石墨烯是(shi)二(er)維(wei)蜂窩狀(zhuang)網狀(zhuang)結構的(de)單原子(zi)納米材(cai)料(liao)，具有優良(liang)的(de)光透(tou)性(xing)、力學(xue)和導電性(xing)。良(liang)好性(xing)質(zhi)使它(ta)成為理想基(ji)體(ti)材(cai)料(liao)，易與(yu)其它(ta)功能材(cai)料(liao)復合。結構完整(zheng)的(de)石墨烯難(nan)以溶解和融化(hua)，且由于(yu)π-π鍵和范德華(hua)力存(cun)在(zai)導致其存(cun)在(zai)易團聚、分散(san)性(xing)差，微觀難(nan)操(cao)作等問題(ti)。

　　如何(he)對石墨(mo)(mo)烯(xi)進行功能化改性和石墨(mo)(mo)烯(xi)基(ji)(ji)材(cai)料制(zhi)造，成(cheng)為制(zhi)約(yue)石墨(mo)(mo)烯(xi)基(ji)(ji)材(cai)料開發(fa)(fa)的(de)關鍵(jian)。目(mu)前開發(fa)(fa)石墨(mo)(mo)烯(xi)基(ji)(ji)材(cai)料的(de)關鍵(jian)技術主要有以下幾種：

　　表面功能化技術

　　表(biao)面(mian)(mian)功能(neng)化技術通過化學方(fang)法(fa)對石墨(mo)(mo)烯(xi)及其衍生物表(biao)面(mian)(mian)功能(neng)化修(xiu)飾，從而提(ti)高其分散性和其他組合的(de)相容性。表(biao)面(mian)(mian)功能(neng)化操作(zuo)簡單，應用(yong)廣泛，可改善傳統石墨(mo)(mo)烯(xi)由于受(shou)范德華力作(zuo)用(yong)分離(li)困難、熱(re)穩(wen)定(ding)性差(cha)等(deng)問(wen)題。常用(yong)方(fang)法(fa)包(bao)括共價鍵功能(neng)化、非共價鍵功能(neng)化等(deng)。

　　1)非共價鍵功能化(hua)主要通過π-π鍵，氫鍵與其(qi)他化(hua)學物質相互作(zuo)用(yong)對(dui)石墨烯及其(qi)衍生物進行表面改(gai)性。

　　2)共價鍵(jian)功能化(hua)(hua)(hua)主(zhu)要通過氧化(hua)(hua)(hua)石墨(mo)烯(xi)表(biao)面存(cun)在的(de)-COOH、-OH、C=C鍵(jian)與其他(ta)物質發(fa)生酯(zhi)化(hua)(hua)(hua)反(fan)(fan)應、酰胺反(fan)(fan)應和聚(ju)合反(fan)(fan)應等化(hua)(hua)(hua)學反(fan)(fan)應對石墨(mo)烯(xi)進行(xing)改性(xing)。

　　伽馬射線輻(fu)照技術

　　伽馬射線輻(fu)照(zhao)技術是一種通(tong)過非接觸式(shi)引發物質化學反應的(de)新型改性技術，為(wei)石墨(mo)烯基材(cai)料的(de)制(zhi)備(bei)(bei)研究提供(gong)了新的(de)方向。相(xiang)較于傳統制(zhi)備(bei)(bei)方式(shi)，伽馬射線輻(fu)照(zhao)技術綠(lv)色環保，安全可靠。常見伽馬射線輻(fu)照(zhao)技術包括液相(xiang)輻(fu)照(zhao)和固(gu)相(xiang)輻(fu)照(zhao)。

　　1)液(ye)相輻(fu)照技術(shu)是伽馬射線作用(yong)于液(ye)體(ti)溶(rong)劑，所產(chan)生的輻(fu)解產(chan)物再作用(yong)于材料或其(qi)他功能分(fen)子引起后續化學(xue)反(fan)應(ying)，如還原反(fan)應(ying)、氧化降(jiang)解、聚合反(fan)應(ying)等(deng)，常用(yong)的液(ye)體(ti)溶(rong)劑有(you)二甲(jia)基(ji)甲(jia)酰胺、乙二胺等(deng)。

　　2)固相輻照(zhao)技術是(shi)伽馬射(she)線直接(jie)照(zhao)射(she)材料和功(gong)能分子所引(yin)起的(de)原初反(fan)應，或作用于氣體(ti)介質產(chan)生的(de)自由(you)基引(yin)起的(de)物理化(hua)(hua)學變化(hua)(hua)。

　　自組裝技術

　　自(zi)組(zu)(zu)裝(zhuang)技術主(zhu)(zhu)要包括水熱還原(yuan)自(zi)組(zu)(zu)裝(zhuang)法、化(hua)學還原(yuan)自(zi)組(zu)(zu)裝(zhuang)法和(he)冷凍干燥自(zi)組(zu)(zu)裝(zhuang)法，主(zhu)(zhu)要以GO或rGO為前驅體，利(li)用rGO的(de)(de)(de)疏(shu)水性(xing)和(he)π-π的(de)(de)(de)耦合作用相互搭(da)建(jian)制得石(shi)墨烯基(ji)材料。自(zi)組(zu)(zu)裝(zhuang)法實現石(shi)墨烯結(jie)構的(de)(de)(de)規律性(xing)，可提升石(shi)墨烯的(de)(de)(de)電學性(xing)能(neng)，但受反應容器的(de)(de)(de)限(xian)制，大(da)規模制備困難。

