高品質水性石墨烯分散液
發(fā)布日期:2023-03-15 來源: 瀏覽次數(shù):19
石墨烯是一種二維蜂窩狀碳質新材料,由于其獨特的結構石墨烯具有很多優(yōu)異的性能。石墨烯的電子遷移率(2x105cm2.v-1·s-1),比硅半導體高 100 倍。石墨烯的力學性能也一一分優(yōu)異,研究者們通過原子力顯微鏡的針尖測量得到石墨烯的楊氏模量為 1TPa。石墨烯還具有獨特的光學性能,單層的石墨烯僅僅吸收 2.3 %的白光,對于 5 層以內的石墨烯。吸光會隨著層數(shù)而線性遞增。石墨烯具有如此多優(yōu)異性能,可以作為光電性能優(yōu)良的電子器件,被廣泛研究應用于太陽能電池,傳感器,顯示器的部件。高濃度穩(wěn)定分散的石墨烯分散液有著巨大的應用前景,可以應用于石墨烯復合材料的制備,透明導電薄膜的工業(yè)化生產等。但石墨烯片不親水也不親油,并且由于范德華力還容易發(fā)生團聚,難以長時間穩(wěn)定分散在溶液中。
目前對石墨烯的表面改性、引入外來分子如負載納米粒子、加入表面活性劑分子、引入高分子以及摻雜芳香族大分子等,也有利用還原的氧化石墨煉面內或邊緣含氧官能團的靜電排斥作用以減弱片層間的范德華力來達到穩(wěn)定分散的目的。最近也有報道在不加任何表面活性劑或穩(wěn)定劑的情況下,通過調節(jié)分散介質的 pH 值達到穩(wěn)定分散石墨烯的效果。
目前,用于分散石墨烯的體系主要有三種:(1)表面活性劑水溶液;(2)有機溶劑;(3)超酸。然而,在水溶液中使用表面活性劑所得到的石墨烯的分散液濃度偏低,目前文獻報道的最高值僅有 0.3mg/mL;有機溶劑可得到較高濃度的石墨烯分散液,最高可達 1.2mg/mL,但有機溶劑成本髙,沸點高,且不易除去,影響石墨烯的后續(xù)應用;在超酸體系中能得到目前最高濃度的石墨烯分散液(2mg/mL),但該體系具有強酸性,對設備要求高且操作過程不易控制,很難拓展到其它應用中。若能在水溶液體系中得到高濃度石墨烯的分散液,無疑能促進石墨烯在多領域中的廣泛應用。
WJ-WG01是微晶科技研發(fā)的水性石墨烯分散液,它與目前市面上大多數(shù)水性體系均可相容,可做為添加劑應用于抗菌纖維制品、水性導電涂料、水性發(fā)熱油墨、水性散熱涂料、鋰電池負極材料等多種領域,能夠賦予體系良好的抗菌、導電、散熱性能。
石墨烯是一種二維蜂窩狀碳質新材料,由于其獨特的結構石墨烯具有很多優(yōu)異的性能。石墨烯的電子遷移率(2x105cm2.v-1·s-1),比硅半導體高 100 倍。石墨烯的力學性能也一一分優(yōu)異,研究者們通過原子力顯微鏡的針尖測量得到石墨烯的楊氏模量為 1TPa。石墨烯還具有獨特的光學性能,單層的石墨烯僅僅吸收 2.3 %的白光,對于 5 層以內的石墨烯。吸光會隨著層數(shù)而線性遞增。石墨烯具有如此多優(yōu)異性能,可以作為光電性能優(yōu)良的電子器件,被廣泛研究應用于太陽能電池,傳感器,顯示器的部件。高濃度穩(wěn)定分散的石墨烯分散液有著巨大的應用前景,可以應用于石墨烯復合材料的制備,透明導電薄膜的工業(yè)化生產等。但石墨烯片不親水也不親油,并且由于范德華力還容易發(fā)生團聚,難以長時間穩(wěn)定分散在溶液中。
目前對石墨烯的表面改性、引入外來分子如負載納米粒子、加入表面活性劑分子、引入高分子以及摻雜芳香族大分子等,也有利用還原的氧化石墨煉面內或邊緣含氧官能團的靜電排斥作用以減弱片層間的范德華力來達到穩(wěn)定分散的目的。最近也有報道在不加任何表面活性劑或穩(wěn)定劑的情況下,通過調節(jié)分散介質的 pH 值達到穩(wěn)定分散石墨烯的效果。
目前,用于分散石墨烯的體系主要有三種:(1)表面活性劑水溶液;(2)有機溶劑;(3)超酸。然而,在水溶液中使用表面活性劑所得到的石墨烯的分散液濃度偏低,目前文獻報道的最高值僅有 0.3mg/mL;有機溶劑可得到較高濃度的石墨烯分散液,最高可達 1.2mg/mL,但有機溶劑成本髙,沸點高,且不易除去,影響石墨烯的后續(xù)應用;在超酸體系中能得到目前最高濃度的石墨烯分散液(2mg/mL),但該體系具有強酸性,對設備要求高且操作過程不易控制,很難拓展到其它應用中。若能在水溶液體系中得到高濃度石墨烯的分散液,無疑能促進石墨烯在多領域中的廣泛應用。
WJ-WG01是微晶科技研發(fā)的水性石墨烯分散液,它與目前市面上大多數(shù)水性體系均可相容,可做為添加劑應用于抗菌纖維制品、水性導電涂料、水性發(fā)熱油墨、水性散熱涂料、鋰電池負極材料等多種領域,能夠賦予體系良好的抗菌、導電、散熱性能。
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