生物质石墨烯

书籍目录

原著者中文版序

译序

前言

第1章 引言

1.1 关于本书

参考文献

第2章 石墨烯及类似物的原子结构

2.1 石墨烯

参考文献

2.2 双层、三层及少层石墨烯

参考文献

2.3 石墨烯与碳纳米管之间的关系

参考文献

2.4 其他层状二维晶体

作者简介

《生物质石墨烯:结构制备方法与性能表征》主要根据作者所在课题组近年来在石墨烯领域的研究成果并结合最新的科研进展编写而成生物质石墨烯是以生物质秸秆中纤维素为原料采用基团配位组装法生态制造而成其独特的原料与生产工艺不仅具有石墨烯二维片层结构还有植物细胞独特的红外增强功能元素可增强远红外性能和抗菌抑菌功能生产工艺圣秸秆是一种天然纤维素生物质被认为是地球上最有价值最丰富的可再生资源在中国天然纤维素生物质的年产率超过7亿吨其中玉米秸秆占有30%由于玉米秸秆中碳含量比较丰富因此将其转化为具有特殊结构的碳材料用于需要的领域非常重要在以植物秸秆为原材料制备高性能复合纤维材料领域进行研发创新用过打开分子链嵌入金属模板等方法最终利用高科技高温煅烧这一航天技术从玉米芯秸秆中研发出生物质石墨烯基团配位组装法工艺制备生物质石墨烯获得成功预计以当前的技术能力石墨烯年产量可以达到十几万吨独特优势：基团配位组装法大大降低了石墨烯制品的生产成本同时绿色环保对环境友好无污染生物质制备石墨烯优势更加明显生物质原材料十分丰富取之不尽用之不竭环境污染小能耗低生产成本大幅降低产品分散性能更好且更易储存是典型的环境友好型项目生物质石墨烯生产工艺没有强氧化剂氧化和化学还原过程因此不仅避免了环境污染达到了绿色生态制造而且产品中也不存在化学物质残留提高了产品使用的生物安全性利用玉米秸秆为原料通过基团配位组装法合成生物质石墨烯材料对解决环境污染和资源匮乏的问题不仅意义重大而且影响深远应用前景：生物生物质有很好的发展前景石墨受到矿产资源的限制而且资源终有一天会枯竭而生物质石墨烯原料取自天然植物的秸秆具备可再生性在使用了石墨烯之后酚醛树脂轻芯钢刹车片砂轮砂纸等产品将因为性能的大幅度提高而具有更强的市场竞争力将石墨烯加入到酚醛树脂中固化后抗冲击强度可提高150%弯曲强度提高40%；加入到轨道交通新型复合材料轻芯钢上可有效提升该材料强度一倍以上同时其抗冲击抗弯曲性能和耐磨性均有显著提升且无毒气体释放量小适宜大量使用在高铁汽车轮船飞机等高端内饰材料上在橡胶中添加1.5%的石墨烯拉伸强度提高了90%在PVB中添加1%石墨烯拉伸强度提高了120%在橡胶中添加10%的石墨烯电导率提高了1000倍以上将石墨烯加入到皮革中能有效增加强度提高防火性能同时自然具有防静电性能目前仅在皮革表面PU层的的市场用量达到100万吨加入1%的石墨烯需求达一万吨；尤其在急需提升品质的汽车内饰皮革材料中加入石墨烯可有效提高防火等级材料强度抗耐磨度抗撕裂度柔软度和光泽度等均有显著提升在可预见的一段时间内最有可能因为石墨烯的广泛应用而被改写发展史的将是汽车产业用在刹车片上磨损率大幅降低同时在高温下保证了摩擦系数的稳定；加到轮胎上可增加轮胎强度有效延长轮胎使用寿命；用在汽车滤纸行业其具备的良好散热性和超强导电性可确保及时释放静电荷减少因剧烈摩擦引起的温度骤升未来将研发用石墨烯加入电池电极材料中解决传统铅酸电池大电流充放电寿命短的问题同时解决传统锂电池充电速度慢超级电容器蓄电能力差的问题等这对于中国未来若干年内保持在电动汽车研发领域的领先地位意义深远

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