大国院士第四百六十七章 让人惊艳的制备方式

石墨烯的工业化批量化生产在如今其实并不是什么难题。

氧化石墨还原法、微机械剥离法、化学气相沉积法、外延生长等方法其实都已经做到了能够实现一定程度的批量化生产。

但这些方法制造出来的石墨烯一方面是品质不高另一方面则是制造出来的石墨烯受污染程度较高。

比如氧化石墨烯还原法制备出来的石墨烯需要经高温还原而在这一过程中还原不彻底会导致石墨烯和氧化石墨烯共存也会导致石墨烯中掺杂其他的杂质。

而如果使用真空炉进行还原花费又太高。

这就导致了这种办法目前只能制造一些低品质的石墨烯。

而这类型的石墨烯基本无法用于高性能电子器件、能源存储、医学等领域一般来说这类掺杂了杂质和受污染的石墨烯主要去处是建筑、吸附剂、海水淡化、复合材料等基础领域。

但是这些领域对石墨烯的需求量其实并不大毕竟石墨烯哪怕是品质再低它也是石墨烯价格也比原行业使用的技术和材料要昂贵不少。

高品质的石墨烯才是需求量大的领域。

无论是电子器件、感光元件还是航空航天等领域对于高品质的石墨烯的缺口一直都存在。

但是高品质的石墨烯工业化批量生产是一个异常难以解决的领域。

没办法高品质的石墨烯生产过程太复杂了。

首先制造高品质石墨烯需要先制备高品质的单层石墨烯。

而高品质的单层石墨烯目前来说几乎都受限于CVD设备的腔体尺寸现有CVD方法并不能实现单层石墨烯的连续制备。

虽然在这一领域某个已经开始偷摸着向大海中排放核污水的国家展示过‘所谓’的长达100米的石墨烯但是材料表面破洞很多完全不堪使用。

而且CVD石墨烯的连续制备技术以及产品良率问题目前都还没有解决好。

其次高质量的石墨烯转移方法是个很难解决的问题常用的湿法刻蚀转移往往带来褶皱、杂质、破损等问题难以实现大批量的转移。

最后则是前两者的结合。

即实现CVD石墨烯的连续化制备和转移两者匹配对接形成自动化的生产技术。

在前两个困难没有解决的情况下时高品质的石墨烯制造可以说是看不到什么出路的。

其实如何评价一个新技术尤其是材料科学的技术本身就是很不容易的事情。

它需要很多的配套条件才可以。

事实上很多的材料科学技术成果需要花一半的精力在后面的纯粹应用测试方面。

而这个工作室需要大量的投入的在没有足够的资本支持和下游应用支持基本是没戏的。

石墨烯虽说有下游厂商支持但它的制造和应用是个很困难的问题。

所以徐川才对川海材料研究所这边研究出来的批量生产高品质的石墨烯很感兴趣。

“去我办公室说吧这边实验要到下午三点左右才能出结果不过相关的生产方式和步骤我昨天都粗略的整理出来了。

” 樊鹏越摘下实验手套带着徐川来到了他的办公室。

打开电脑解锁他从计算机中调出一份资料文档点开后说道：“资料还没来得及打印出来你先将就着用电脑看看吧。

” 徐川也没在意接过位置坐了下来认真的翻阅着面前的资料。

从资料上来看这种制备高品质石墨烯的方式是从19年下半年的时候意外发现的那种LIBs电池中回收石墨制备石墨烯的办法中拓展而来的。

19年的时候研究所锂硫电池实验室一名叫做‘阎流’的研究员在进一步优化锂电池的时候使用了水合肼、熔融盐氢氧化物、正极废弃集流体铝箔等材料作为还原剂试图对对LiFePO4正极进行改性提高锂电池电化学性能和循环稳定性。

但预想中的优化并没有达成不过意外的是在对实验失败的产品进行产测时阎流发现了附着在负极上的一层碳薄膜。

经过检测后才确认这是一层较高纯度的石墨烯薄膜材料。

这种新型的化学合成方式其石墨负极在经过电化学循环后经过化学氧化后得到分散均匀的氧化石墨烯。

然后再通过氧化剂和还原剂的使用使得氧化石墨烯还原成石墨烯。

这种方式合成的石墨烯纯度较高其相对而言较为纯净无污染。

当然它的缺点也有不少。

比如还原氧化石墨烯会涉及到对环境不友好且价格昂贵的氧化剂和还原剂的使用同时由于化学反应也会破坏石墨烯薄膜材料结构的整体性。

此外石墨烯的转移也是极为困难的事情。

缺点不少但这依旧是一个极为值得探索的方向。

这件事在当时就引起了徐川的注意只不过那时候因为在忙碌可控核聚变工程上的事情他没法抽出时间来深入研究只能将这事交给川海材料研究所自己。

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