　　模板合成技術

　　模(mo)(mo)板(ban)(ban)的合(he)成技術(shu)主要分(fen)為(wei)硬模(mo)(mo)板(ban)(ban)和軟(ruan)模(mo)(mo)板(ban)(ban)合(he)成法(fa)(fa)。硬模(mo)(mo)板(ban)(ban)法(fa)(fa)是利用材料(liao)(liao)(liao)表面作(zuo)為(wei)模(mo)(mo)板(ban)(ban)填充到模(mo)(mo)板(ban)(ban)的單體進行化學反應，除去(qu)模(mo)(mo)板(ban)(ban)得到特(te)定的結(jie)(jie)構材料(liao)(liao)(liao);軟(ruan)模(mo)(mo)板(ban)(ban)法(fa)(fa)是物(wu)體與由前驅(qu)物(wu)在(zai)液相(xiang)中產生的中間體相(xiang)互作(zuo)用形成納米材料(liao)(liao)(liao)。近年來(lai)模(mo)(mo)板(ban)(ban)法(fa)(fa)一般是結(jie)(jie)合(he)自組(zu)裝法(fa)(fa)、氣相(xiang)沉積等方法(fa)(fa)聯合(he)制備石墨烯基復合(he)材料(liao)(liao)(liao)。

　　模板(ban)合成法以模板(ban)為載(zai)體，可以嚴格控(kong)制(zhi)材(cai)料的(de)大小和形狀，操作簡單(dan)，但(dan)石墨烯的(de)導向生長模板(ban)作用難以控(kong)制(zhi)。在硬(ying)模板(ban)合成中，需用強酸(suan)強堿(jian)去除模板(ban)，可能破壞復合材(cai)料結構影響其性能。

　　3D打印技術

　　3D打印(yin)技(ji)術(shu)是(shi)一(yi)種基于(yu)精(jing)確物理復制(zhi)和快(kuai)速(su)成型的(de)增材制(zhi)造工藝。常(chang)見用于(yu)制(zhi)造石墨(mo)烯(xi)基復合(he)材料的(de)典型技(ji)術(shu)有(you)噴墨(mo)打印(yin)成型、熔融沉積快(kuai)速(su)成型等。

　　石(shi)墨(mo)烯基材(cai)料的3D打(da)印制(zhi)作具有精度高、結構(gou)可(ke)設計、可(ke)大(da)規(gui)模制(zhi)造等(deng)特(te)點，同時(shi)解決(jue)了自組(zu)裝法、模板法等(deng)可(ke)控性(xing)差(cha)、微觀結構(gou)混(hun)亂等(deng)問題(ti)，充分(fen)發揮石(shi)墨(mo)烯力學、光學等(deng)優良性(xing)能，提高其(qi)在相關領(ling)域的應用范圍，但由于(yu)制(zhi)備方式單一(yi)，目前(qian)很(hen)難實現復合(he)工藝。

　　粉末冶金技術

　　粉(fen)末冶(ye)金技(ji)術制備(bei)石(shi)墨(mo)烯(xi)(xi)基材料是將金屬粉(fen)末、非金屬粉(fen)末與石(shi)墨(mo)烯(xi)(xi)微片粉(fen)末經(jing)攪拌、壓制成(cheng)型后在一定條件下燒結成(cheng)型的材料加工技(ji)術。合理控制石(shi)墨(mo)烯(xi)(xi)的含量以(yi)及工藝參數可避免石(shi)墨(mo)烯(xi)(xi)發生團聚現象(xiang)，提高材料性能(neng)。

　　粉(fen)(fen)末(mo)冶金法材(cai)(cai)料(liao)用量(liang)少，所得材(cai)(cai)料(liao)力學性(xing)能(neng)高(gao)，并且可解(jie)決通(tong)過自組裝法制備(bei)的石墨烯材(cai)(cai)料(liao)所出(chu)(chu)現(xian)的穩(wen)定性(xing)差(cha)、晶化程度低等問(wen)題，但(dan)粉(fen)(fen)末(mo)冶金法制備(bei)的復合材(cai)(cai)料(liao)會出(chu)(chu)現(xian)一(yi)些孔洞，致密(mi)度低的現(xian)象，且粉(fen)(fen)末(mo)冶金法屬于高(gao)溫工(gong)藝，耗能(neng)大，流程復雜，不利于節(jie)能(neng)減排。

推薦您閱讀粉體行業資訊、了解工業產品技術、熟悉更多超微粉碎產品百科知識，助(zhu)您選設(she)備不求人(ren)。