投稿 注册
热门话题:

科技

您现在的位置:首页>新闻>科技

高纯生物基石墨烯制备成功 可显著提高涂料防腐性能

2015年04月08日 浏览量: 评论(0) 来源: 中国涂界网 作者: 黄雨晨
摘要:中科院宁波材料所近期在石墨烯制备和应用技术上取得系列研究进展。该所朱锦科研团队日前以木质素、纤维素等廉价生物质碳源为原材料,成功制备出高纯度高品质生物基石墨烯,其成本较传统石墨剥离法路线大幅度降低。借助该所独有的分散技术,生物基石墨烯可显著提高涂料的防腐性能。

中科院宁波材料所近期在石墨烯制备和应用技术上取得系列研究进展。该所朱锦科研团队日前以木质素、纤维素等廉价生物质碳源为原材料,成功制备出高纯度高品质生物基石墨烯,其成本较传统石墨剥离法路线大幅度降低。借助该所独有的分散技术,生物基石墨烯可显著提高涂料的防腐性能。

朱锦团队制备的生物基石墨烯为蓬松的黑色粉末,其比表面积在400~1000平方米/克,产品的石墨化程度较高,缺陷较少,平均层数较少,质量非常高。

据介绍,2012年,该所刘兆平科研团队开发的石墨烯制备技术成功实现技术转移。该技术以石墨为原材料,通过化学方法制备石墨烯,对石墨烯制备和应用的发展具有一定的推动作用。

近年来,生物基合成材料在国际上迅速发展成一个极具前景的新兴领域,该所朱锦科研团队在国内较早开展了生物基高分子材料的研究,开发出大豆基无醛胶和耐热聚乳酸产品,并成功实现工业化和市场化。在此基础上,该团队又以木质素、纤维素等廉价生物质碳源为原材料,成功制备出高纯度高品质生物基石墨烯。

近年来,“生物基合成材料”在国际上迅速发展成一个前景诱人的新兴领域,宁波材料所朱锦团队在国内较早开展了“生物基高分子材料”研究,开发了大豆基无醛胶和耐热聚乳酸产品,并成功实现工业化和市场化。在此基础上,该团队研究发现以木质素,纤维素等廉价生物质碳源为原材料,成功制备出高纯度高品质生物基石墨烯,而且成本较传统石墨剥离法路线大幅度降低。该石墨烯目前已申请中国专利两项,更多的新专利也在申请中。

据介绍,生物基石墨烯的宏观状态为蓬松的黑色粉末如图1a和1b所示。在图1c中,生物基石墨烯在透射电镜TEM的观测下,呈现寡层石墨烯独有的半透明现象。据多样品统计,其典型的二维平面大小在0.5-2μm之间。此外,经气体吸附BET法实验的测定,该产品的比表面积在400-1000m2/g范围。在图1d的拉曼光谱中,生物基石墨烯显示了较低的ID/IG峰比值,说明产品的石墨化程度较高,缺陷较少。此外,在2700cm-1附近发现了尖锐的2D峰,说明石墨烯微粉的平均层数较少。以上实验证据均说明生物基石墨烯的质量很好。利用宁波材料所余海斌团队独有的分散技术,生物基石墨烯对涂料的防腐性能有显著提高如图2所示。

 

图1(a),(b)生物基寡层石墨烯微粉样品的照片;(c)典型生物基石墨烯片层的TEM照片;(d)生物基石墨烯微粉的拉曼光谱实验结果。

图2 含生物基石墨烯中间漆的防腐结果

生物基石墨烯的出现,打破了生产石墨烯产品必须以石墨或石化资源为碳源的现状,实现了石墨烯产品原材料的可持续性发展。而这种原材料上的创新还带来了诸多的制备技术创新,工艺创新,从而使石墨烯的价格由数千元一公斤,下降到数百元一公斤以下。总体来说,低成本生物基石墨烯产品的出现,为石墨烯产业开辟了新的生产方式,打开了广阔的应用前景。

石墨烯是一类新型的碳材料,也是目前世界上最薄最坚硬的纳米材料,在导热、导电、透光性能、气体阻隔方面具有卓越的特性。因此,石墨烯也被称为“梦幻材料”。从目前石墨烯产品的宏观形态和层数来看,石墨烯产品可以分为寡层石墨烯微粉和大面积单层石墨烯。前者主要利用化学氧化还原法或者机械剥离法进行制备,潜在的应用领域为复合材料,导电油墨,传感器以及电池电极等。后者主要通过化学气相沉积法获得,潜在的应用领域为透明触摸屏等。当前,两类产品都展开了竞争激烈的工业化研究,而在寡层石墨烯微粉领域的竞争尤为白热化。但是目前高昂的价格严重限制了石墨烯的应用,开发低成本高品质的石墨烯是当前研究的焦点。

[责任编辑:Admin]
中国涂界网版权及免责声明:
1、凡本网注明“来源:中国涂界网”的所有作品,版权均属于中国涂界网,未经本网授权,任何单
  位及个人不得转载、摘编或以其它方式使用上述作品。已经本网授权使用作品的,应在授权范围
  内使用,并注明“来源:中国涂界网”。违反上述声明者,本网将追究其相关法律责任。
2、凡本网注明 “来源:XXX(非中国涂界网)”的作品,均转载自其它媒体,转载目的在于传递更
  多信息,并不代表本网赞同其观点和对其真实性负责。
3、如因作品内容、版权和其它问题需要同本网联系的,请在30日内进行。

※ 网站总机:0757-66840566 有关作品版权事宜请联系:0757-66840650 邮箱:tujiemedia@163.com

观点ViewPiont

更多

专题Topics

  • 想要赢得未来,涂料企业单纯依靠制造打天下的局面必须终结,而涂料制造业服务化时代即将开启。未来,涂料企业的奶酪,将从这开始抢食。[详细]
  • 企业家们不要在私底下抱怨了,三十年积累了太多应该改变的问题、应该改革的体制。而每一次改变都能让行业受惠良多,带来前所未有的信心和变局。[详细]

深度Depth·Scan

更多

精选Quality Congest

更多