性价比极具竞争力； ?多样化全系列开发，多品种类型满足不同应用需求； ?可广泛应用于国内外终端厂商，可靠性和稳定性久经市场考验； ?国内、国外发明等专利保护。 二，核心技术及创新性 采用精细化绿色环保生产技术，以石墨粉为主要原料，通过合成制备工艺优化控制，获得氧化石墨烯材料；再借助高速离心分离、超声粉碎等先进科学手段，获得显微结构可控的氧化石墨烯。在此基础上，进一步通过紫外辐照、热还原、基团取代等技术，获得不同性能的石墨烯材料产品。生产工艺流程示意图如图1所示。 生产工艺流程示意图 核心技术创新点： 1）石墨烯材料的精细化绿色环保生产技术 在石墨烯新材料的生产技术方面，本项目团队已经拥有了具有自主知识产权的成熟的精细化绿色环保生产技术，基于化学酸碱度平衡原理（已申请国家发明专利），可以确保在石墨烯材料的生产过程中，实现零污染、低能耗、高效率。该技术属于本项目的重要创新点之一。 2）石墨烯材料显微结构的精准构筑技术 在石墨烯材料显微结构研发方面，本项目团队已经拥有了具有自主知识产权的成熟的精准构筑技术，通过化学氧化还原或物理外力辅助技术方法，能够实现石墨烯材料显微结构的高精度调控，可满足不同的应用目标需求。该技术亦属于本项目的重要创新点之一。 3）石墨烯材料物化性能的优化调控技术 在石墨烯材料物化性能研究方面，本项目团队也已经掌握了系列成熟的、且具有自主知识产权的优化调控技术，结合掺杂取代、物化还原等先进手段，能够实现石墨烯材料乃至其对应的产品的物理化学等性能的高水平设计，研发的高性能石墨烯产品可满足不同层次，特别是高等级应用的不同需求。该技术亦属于本项目的重要创新点之一。
主要原材料：石墨粉（粒度小于30μm的粒子。含量大于95％，碳含量99.85%）， 浓硫酸（95%—98%），高锰酸钾，硝酸钠，双氧水30%，盐酸，氯化钡，水合肼80% 氧化石墨(GO)的制备 采用Hummers 方法[12]制备氧化石墨。具体的工艺流程：在冰水浴中装配好250 mL 的反应瓶，加入适量的浓硫酸，搅拌下加入2 g 石墨粉和1 g 硝酸钠的固体混合物，再分次加入6 g 高锰酸钾，控制反应温度不超过20℃，搅拌反应一段时间，然后升温到35℃左右，继续搅拌30 min，再缓慢加入一定量的去离子水，续拌20 min 后，并加入适量双氧水还原残留的氧化剂，使溶液变为亮黄色。趁热过滤，并用5%HCl 溶液和去离子水洗涤直到滤液中无硫酸根被检测到为止。最后将滤饼置于60℃的真空干燥箱中充分干燥，保存备用。 石墨烯的制备 将100 mg 氧化石墨分散于100 g 水溶液中，得到棕黄色的悬浮液，再在超声条件下分散1 h，得到稳定的分散液。然后移入四口烧瓶中，升温至80℃，滴加2 mL 的水合肼，在此条件下反应24 h 后过滤，将得到的产物依次用甲醇和水冲洗多次，再在60℃的真空干燥箱中充分干燥，保存备用。 具体实验步骤： 一：氧化石墨烯的制备 1：一只大烧杯250Ml,里面放冰块，提供冰水浴 2：用试管量取23mlH2SO4，再用电子天平称取1g石墨，0.5g硝酸钠，3g高锰酸钾 3：用镊子企业一直转自放到锥形瓶，之后把浓硫酸轻轻倒入锥形瓶，然后放到电磁搅拌器中。 4：将石墨和硝酸钠混合加入锥形瓶，搅拌反应三分钟，然后将高锰酸钾加入锥形瓶 5：控制温度小于20℃，搅拌反应2个小时 6：升温至35℃，继续搅拌30分钟 7：将水和蒸馏水配置46mL的去离子水（14摄氏度） 8反应到30分钟后，将去离子水加入锥形瓶，然后将温度升高至98℃，持续加热20min，溶液呈棕黄色，冒出红烟 9：取出5g双氧水（30%），加入锥形瓶 10：取下锥形瓶趁热过滤，并用HCL和去离子水洗涤，待剩余固体在滤纸稳定后，用镊子把滤纸取出，再用一块干净的滤纸衬在底部，一块放到60℃的干燥箱中充分干燥。 