溶劑熱法是指在特制的密閉反應(yīng)器(高壓釜)中，采用有機(jī)溶劑作為反應(yīng)介質(zhì)，通過將反應(yīng)體系加熱至臨界溫度(或接近臨界溫度)，在反應(yīng)體系中自身產(chǎn)生高壓而進(jìn)行材料制備的一種有效方法。溶劑熱法解決了規(guī)?；苽涫┑膯栴}，同時(shí)也帶來了電導(dǎo)率很低的負(fù)面影響。為解決由此帶來的不足，研究者將溶劑熱法和氧化還原法相結(jié)合制備出了高質(zhì)量的石墨烯。Dai等發(fā)現(xiàn)溶劑熱條件下還原氧化石墨烯制備的石墨烯薄膜電阻小于傳統(tǒng)條件下制備石墨烯。溶劑熱法因高溫高壓封閉體系下可制備高質(zhì)量石墨烯的特點(diǎn)越來越受科學(xué)家的關(guān)注。溶劑熱法和其他制備方法的結(jié)合將成為石墨烯制備的又一亮點(diǎn)。石墨烯的制備方法還有高溫還原、光照還原、外延晶體生長法、微波法、電弧法、電化學(xué)法等。筆者在以上基礎(chǔ)上提出一種機(jī)械法制備納米石墨烯微片的新方法，并嘗試宏量生產(chǎn)石墨烯的研究中取得較好的成果。如何綜合運(yùn)用各種石墨烯制備方法的優(yōu)勢，取長補(bǔ)短，解決石墨烯的難溶解性和不穩(wěn)定性的問題，完善結(jié)構(gòu)和電性能等是今后研究的熱點(diǎn)和難點(diǎn)，也為今后石墨烯的制備與合成開辟新的道路。導(dǎo)電型石墨烯，外觀為黑色粉末。單層石墨烯膜

石墨烯由sp2雜化碳原子連接而成，是二維蜂窩狀結(jié)構(gòu)晶體，電子可以自由移動(dòng)，電子傳輸性能良好。石墨烯在鋰電池中的應(yīng)用主要涉及電池正極材料、負(fù)極材料以及導(dǎo)電劑三個(gè)方面。在石墨烯作為電池正極材料時(shí)，利用表面含氧官能團(tuán)等優(yōu)勢提高鋰離子電池的倍率性能，且具有良好的循環(huán)穩(wěn)定性；作為電池負(fù)極材料時(shí)，獨(dú)特納米片層結(jié)構(gòu)可以構(gòu)建有效“點(diǎn)—面”導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)，提供存儲空間，提高比容量并進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)快速充電放電；作為導(dǎo)電劑使用，以石墨烯為添加劑加入到傳統(tǒng)導(dǎo)電劑中，可以顯著提高鋰電池中鋰離子的嵌鋰速度，提升導(dǎo)電劑的導(dǎo)電、放電性能，改善循環(huán)。石墨烯由sp2雜化碳原子連接而成，是二維蜂窩狀結(jié)構(gòu)晶體，電子可以自由移動(dòng)，電子傳輸性能良好。石墨烯在鋰電池中的應(yīng)用主要涉及電池正極材料、負(fù)極材料以及導(dǎo)電劑三個(gè)方面。在石墨烯作為電池正極材料時(shí)，利用表面含氧官能團(tuán)等優(yōu)勢提高鋰離子電池的倍率性能，且具有良好的循環(huán)穩(wěn)定性；作為電池負(fù)極材料時(shí)，獨(dú)特納米片層結(jié)構(gòu)可以構(gòu)建有效“點(diǎn)—面”導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)，提供存儲空間，提高比容量并進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)快速充電放電；作為導(dǎo)電劑使用，以石墨烯為添加劑加入到傳統(tǒng)導(dǎo)電劑中，可以顯著提高鋰電池中鋰離子的嵌鋰速度。北京石墨烯導(dǎo)電石墨烯獨(dú)特的二維結(jié)構(gòu)使它對周圍的環(huán)境非常敏感。

石墨烯導(dǎo)電性能較好，且具有很高的熱輻射系數(shù)，在散熱涂料中添加石墨烯，通過“導(dǎo)熱搭橋”機(jī)理，涂層的散熱面積大幅增加，有助于將熱源的熱量快速散發(fā)。此外，漆膜中的石墨烯，還能夠避免因高溫造成的涂層耐老化性下降，有助于在高溫環(huán)境中長期使用。石墨烯輻射的光波波長是3—15微米左右，與人體發(fā)射的紅外頻譜接近，所以，石墨烯能發(fā)射的“生命光波”被吸收產(chǎn)生溫?zé)嵝?yīng)，能與生物體內(nèi)細(xì)胞的水分子產(chǎn)生***的“共振”，使人體微血管擴(kuò)張，血液循環(huán)加快，促進(jìn)機(jī)體的新陳代謝，提高機(jī)體的免疫能力。第六元素研發(fā)的“石墨烯重防腐涂料”，率先在國內(nèi)實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用，于2015年通過工信部組織的“科技成果鑒定”，達(dá)到“世界先進(jìn)水平”。該技術(shù)目前已在國信、華潤、龍?jiān)吹群Ｉ巷L(fēng)電塔筒，“京廣線”隴海鐵路橋梁，以及航天科工二院、中船“724所”等科研院所進(jìn)行了試驗(yàn)性涂裝。產(chǎn)品主要應(yīng)用客戶有重慶三峽、中海油、江南造船等。常州第六元素材料科技股份有限公司、中國電子科技集團(tuán)公司第十四研究所、中海油常州涂料化工研究院有限公司、江蘇道蓬科技有限公司聯(lián)合完成的“基于薄層石墨烯的重防腐涂料體系產(chǎn)業(yè)化關(guān)鍵技術(shù)與工程應(yīng)用”項(xiàng)目獲得2022年度江蘇省科學(xué)技術(shù)三等獎(jiǎng)。

