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過去的十幾年石墨烯研究和產(chǎn)業(yè)化進(jìn)步飛速，然而石墨烯產(chǎn)業(yè)化仍然面臨諸多挑戰(zhàn)和問題。面向石墨烯產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用的制備技術(shù)不是對(duì)實(shí)驗(yàn)室制備過程的簡(jiǎn)單放大，規(guī)模化制備對(duì)制備技術(shù)的可重復(fù)性、安全性和成本等都提出了更高的要求。盡管從產(chǎn)能上看石墨烯的粉體和薄膜均實(shí)現(xiàn)了宏量化制備。然而，石墨烯產(chǎn)品的生長工藝、原材料、設(shè)備甚至生產(chǎn)批次的不同，得到的產(chǎn)品質(zhì)量和性能參差不齊，且很難達(dá)到統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)。以史為鑒，參考另一類戰(zhàn)略性碳材料——碳纖維的產(chǎn)業(yè)發(fā)展歷程可知，材料的品質(zhì)決定了其應(yīng)用前途。最初研發(fā)的碳纖維只能用于釣魚竿等，而今高端碳纖維材料在航天航空領(lǐng)域占據(jù)不可替代的位置，這正是碳纖維的規(guī)模化制備技術(shù)和材料品質(zhì)的不斷提升，推動(dòng)了碳纖維在高端領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用。石墨烯產(chǎn)業(yè)只有努力扎根于材料制備，解決高品質(zhì)材料的規(guī)模化制備問題，才有美好的應(yīng)用未來。

本發(fā)明公開了一種石墨烯圖形化摻雜方法，包括如下步驟：（1） 將氦氣與摻雜氣體混合作為工作氣體導(dǎo)入等離子體發(fā)生裝置中，施加 高壓脈沖電壓，在工作氣體中放電產(chǎn)生室溫常壓等離子體，將形成的 等離子體由引導(dǎo)管的噴嘴導(dǎo)出，形成微等離子體射流；（2）將噴嘴對(duì) 準(zhǔn)石墨烯薄膜的指定位置，用微等離子體射流對(duì)石墨烯薄膜進(jìn)行輻照， 將工作氣體的活性原子摻入到被輻照的區(qū)域，在二維平面內(nèi)移動(dòng)微等 離子體射流或石墨烯薄膜，實(shí)現(xiàn)對(duì)石墨烯的圖形化摻雜。該方法可有 效地將雜質(zhì)原子摻入到石墨烯的骨架位置上，且不會(huì)對(duì)石墨烯的原本 結(jié)構(gòu)產(chǎn)生破壞，摻雜過程簡(jiǎn)單易行，設(shè)備成本低廉，可實(shí)現(xiàn)大規(guī)模生 產(chǎn)。

一種超支化聚三唑功能化的石墨烯及其制備方法，其中，該超支化聚三唑功能化的石墨烯是將芳香基團(tuán)修飾的超支化聚三唑修飾到石墨烯表面形成的；所述芳香基團(tuán)修飾的超支化聚三唑是在超支化聚三唑末端接枝上芳香基團(tuán)形成的。

本發(fā)明公開了一種超支化聚三唑功能化的石墨烯及其制備方法， 其中，該超支化聚三唑功能化的石墨烯是將芳香基團(tuán)修飾的超支化聚 三唑修飾到石墨烯表面形成的；所述芳香基團(tuán)修飾的超支化聚三唑是 在超支化聚三唑末端接枝上芳香基團(tuán)形成的。本發(fā)明通過點(diǎn)擊化學(xué)反 應(yīng)制備出末端接枝上芳香基團(tuán)的超支化聚三唑，然后將其以非共價(jià)鍵 法修飾到石墨烯的表面，使超支化聚三唑功能化的石墨烯具有良好的 分散性和反應(yīng)能力；所得石墨烯具有良好的分散性和反應(yīng)能

粉末涂料是一種新型的100%固體粉末狀涂料，無溶劑、可回收、環(huán)保無毒、性能優(yōu)異；石墨烯超薄超輕、比表面積超大，力學(xué)、熱學(xué)和電學(xué)性能優(yōu)異，是制備特種功能涂料的理想材料，我司依托廈門大學(xué)石墨烯工程與產(chǎn)業(yè)研究院雄厚的技術(shù)實(shí)力進(jìn)行石墨烯粉末涂料的研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化，相關(guān)技術(shù)難題已取得長足突破，產(chǎn)業(yè)化前景明朗。石墨烯不僅可以改善涂層的物理機(jī)械性能，也可用于制備防腐、導(dǎo)電、散熱、電磁屏蔽等特種功能涂料，目前公司已規(guī)劃多條石墨烯粉末涂料生產(chǎn)線，預(yù)計(jì)投產(chǎn)后可實(shí)現(xiàn)5000噸的年產(chǎn)能，相關(guān)產(chǎn)品已通過國家權(quán)威機(jī)構(gòu)的檢測(cè)認(rèn)證，在五金、建筑、管道、3C、電器、能源、汽車及其零部件等領(lǐng)域均有廣闊的應(yīng)用前景，市場(chǎng)反饋良好。

