| 查看: 6001 | 回复: 22 | ||||||||
| 当前只显示满足指定条件的回帖，点击这里查看本话题的所有回帖 | ||||||||
[交流]
如何低成本合成石墨烯？
|
||||||||
|
这几天，国内新能源汽车产业又开始信心膨胀了，因为，美国Tesla公司的纯电动豪华跑车在美国市场上成为宝马、奔驰汽油豪车的杀手，并因此使Tesla公司2013年第一季度首次盈利1000多万USD，成为世界上第一个盈利的新能源汽车企业。 据说，Tesla现在的电动豪车处境，就像2007年苹果刚推出的iPhone时对手机行业的血洗冲击。 电动汽车最大的瓶颈是安全、快速充放电的低成本动力电池，国内现在还是一片空白。这和有机合成有啥关系？ 高性能动力电池的核心是电极新材料创新，这个必须懂有机合成的人，才有能力完成，国内多如牛毛的电化学技术人员，99%不懂有机合成，尽管做电池很熟练，但不懂新材料合成，只能做你的副手，帮你测试组装电池。 我要提到石墨烯，是因为石墨烯是制备高性能充电电池电极的优选材料。半年前，我不看好石墨烯，3000元/kg的高价用不起，感觉是忽悠人的，只能发发paper。不过最近看法改变了。 石墨烯如果接上能聚合的烯键，就可以很容易地聚合成各种高性能导电电极导电骨架，这样就能大幅改善动力电池性能，例如 1：降低电极电阻： 改善大电流充放电能力，提高充放电速度 2：克服锰酸锂高温缺陷，锰酸锂不能深度放电，否则锰酸锂骨架会断裂，导致循环性能迅速下降。有了石墨烯导电骨架，锰酸锂断裂了也不影响充放电循环。 做过有机合成的人，再看石墨烯的合成，就是小菜一碟，简单的不能再简单了，就是强酸氧化——分散——水合肼还原，卖3000元/kg真是天价，就这几步反应，只要懂有机合成的人参与，石墨烯很快会降到100元/kg。 上述方法合成出来的石墨烯，没有功能基团，应用价值不大，只能作为炭黑一样的添加剂。如何接枝有机功能基团，才体现有机合成技术的水平，提升石墨烯产品附加值。 综合最近的文献，从有机合成的角度，石墨烯的合成原理如下： 1：要合成石墨烯，先要将石墨粉氧化为氧化石墨GO（graphite oxide）： 石墨烯就是一个超大的多环芳香烃，要氧化石墨粉，相当于苯环羟基化合成苯酚，因此现有Nature、JACS等报道方法用浓硫酸/浓硝酸/KMnO4等强氧化手段氧化石墨粉，显得水平很差，污染超级严重，按照这种污染量，石墨烯是根本无法量产的。我个人推断，根据苯氧化为苯酚的有机合成手段，各位有机合成高手应该能发展出清洁的氧化方法，这是一篇至少能上JACS的文章，也具有巨大的工业价值和个人回报。 2：接枝功能基团： 没有功能基团的石墨烯，只能作为添加剂，功能用途很有限，例如：分散加入聚氨酯中，改善导电性，成为抗静电聚氨酯。 我目前急需的是在石墨烯上接枝能聚合的烯键，以便能将像面粉一样的石墨烯聚合成各种形状的石墨烯材料，我们的目标是用于高性能动力电池，在中国也诞生一家像Tesla这样的公司。 浙大2013年4月报道了一种石墨烯碳海绵，能强烈吸收柴油，如果采用带聚合烯键的石墨烯，这种碳海绵能轻而易举的开发出来。 今天感看到一个石墨烯油墨3D打印电子设备的新闻报道： http://stock.eastmoney.com/news/1405,20130516292018756.html 通过石墨烯油墨的3D打印，来制造电子设备的电子线路。 这种技术并不难，有聚合基团的纳米级的石墨烯，做成油墨后，打印完通过加热或光照聚合成各种形状的导电聚合物。 只要石墨烯成本低廉，前途无量啊  石墨烯合成改造.JPG |
回复此楼» 收录本帖的淘帖专辑推荐
 石墨烯知识汇总 | 石墨烯-高分子复合材料 | 石墨烯锂电池 | 博士后生活 |
| 石墨烯产业化问题 |
» 猜你喜欢
济南大学国家优青课题组 2026 调剂招生来啦
已经有0人回复
-
武汉纺织大学_化学院官方调剂群-院士团队招生-学生自由度高发展好-欢迎各位同学
已经有0人回复
-
金属材料论文润色/翻译怎么收费?