二：石墨烯的制备 1：干燥后的氧化石墨烯，取出100mg分散于100g水溶液中，得到棕黄色悬浮液 2:把悬浮液放到超声波洗涤箱中，在超声波条件分散1小时 3：取出溶液放到四口烧杯中，升温到80℃，再滴加20ml水合肼，反应24小时过滤 4：得到的产物以此用甲醇和水冲洗 5：得到的固体在60℃干燥箱中充分干燥，保存备用。 三：实验原材料的作用 浓硫酸：强质子酸，进入石墨层间。高锰酸钾：强氧化剂氧化，生成氧化石墨（GO）经过超声剥离得到氧化石墨烯。水合肼：还原剂，出去氧化石墨烯表面的含氧官能团，得到石墨烯。硝酸钠：在强酸环境下，硝酸根具有强氧化性。双氧水：除去氧化中多余的高锰酸钾，氧化成2价锰离子除去。稀盐酸：洗去其中的金属离子，硫酸根离子，氯化钡：检测其中的硫酸根离子。
氧化石墨烯的制备方法 总结 Company number：【0089WT-8898YT-W8CCB-BUUT-202108】
氧化石墨烯的制备方法：方法一： 由天然鳞片石墨反应生成氧化石墨，大致分为3 个阶段，低温反应：在冰水浴中放入大烧杯，加入 110mL 浓 H2SO4，在磁力搅拌器上搅拌，放入温度计让其温度降至 4℃左右。加入 -100目鳞片状石墨 5g，再加入 NaNO3，然后缓慢加入 15g KMnO4，加完后记时，在磁力搅拌器上搅拌反应90min，溶液呈紫绿色。中温反应：将冰水浴换成温水浴，在磁力搅拌器搅拌下将烧杯里的温度控制在32~40℃，让其反应30 min，溶液呈紫绿色。高温反应：中温反应结束之后，缓慢加入220mL 去离子水，加热保持温度70~100℃左右，缓慢加入一定双氧水(5 %)进行高温反应，此时反应液变成金黄色。反应后的溶液在离心机中多次离心洗涤，直至 BaCl2检测无白色沉淀生成，说明没有 SO42-的存在，样品在40~50℃温度下烘干。H2SO4、NaNO3、KMnO4一起加入到低温反应的优点是反应温度容易控制且与KMnO4反应时间足够长。如果在中温过程中加入KMnO4，一开始温度会急剧上升，很难控制反应的温度在32~40℃。技术路线图见图1。 方法二：Hummers 方法 采用Hummers 方法[5]制备氧化石墨。具体的工艺流程在冰水浴中装配好250 mL 的反应瓶加入适量的浓硫酸搅拌下加入2 g 石墨粉和1 g 硝酸钠的固体混合物再分次加入6 g 高锰酸钾控制反应温度不超过20℃搅拌反应一段时间然后升温到35℃左右继续搅拌30 min再缓慢加入一定量的去离子水续拌20 min 后并加入适量双氧水还原残留的氧化剂使溶液变为亮黄色。趁热过滤并用5%HCl 溶液和去离子水洗涤直到滤液中无硫酸根被检测到为止。最后将滤饼置于60℃的真空干燥箱中充分干燥保存备用。
氧化石墨烯的制备方法 总结 内部编号：（YUUT-TBBY-MMUT-URRUY-UOOY-DBUYI-0128）