杭州高烯科技有限公司創(chuàng)建于2016年，注冊(cè)資本6600萬元，擁有10000平米研發(fā)中心。公司秉承首創(chuàng)（First）、極致（Best）、使命（Most）“3T”經(jīng)營理念，致力于單層石墨烯及其宏觀組裝材料的研發(fā)、生產(chǎn)及技術(shù)服務(wù)。 公司科研實(shí)力雄厚，十幾名專職研發(fā)人員均來自國內(nèi)外知名高校。現(xiàn)已申請(qǐng)石墨烯領(lǐng)域?qū)＠俣囗?xiàng)，其中發(fā)明型專利占比90%以上。成功開發(fā)出石墨烯“1+3型”產(chǎn)業(yè)鏈技術(shù)和產(chǎn)品：?jiǎn)螌友趸⑹┒喙δ軓?fù)合纖維、石墨烯電熱膜、石墨烯導(dǎo)熱膜，技術(shù)指標(biāo)國際領(lǐng)先，應(yīng)用前景廣闊，獲得國際石墨烯產(chǎn)品認(rèn)證中心(IGCC)全球首個(gè)單層氧化石墨烯及單層氧化石墨烯改性功能纖維尼龍6產(chǎn)品認(rèn)證證書。2020年，公司全面啟動(dòng)石墨烯終端產(chǎn)品品牌——烯鳳凰。 2020年，為了加快推進(jìn)石墨烯復(fù)合纖維的全生態(tài)發(fā)展，高烯科技聯(lián)合業(yè)內(nèi)權(quán)威專家、科研院所、龍頭企業(yè)，共同成立了石墨烯多功能復(fù)合纖維共同體研究院，助力纖維強(qiáng)國、科技強(qiáng)國。 創(chuàng)新引領(lǐng)，質(zhì)量當(dāng)先。公司始終把科技創(chuàng)新和產(chǎn)品質(zhì)量作為安身立命之本。于2019年11月通過質(zhì)量管理體系認(rèn)證，2018年9月通過知識(shí)產(chǎn)權(quán)管理體系認(rèn)證。 自成立以來，公司各方面飛速發(fā)展。獲評(píng)“杭州市領(lǐng)軍型創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)”、“杭州市專利示范企業(yè)”，榮獲“2019年度石墨烯+紡織產(chǎn)品跨界融合獎(jiǎng)”，入選“2019年杭州市雛鷹計(jì)劃企業(yè)”。公司現(xiàn)已成長為國家高新技術(shù)企業(yè)、全國科技型中小企業(yè)。 “高瞻遠(yuǎn)矚、烯美天下”，公司將專注于單層石墨烯及其宏觀材料，奮力開創(chuàng)石墨烯產(chǎn)業(yè)新紀(jì)元！ 單層氧化石墨烯是石墨烯產(chǎn)業(yè)發(fā)展所需的核心原料。分散性極好，容易加工成各類材料，應(yīng)用范圍十分廣泛。 直接與極性塑料、涂料、橡膠、纖維、陶瓷、金屬等進(jìn)行混合制備復(fù)合材料，可提高其強(qiáng)度、模量、抗紫外、抗腐蝕、耐磨損、遠(yuǎn)紅外發(fā)射等性能；用于超級(jí)電容器、電池，可提高其容量、循環(huán)穩(wěn)定性、倍率性能等；用于石墨烯纖維、膜，可獲得兼具高導(dǎo)熱、高導(dǎo)電與超柔性的電子產(chǎn)品；用于納濾膜，可獲得高通量、高截留率產(chǎn)品；用于氣凝膠，可獲得超輕、高孔隙率、彈性產(chǎn)品等等。 該產(chǎn)品已支持全球數(shù)百家科研院所進(jìn)行深度研究，發(fā)表高質(zhì)量論文數(shù)百篇。 【性能優(yōu)勢(shì)】 全單層結(jié)構(gòu)。單層率＞99%。 大尺寸。橫向尺寸＞40微米，可根據(jù)需要調(diào)控。 連續(xù)可紡性。漿料整體質(zhì)量達(dá)到紡絲級(jí)別，無需任何添加劑便可直接進(jìn)行濕法紡絲，制備石墨烯基碳纖維。 明亮液晶態(tài)。在1mg/g左右的較低濃度下可形成液晶，在偏光顯微鏡下觀察到亮麗多彩的液晶織構(gòu)。 分散力上佳。在復(fù)合材料中分散性好，可原位聚合制備多功能復(fù)合材料，團(tuán)聚少，性價(jià)比高。 超純度。金屬離子含量極低，可達(dá)電子級(jí)。 粉末再分散性優(yōu)異。產(chǎn)品有粉末和漿料兩種形態(tài)，粉末能在水和極性有機(jī)溶劑中再分散成單層結(jié)構(gòu)。 高溶解度。在水和極性有機(jī)溶劑中溶解度＞10mg/g，可以直接紡絲成纖維、刮涂成膜或冷凍干燥成氣凝膠。