已经有267人回复
-
西华大学 化学 调剂有名额
已经有0人回复
-
上海应用技术大学招生调剂研究生
已经有7人回复
-
南京晓庄学院绿色能源材料团队招生
已经有0人回复
-
南京晓庄学院绿色能源材料团队招生
已经有0人回复
» 本主题相关商家推荐: (我也要在这里推广)
» 本主题相关价值贴推荐，对您同样有帮助:
- 聚氨酯海绵分解问题
已经有10人回复
- 石墨烯薄膜具体有哪些应用？
已经有10人回复
- 石墨烯四大主流制备方法
已经有42人回复
- 石墨烯的σ键与π键是用哪些轨道合成的呢？？？
已经有31人回复
- 大家帮我看看TIO2-石墨烯合成方法及用量比例 ，做石墨烯-TiO2材料的筒子们都瞧过来
已经有29人回复
- 羟基自由基的产生溶剂选择问题
已经有8人回复
- 石墨烯纤维合成？？？
已经有3人回复
- 动力锂电池的成本问题
已经有15人回复
- 石墨烯材料的宏量可控制备及其应用基础研究（2012CB933400-G）
已经有145人回复
- 超临界法合成石墨烯
已经有13人回复
- 有机合成的好方向： 石墨烯的清洁合成
已经有41人回复
- 索尼和产综研分别成功合成大面积石墨烯薄膜（0.23米*120米）
已经有10人回复
- 求助如何用马弗炉热处理可膨胀石墨剥离合成石墨烯
已经有6人回复
- 石墨烯合成交流
已经有17人回复
- 溶剂热法合成石墨烯
已经有7人回复
- 【请教】关于石墨烯合成的几个问题
已经有22人回复
» 抢金币啦！回帖就可以得到:
-
蛋白质稳定性之小分子保护剂选择
+1/192
-
高分子材料 调剂——材料-化学方向优先
+1/69
-
五邑大学环境与化学工程学院第三批调剂
+1/43
-
山西大学光量子技术与器件国家实验室招收物理、光学、材料专业2026级博士、硕士研究生
+1/40
-
温州大学邵银林课题组收调剂专硕研究生
+1/37
-
上海电力大学 电力系统保护和智能调度方向 招收博士研究生
+5/30
-
台州学院医药化工学院2026年化学/化学工程硕士调剂研究生
+1/21
-
哈尔滨工业大学化工学院中俄联合办学硕士生招生
+1/20
-
华南理工大学 基础医学学硕和临床医学学硕调剂
+1/20
-
山东理工大学资源与环境工程学院招收调剂考生
+1/19
-
香港科技大学（广州）杨其纯课题组招收水文学方向博士后研究人员两名
+1/13
-
河南师大全国重点实验室—0780药学、08600生物与医药仍有调剂指标！
+1/12
-
【华中科技大学】【管理学院】【吴庆华教授团队】【招收2-3名博士后】
+1/7
-
江西科技师范大学申亮组招研究生
+1/6
-
烟台大学化学化工学院班庆福课题组招收调剂生
+1/5
-
深圳大学谢和平院士团队招收2026级博士生（AI for Science/计算化学方向，第二轮）
+1/5
-
济南大学天然药物化学生物学省重点实验室招收生物学、制药工程学专硕调剂
+1/4
-
2026年北京服装学院- 纺织化学与染整工程-刘老师可招收化学相关专业考研调剂
+1/4
-
生物医学工程-生物医学信号处理方向博导求推荐
+1/3
-
0854,0858调剂招生
+1/3
4楼2013-05-16 15:51:28
★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★
chemindole: 金币+10, 非常精彩 2013-05-16 15:41:51
chemindole: 金币+10, 非常精彩 2013-05-16 15:41:51
|
楼主应该是没合成过GO吧。首先graphene oxide和graphite oxide是不一样的，前者在后者的基础上需要透析除金属离子，超声剥离，离心分离。 graphite oxidation和把苯氧化成苯酚也是不一样的，因为graphite在水中的分散性基本上为0，这种反应必须通过更大的能量（heating or microwave）促进不同相之间反应，因而需要强氧化剂。 此外，GO合成过程中最耗时的步骤不是氧化，而是剥离和透析。通常氧化大概一个下午就做完了，透析需要3到4周，而合成10g的GO大概需要离心1-2周（耐心和体力，一个也少不了）。所以绝对不是来个学有机的分分钟就搞出来的。。 |
2楼2013-05-16 15:36:58
3楼2013-05-16 15:51:13
5楼2013-05-16 15:56:19
