石墨烯概念股专利技术大比拼
来自：MACD论坛(bbs.shudaoyoufang.com)
作者：重仓隔夜
浏览：17853
回复：3
马上注册，结交更多好友，享用更多功能，让你轻松玩转社区。
您需要 登录 才可以下载或查看，没有帐号？立即注册
x
专利比较
第六元素的石墨烯专利
名称: 一种利用强碱化学处理得到高比表面积石墨烯材料的方法
申请（专利）号: CN201110048059.4 申请日: 2011.02.28
公开（公告）号: CN102070140A 公开（公告）日: 2011.05.25
专利说明书摘要
本发明涉及一种化学处理法生产石墨烯材料的方法，属于石墨烯材料制备技术领域。
背景技术
石墨烯，英文名Graphene，是碳原子按照六角排列而成的二维晶格结构。 作为单层碳原子平面材料，石墨烯可以通过剥离石墨材料而得到。这种石墨晶体薄膜自2004年被曼彻斯特大学的科学家发现之后，石墨烯就成为科学界和工业界关注的焦点。石墨烯的厚度只有0.335纳米，不仅是已知材料中最薄的一种，还非常牢固坚硬；作为单质，它在室温下传递电子的速度比已知所有的导体和半导体都快（石墨烯中电子的迁移速度达到了光速的1/300）。由于石墨烯的特殊原子结构，其中载流子（电子和空穴）的行为必须用相对论量子力学（relativistic quantum mechanics）才能描绘。同时，作为单层碳原子结构，石墨烯的理论比表面积高达2630 m2/g。如此高的比表面积使得以基于石墨烯的材料成为极有前途的能量储存活性材料， 使得石墨烯材料有可能在储氢、新型锂离子电池、超级电容器或者燃料电池得到应用。
本发明提高石墨烯比表面积，具体地，从目前的最高700 m2/g 提高数倍至1500～3000 m2/g，并且同时保持材料的高电导。本发明利用强碱和碳在高温下的反应，对热处理或者微波辐照得到的石墨烯粉末进行进一步化学处理，从而快速的、大批量的在石墨烯表面腐蚀出纳米量级的微孔，极大地提高其比表面积。于此同时，高温处理可进一步还原石墨烯，从而保证所得到材料的高导电性。
中国宝安子公司贝特瑞的专利
名称: 锂离子电池导电添加剂及其制备方法
申请（专利）号: CN201010503321.5 申请日: 2010.10.09
公开（公告）号: CN101997120A 公开（公告）日: 2011.03.30
一种锂离子电池导电添加剂，其特征在于：所述锂离子电池导电添加剂为石 墨烯，为粒径分布于10nm-100μm间的黑色粉末，是由单层-1000层相平行或接近于平行的石墨烯片层构成的碳质材料，比表面积为50-1500m2/g，电导率为1×104-9×104S/m。
中国科学院宁波材料技术与工程研究所的石墨烯专利
名称: 高比表面积石墨烯的超低温热膨胀制备方法
申请（专利）号: CN201010273989.5 申请日: 2010.09.02
公开（公告）号: CN101935035A 公开（公告）日: 2011.01.05
发明内容
本发明的目的在于提供高比表面积石墨烯的超低温热膨胀制备方法，该制备方法简单易行，适宜大规模生产，具有广泛的应用前景，利用该制备方法得到的石墨烯具有 300m2/g～1200m2/g的高比表面积。
其5个实施例得到的石墨烯片层厚度都为约为1nm 左右，而单层石墨烯厚度为0.34nm（贝特瑞石墨烯专利说明书中说的），可知其产品为2到3层的石墨烯片，但不是石墨烯微片。
因为“石墨烯贵过黄金15倍生产不易炒作先行”这篇文章中说“通常所说石墨烯为单碳层，2-10个碳层构成称为多层石墨烯，超过10层而其厚度在5-100纳米范围内，则称为石墨烯微片。”
中国科学院上海微系统与信息技术研究所的石墨烯粉体专利说明书中说：“按权利要求1所述的方法，其特征在于所得到的石墨烯比表面积为300到2600m2/g，比表面积的大小随着制备石墨烯层数的减小而增加。”这符合网上单层石墨烯比表面积在2600m2/g到2700m2/g的说法。
通过对比可知第六元素生产的是单层到2层的石墨烯，含有纯单层石墨烯
贝特瑞生产的是2层到1000层的石墨烯片，不含有纯单层石墨烯，是多层石墨烯、石墨烯微片以及石墨的混合物
中科院宁波材料所生产的是2到3层的石墨烯片，不含有纯单层石墨烯
“少即是多：揭示石墨烯导电水平”这篇文章说：“多层石墨烯中，各层振动的原子彼此相互作用，影响电子流动，会显着降低导电性，层数越多导电性越低”
因为是单层石墨烯，所以就显示出流动性和电导性，研究人员模拟显示的结果大大高于他们原来的设想。但是，这个好消息被抵消了，原因是还有双层状态的结果。