氧化石墨烯的制备方法： 方法一： 由天然鳞片石墨反应生成氧化石墨，大致分为 3 个阶段，低温反应：在冰水浴中放入大烧杯，加入 110mL 浓 H 2SO 4，在磁力搅拌器上搅拌，放入温度计让其温度降至 4℃左右。加入 -100目鳞片状石墨 5g ，再加入 2.5g NaNO 3，然后 缓慢加入 15g KMnO 4，加完后记时，在磁力搅拌器上搅拌反应 90min ，溶液呈紫 绿色。中温反应：将冰水浴换成温水浴，在磁力搅拌器搅拌下将烧杯里的温度控制在32~40℃，让其反应 30 min ，溶液呈紫绿色。高温反应：中温反应结束之后，缓慢加入 220mL 去离子水，加热保持温度 70~100℃左右，缓慢加入一定双氧水 (5 %)进行高温反应，此时反应液变成金黄色。反应后的溶液在离心机中多次离心洗涤，直至 BaCl 2检测无白色沉淀生成，说明没有 SO 42-的存在，样品在 40~50℃温度下烘干。H 2SO 4、NaNO 3、KMnO 4一起加入到低温反应的优点是反应温度 容易控制且与 KMnO 4反应时间足够长。如果在中温过程中加入 KMnO 4，一开始温 度会急剧上升，很难控制反应的温度在 32~40℃。技术路线图见图 1。 方法二：Hummers 方法 采用Hummers 方法[5]制备氧化石墨。具体的工艺流程 在冰水浴中装配好250 mL 的反应瓶 加入适量的浓硫酸搅拌下加入2 g 石墨粉和1 g 硝酸钠的固体混合物 再分次加入 6 g 高锰酸钾控制反应温度不超过20℃搅拌反应一段时间 然后升温到35℃左右继续搅拌30 min 再缓慢加入一定量的去离子水续拌20 min 后并加入适量双氧水还原残留的氧化剂 使溶液变为亮黄色。 趁热过滤并用5%HCl 溶液和去离子水洗涤直到滤液中无硫酸根被检测到
石墨烯生产工艺流程介绍 石墨烯制造工艺石墨烯是一种由单层碳原子构成的类似正六角形的蜂窝状薄片。万片石墨烯加在一起，才相当于人类的一根头发丝粗细。铁系氧化剂新方法有望突破大规模工业生产难题生产实验数据显示，用新方法在个小时之内，能做出这样的单层氧化石墨烯，未来有望在工业领域大规模应用。近日，在浙江大学高分子系一个装满了瓶瓶罐罐的实验室中，该系教授高超一边给记者展示一种类似咖啡粉的褐色粉末，一边向记者介绍说。《自然-通讯》杂志日前发表了一篇由高超课题组完成的石墨烯制备研究成果。该成果避开现有石墨烯制备方法的诸多缺陷，突破了传统氧化石墨烯制备方法，找到了一条低成本制备单层石墨烯的绿色路线。石墨烯是一种由单层碳原子构成的类似正六角形的蜂窝状薄片。万片石墨烯加在一起，才相当于人类的一根头发丝粗细。高超向记者介绍说，此前碳的这种二维结构形式一直存在于科学家的猜想中，却一直难以实现，其中的关键性难题是如何把石墨分层到极薄的薄片。 CVD法制备的工艺流程CVD法制备石墨烯的基本过程是：把基底金属箔片放入炉中，通入氢气和氩气或者氮气保护加热至1000℃左右，稳定温度，保持20min左右；然后停止通入保护气体，改通入碳源（如甲烷）气体，大约30min，反应完成；切断电源，关闭甲烷气体，再通入保护气体排净甲烷气体，在保护气体的环境下直至管子冷却到室温，取出金属箔片，得到金属箔片上的石墨烯。下图为石墨烯的制备过程。 CVD法制备石墨烯的影响因素CVD法制备石墨烯的过程主要包含三个重要的影响因素：衬底、前驱体和生长条件。？ （1）衬底是生长石墨烯的重要条件。目前发现的可以用作石墨烯制备的衬底金属有8~10个过渡金属（如Fe，Ru，Co，Rh，Ir，Ni，Pd，Pt，Cu，Au），和合金（如Co-Ni，Au-Ni，Ni-Mo，不锈钢）。选择的主要依据有金属的熔点、溶碳量，以及是否有稳定的金属碳化物等。这些因素决定了石墨烯的生长温度、生长机制和使用的载气类型。另外，金属的晶体类型和晶体取向也会影响石墨烯的生长质量。