石墨烯的低溫負壓化學解理製備及其巨觀織構的調控

《石墨烯的低溫負壓化學解理製備及其巨觀織構的調控》是依託天津大學，由楊全紅擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：石墨烯的低溫負壓化學解理製備及其巨觀織構的調控
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：楊全紅
• 依託單位：天津大學

項目摘要

項目研究目標是理解氧化石墨在不同化學環境下受熱膨化和化學解理機制,發展微觀結構和巨觀織構可控石墨烯的低成本製備技術,進而推動石墨烯性質研究和套用探索。深入理解氧化石墨熱行為，發展並完善石墨烯的低溫-負壓熱化學解理製備方法，通過系統考察石墨微觀結構、氧化過程、真空和壓力狀態、溫度條件對熱解理工藝的影響，揭示低溫-負壓熱解理過程的動力學、熱力學特徵；建立硝酸鹽分解輔助低溫-負壓解理方法製備石墨烯複合物，通過納米氧化物負載，有效調控石墨烯巨觀織構。項目的實施將完善氧化石墨化學解理機制，為低溫-負壓解理方法建立理論依據；實現石墨烯在溫和（低溫）條件下化學解理製備和織構調控，為其低成本宏量製備提供思路；獲得結構新穎且可控的石墨烯/氧化物納米複合材料，對基於石墨烯的功能導向材料設計、可控組裝具有指導意義。本項目不僅具有重要理論研究價值，同時將促進石墨烯的宏量製備和規模化套用。

結題摘要

石墨烯的宏量製備和巨觀織構調控是實現石墨烯走向產業化套用的重要基礎。本項目的研究目標是理解氧化石墨在不同環境下發生化學解理的機制，發展微觀結構和巨觀織構可控石墨烯的低成本製備技術，進而推動石墨烯的性質研究和套用。本項目對石墨烯的低溫負壓化學解理工藝進行了發展和完善，實現了“溫和”（低溫）條件下高質量石墨烯的宏量可控制備；在此基礎上，以石墨烯為基元結構在二維界面和三維空間中可控組裝了多種結構新穎的巨觀材料並對其性質進行了研究，實現了對石墨烯巨觀織構的控制；在石墨烯輔助下設計製備了其他新型納米材料並對其儲能特性進行了研究，為石墨烯的套用拓寬了空間；深入探討了石墨烯作為導電添加劑和碳包覆層在鋰離子電池中的作用機制，為石墨烯的產業化套用建立了理論依據。本項目不僅具有重要理論研究價值，同時對石墨烯的低成本宏量製備、石墨烯基材料的功能導向設計和可控組裝具有重要啟發作用，對推進石墨烯產業化進程具有重要意義。