石墨烯內(nèi)部碳原子的排列方式與石墨單原子層一樣以sp雜化軌道成鍵，并有如下的特點(diǎn):碳原子有4個(gè)價(jià)電子，其中3個(gè)電子生成sp鍵，即每個(gè)碳原子都貢獻(xiàn)一個(gè)位于pz軌道上的未成鍵電子，近鄰原子的pz軌道與平面成垂直方向可形成π鍵，新形成的π鍵呈半填滿狀態(tài)。研究證實(shí)，石墨烯中碳原子的配位數(shù)為3，每兩個(gè)相鄰碳原子間的鍵長為×10米，鍵與鍵之間的夾角為120°。除了σ鍵與其他碳原子鏈接成六角環(huán)的蜂窩式層狀結(jié)構(gòu)外，每個(gè)碳原子的垂直于層平面的pz軌道可以形成貫穿全層的多原子的大π鍵(與苯環(huán)類似)，因而具有優(yōu)良的導(dǎo)電和光學(xué)性能。石墨烯在室溫下的載流子遷移率約為15000cm/(V·s)，這一數(shù)值超過了硅材料的10倍，是已知載流子遷移率比較高的物質(zhì)銻化銦(InSb)的兩倍以上。在某些特定條件下如低溫下，石墨烯的載流子遷移率甚至可高達(dá)250000cm/(V·s)。與很多材料不一樣，石墨烯的電子遷移率受溫度變化的影響較小，50~500K之間的任何溫度下，單層石墨烯的電子遷移率都在15000cm/(V·s)左右。另外，石墨烯中電子載體和空穴載流子的半整數(shù)量子霍爾效應(yīng)可以通過電場作用改變化學(xué)勢而被觀察到，而科學(xué)家在室溫條件下就觀察到了石墨烯的這種量子霍爾效應(yīng)。石墨烯材料具有良好的穩(wěn)定性和耐高溫性能，不易發(fā)生安全事故。

石墨烯電池真的如此厲害嗎？我們也無法知道，作為一個(gè)新興產(chǎn)物，或許大家都對它抱有很大期望，但是我們必須要清楚，石墨烯電池仍是處于實(shí)驗(yàn)室的產(chǎn)物，技術(shù)目前難以突破，是否能夠量產(chǎn)依然未知。正道汽車目前有六款概念車，其中都是搭載了正道集團(tuán)開發(fā)的增程電力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，簡單來說就是使用動(dòng)力源去發(fā)電驅(qū)動(dòng)電機(jī)帶動(dòng)車輛，同時(shí)還可以充電使用。不同的是，正道汽車所搭載的動(dòng)力系統(tǒng)不是采用普通的發(fā)動(dòng)機(jī)，而是采用微型渦輪發(fā)電機(jī)來發(fā)電，電池更是采用了正道集團(tuán)宣傳的超級電池，都采用了石墨烯技術(shù)，不過車展上電池并沒有展示出來。根據(jù)外媒消息，正道H600**快在明年，也就是2019年推出量產(chǎn)版本，或許那時(shí)我們可以一睹所謂石墨烯電池真的是否如此厲害。石墨烯抗靜電阻燃復(fù)合材料具備優(yōu)異的抗靜電性能和阻燃性能。山西石墨烯非金屬復(fù)合托輥

可應(yīng)用于電機(jī)、變壓器、電力電纜、電氣柜、新能源汽車、風(fēng)力發(fā)電、電觸頭材料等領(lǐng)域。單層石墨烯膜

石墨烯的研究熱潮也吸引了國內(nèi)外材料植被研究的興趣，石墨烯材料的制備方法已報(bào)道的有：機(jī)械剝離法、化學(xué)氧化法、晶體外延生長法、化學(xué)氣相沉積法、有機(jī)合成法和碳納米管剝離法等。1、微機(jī)械剝離法2004年，Geim等***用微機(jī)械剝離法，成功地從高定向熱裂解石墨(highlyorientedpyrolyticgraphite)上剝離并觀測到單層石墨烯。Geim研究組利用這一方法成功制備了準(zhǔn)二維石墨烯并觀測到其形貌，揭示了石墨烯二維晶體結(jié)構(gòu)存在的原因。微機(jī)械剝離法可以制備出高質(zhì)量石墨烯，但存在產(chǎn)率低和成本高的不足，不滿足工業(yè)化和規(guī)?；a(chǎn)要求，目前只能作為實(shí)驗(yàn)室小規(guī)模制備。2、化學(xué)氣相沉積法化學(xué)氣相沉積法(ChemicalVaporDeposition，CVD)***在規(guī)?；苽涫┑膯栴}方面有了新的突破。CVD法是指反應(yīng)物質(zhì)在氣態(tài)條件下發(fā)生化學(xué)反應(yīng),生成固態(tài)物質(zhì)沉積在加熱的固態(tài)基體表面，進(jìn)而制得固體材料的工藝技術(shù)。麻省理工學(xué)院的Kong等、韓國成均館大學(xué)的Hong等和普渡大學(xué)的Chen等在利用CVD法制備石墨烯。他們使用的是一種以鎳為基片的管狀簡易沉積爐，通入含碳?xì)怏w，如：碳?xì)浠衔铮诟邷叵路纸獬商荚映练e在鎳的表面,形成石墨烯，通過輕微的化學(xué)刻蝕，使石墨烯薄膜和鎳片分離得到石墨烯薄膜。單層石墨烯膜