开发石墨烯复合材料

    新闻记者日前得悉，由无锡兴达泡塑新材料股份有限公司与常州第六元素材料科技股份有限公司，协作研发的石墨烯阻燃型EPS新材料成功实现产业化。据了解，该材质在我国的应用也呈上升趋向，但我国建筑物外保温市场阻燃型石墨EPS市场被国外品牌独占。为冲破国外对新型阻燃型EPS新材料的垄断，推动我国EPS材质的转型升级，常州第六元素与兴达泡塑两家企业走到了一同。从2016年7月开始，第六要素和兴达泡塑分别成立了研发小组，并开发出奇特的石墨烯多级研磨预配到聚合应用工艺技术。通过双方的共同努力，技术疑问都被逐个突破。目前，兴达泡塑已成功开展了30m3的大试试验，阻燃等级达到B1级别。常州第六元素材料科技股份有限公司总经理瞿研告知新闻记者，新型石墨烯阻燃型EPS新材料率先在我国实现产业化，将给EPS行业流入新的发展生机，带来新的发展机遇。。石墨烯环氧树脂应用于重防腐涂料、导电涂料、粉末涂料以及胶粉剂等领域。开发石墨烯复合材料

    目前第六元素全资子公司常州第六元素半导体有限公司已与客户成功开发石墨烯超级铜复合材料（“超级铜”），“超级铜”利用CVD沉积技术制备而成，石墨烯超级铜导电率高于银10%，如成功应用于电机，若按10%替换，则每年节约用电，相当于葛洲坝电站近2个月的发电量，节约电费约20亿元。近日，中国中车高电导率铜基复合材料“超级铜”登上央视《焦点访谈》节目。据中国中车介绍，“超级铜”由中车研究院与上海交通大学张荻团队联合研发，是一种高电导率铜基复合材料。“超级铜”利用石墨烯较好的导电性和力学性能与铜材料片堆叠制成，实现了石墨烯和铜的优势互补。经过实验验证，超级铜的导电性能超过银10%，如果全国10%的电机用上这种“超级铜”材料，那么一年可以节省出180多亿度电。180亿度电相当于节省出一个葛洲坝电站（2022年葛洲坝电站完成发电量）。目前，“超级铜”已完成中试验证，验证了超级铜的量产可行性，并实现了小批量生产，接下来将加快批量化制造进程。 开发石墨烯复合材料常州第六元素是专业从事石墨烯研发、生产及销售的专精特新小巨人企业。

    大规模制备高质量的石墨烯晶体材料是所有应用的基础,发展简单可控的化学制备方法是一种方便、可行的途径,这需要化学家们长期不懈的探索和努力;石墨烯的化学修饰包括：将石墨烯进行化学改性、掺杂、表面官能化以及合成石墨烯的衍生物，发展出石墨烯及其相关材料(grapheneandrelatedmaterials)，来实现更多的功能和应用。石墨烯的表面化学性能:由于石墨烯晶体独特的原子和电子结构，气体分子与石墨烯表面间的相互作用将表现出许多特有的现象，这将为表面化学特别是表面催化研究提供一个独特的模型表面;同时石墨烯具有完美的两维周期平面结构，可以作为一个理想的催化剂载体，金属/石墨烯体系将为表面催化研究提供一个全新的模型催化研究体系。

    第六元素即将新三板上市或将推动市场对石墨烯板块投资的关注度。公司主营石墨烯生产。全名为常州第六元素材料科技股份有限公司，注册资金5000万元。截至目前，公司采用氧化还原法制备石墨烯粉体的工艺已经成熟，且拥有一系列相关技术储备，加之有能力完成更大规模生产线的设计运行。此外，经过长期验证，公司采用氧化还原法制备的石墨烯粉体产品适于较宽范围内的多种下游产品应用。公司主营产品按照销售数量具体划分为两种：公斤级销售和克级销售，其中公斤级销售主要面向的客户是下游应用企业，包括涂料、复合材料、储能器件等生产企业；克级销售主要面向的客户是科研院校，主要从事石墨烯粉体材料研发。借助于技术、资金及人员等重要资源，公司已完成了石墨烯粉体宏量制备生产线的升级改造，从1吨的中试生产线到年产10吨石墨烯粉体生产线，再到正在申请的年产100吨石墨烯、300吨氧化石墨生产线，公司石墨烯粉体宏量制备技术趋于成熟，规模化生产即将突破。2013年中科院重庆研究院研制出15英寸的单层石墨烯；2013年2月，无锡格菲电子薄膜科技有限公司研发出石墨烯电容式触屏手机；宁波墨西科技有限公司年产300吨石墨烯粉体生产线投产；2013年5月。玻纤增强复合材料颜色、性能可根据客户需求定制。

石墨烯内部碳原子的排列方式与石墨单原子层一样以sp杂化轨道成键，并有如下的特点:碳原子有4个价电子，其中3个电子生成sp键，即每个碳原子都贡献一个位于pz轨道上的未成键电子，近邻原子的pz轨道与平面成垂直方向可形成π键，新形成的π键呈半填满状态。研究证实，石墨烯中碳原子的配位数为3，每两个相邻碳原子间的键长为1.42×10米，键与键之间的夹角为120°。除了σ键与其他碳原子链接成六角环的蜂窝式层状结构外，每个碳原子的垂直于层平面的pz轨道可以形成贯穿全层的多原子的大π键(与苯环类似)，因而具有优良的导电和光学性能。石墨烯具有非常良好的光学特性，在较宽波长范围内吸收率约为2.3%，看上去几乎是透明的。在几层石墨烯厚度范围内，厚度每增加一层，吸收率增加2.3%。大面积的石墨烯薄膜同样具有优异的光学特性，且其光学特性随石墨烯厚度的改变而发生变化。这是单层石墨烯所具有的不寻常低能电子结构。室温下对双栅极双层石墨烯场效应晶体管施加电压，石墨烯的带隙可在0~0.25eV间调整。施加磁场，石墨烯纳米带的光学响应可调谐至太赫兹范围。石墨烯片层薄，易分散，易加工。开发石墨烯复合材料

石墨烯型号为SE1231、SE1232、SE1233、SE1234。开发石墨烯复合材料

溶剂剥离法的原理是将少量的石墨分散于溶剂中，形成低浓度的分散液，利用超声波的作用破坏石墨层间的范德华力，此时溶剂可以插入石墨层间，进行层层剥离，制备出石墨烯。此方法不会像氧化-还原法那样破坏石墨烯的结构，可以制备高质量的石墨烯。在氮甲基吡咯烷酮中石墨烯的产率比较高(大约为8%)，电导率为6500S/m。研究发现高定向热裂解石墨、热膨胀石墨和微晶人造石墨适合用于溶剂剥离法制备石墨烯。溶剂剥离法可以制备高质量的石墨烯，整个液相剥离的过程没有在石墨烯的表面引入任何缺陷，为其在微电子学、多功能复合材料等领域的应用提供了广阔的应用前景。缺点是产率很低。开发石墨烯复合材料

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