“我们预计，电子电导率在双层石墨烯中可能会差点，原因是以某种方式振动的原子是在各个单层，它们彼此互动，”马伦说。“令人惊讶的是，我们发现了移动的电子在双层石墨烯中的大约数量级，这个数量级低于在单层石墨烯片中的情形。”
“这个降幅是巨大的，但是，即使是这个降低的数量也高于许多传统半导体，”包里森考补充说。
这就是美国投入数十亿美元研发单层石墨烯的原因，如果多层石墨烯片的导电性更好，美国还用花费大量资金去研发单层石墨烯吗？
金属所石墨烯三维网络结构的制备及应用研究取得重要进展
文章来源：金属研究所 发布时间：2011-04-11 【字号： 小 中 大 】
最近，沈阳材料科学国家（联合）实验室的成会明、任文才带领的石墨烯研究团队在石墨烯三维体材料的宏量制备和应用方面取得重要突破。他们采用兼具平面和曲面结构特点的泡沫金属作为生长基体，利用CVD方法制备出具有三维连通网络结构的泡沫状石墨烯体材料。研究发现，这种石墨烯体材料完整地复制了泡沫金属的结构，石墨烯以无缝连接的方式构成一个全连通的整体，具有优异的电荷传导能力、~850 m2/g 的比表面积、~99.7％的孔隙率和~5 mg/cm3的极低密度（图1）。并且，这种方法可控性好，易于放大，通过改变工艺条件可以调控石墨烯的平均层数、石墨烯网络的比表面积、密度和导电性，并且采用基体卷曲的方法，研究人员可制备出170 × 220 mm2及更大面积的石墨烯泡沫材料。相关研究成果于4月11日在Nature Materials上在线发表（DOI: 10.1038/NMAT3001, （2011））。
石墨烯（graphene）是一种新型炭材料，它具有由单层碳原子紧密堆积而成的二维蜂窝状晶体结构。石墨烯独特而完美的结构使它具有优异的电学、力学、热学和光学等特性，例如石墨烯具有100倍于硅的超高载流子迁移率、高达130GPa的强度、很好的柔韧性和近20％的伸展率、超高热导率、高达2600m2/g的比表面积，并且几近透明，在很宽的波段内光吸收只有2.3％。这些优异的物理性质使石墨烯在射频晶体管、超灵敏传感器、柔性透明导电薄膜、超强和高导复合材料、高性能锂离子电池和超级电容器等方面展现出巨大的应用潜力。
高质量石墨烯的大量制备以及把具有单原子层或数原子层厚度的石墨烯片组装成具有特定结构的体材料，对综合利用石墨烯众多的优异性质、实现其宏量应用具有极其重要的意义。自2004年以来，科学家们已发展出多种制备石墨烯的方法，包括机械剥离法、SiC或金属单晶表面外延生长法、化学氧化剥离法、插层剥离法及化学气相沉积（CVD）法等。2006年，RS Ruoff研究组首先使用化学氧化剥离法制得的石墨烯制备出具有高强度的纸状石墨烯体材料，随后人们又相继制备出石墨烯柔性透明导电薄膜和三维多孔体材料，极大地拓展了石墨烯的应用空间。然而，基于化学氧化剥离法制备的石墨烯体材料往往具有较差的电学性能。最近，CVD方法的迅速发展极大促进了大面积高质量石墨烯的制备及其在透明导电薄膜方面的应用。但是，目前CVD方法多以铜箔、镍膜等平面型金属作为生长基体，只能得到二维平面的石墨烯薄膜，虽然适于纳电子器件和透明导电薄膜的应用，但难以满足复合材料、储能材料等宏量应用的要求。
基于石墨烯泡沫独特的三维网络结构，金属研究所科研人员采用原位聚合的方法制备出石墨烯泡沫/硅橡胶复合材料，发现在石墨烯添加量仅为~0.5 wt％的条件下，复合材料的电导率可达~10 S/cm（图2），比基于化学氧化剥离法制备的相同添加量的石墨烯复合材料的电导率提高了6个数量级，也高于基于高质量碳纳米管的复合材料的电导率。而且，这种复合材料具有很好的柔韧性和稳定性（图3），在弯折和拉伸等条件下仅有很小的电阻变化（如50％拉伸应变条件下的电阻变化<20％），在应力释放后可迅速恢复其原有形貌和电阻值，因此是一种理想的弹性导体材料，在柔性显示器、可穿戴式移动通讯设备和人造皮肤等柔性电子方面具有广阔的应用前景。
该研究团队提出的以多孔金属作为生长基体是石墨烯CVD生长的一条新思路，可实现高质量石墨烯的大量制备，也为具有特定结构、性能和应用的石墨烯三维体材料的制备提供了一个基本策略。这种石墨烯三维网络体材料集成了三维网络独特的形貌特征和石墨烯独特的物理化学性质，不仅具有极低的密度、极高的孔隙率和高比表面积，而且还具有石墨烯优异的电学、热学、力学性能，拓展了石墨烯的物性和应用空间，为石墨烯在柔性导电、导热、热管理、电磁屏蔽、吸波、催化、传感及储能材料等领域的应用奠定了坚实基础。
该研究得到了国家基金委和中科院的支持。
与金路合作的金属所的石墨烯850 m2/g 的比表面积，接近于中科院宁波材料所 | 
发表于 2011-7-21 14:11
提升卡
变色卡
千斤顶
楼主