2020年2月7日，在東南大學(xué)孫立濤教授的建議下，其研發(fā)的“石墨烯基KN95口罩”聯(lián)合合作單位近日將40萬只以最快的速度直接發(fā)往武漢。這款石墨烯基KN95口罩由孫立濤教授研發(fā)。2016年，經(jīng)第三方測(cè)試，這種口罩對(duì)PM2.5的去除率高達(dá)97.1%。 這款口罩將石墨烯復(fù)合物溶液噴涂于過濾網(wǎng)上，能夠有效去除（干、濕）空氣中的粉塵及PM2.5。目前市場(chǎng)上多數(shù)口罩是通過靜電吸附微小顆粒物，但呼吸的水汽會(huì)讓靜電消失，配戴一個(gè)小時(shí)吸附效果就會(huì)顯著下降而致吸附失效。石墨烯基口罩借助石墨烯超大的比表面積優(yōu)勢(shì)可實(shí)現(xiàn)對(duì)微小顆粒物的直接吸附，不存在遇水汽失效問題，可以長時(shí)間保持高效吸附率，其防護(hù)效果級(jí)別達(dá)到了2016年新標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的最高級(jí)別：A級(jí)。

這款口罩將石墨烯復(fù)合物溶液噴涂于過濾網(wǎng)上，能夠有效去除（干、濕）空氣中的粉塵及PM2.5。目前市場(chǎng)上多數(shù)口罩是通過靜電吸附微小顆粒物，但呼吸的水汽會(huì)讓靜電消失，佩戴一個(gè)小時(shí)吸附效果就會(huì)顯著下降而致吸附失效。石墨烯基口罩借助石墨烯超大的比表面積優(yōu)勢(shì)可實(shí)現(xiàn)對(duì)微小顆粒物的直接吸附，不存在遇水汽失效問題，可以長時(shí)間保持高效吸附率，其防護(hù)效果級(jí)別達(dá)到了2016年新標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的最高級(jí)別：A級(jí)。2016年，經(jīng)第三方測(cè)試，這種口罩對(duì)PM2.5的去除率高達(dá)97.1[%]。因?yàn)榇舜畏窝滓咔橹械牟《灸壳爸饕ㄟ^飛沫或在空氣中形成氣凝膠傳播，與通常的霧霾顆粒類似，所以石墨烯基口罩的防病毒功能很好。

超導(dǎo)體臨界磁場(chǎng)是指在外加磁場(chǎng)下超導(dǎo)態(tài)轉(zhuǎn)變成正常態(tài)所需的磁場(chǎng)強(qiáng)度。它是超導(dǎo)的基本性質(zhì)之一，也是決定超導(dǎo)體應(yīng)用的一項(xiàng)重要指標(biāo)。第一個(gè)被發(fā)現(xiàn)的超導(dǎo)體——水銀，它的臨界磁場(chǎng)僅有幾十毫特斯拉。近年來人們發(fā)現(xiàn)，某些厚度僅有幾個(gè)原子層的薄膜可以在幾十特斯拉的磁場(chǎng)下保持超導(dǎo)，這大大超出了人們的預(yù)料。為了解釋這個(gè)現(xiàn)象，人們提出了伊辛配對(duì)機(jī)制，認(rèn)為這是由于這一類特殊材料的晶格不具備中心反演對(duì)稱性，參與超導(dǎo)配對(duì)的電子具有了鎖定的自旋取向所致。在此框架下，人們通過在非中心對(duì)稱的材料中尋找，又發(fā)現(xiàn)了多個(gè)具有巨大臨界磁場(chǎng)的超導(dǎo)體。然而，也有人認(rèn)為這完全是材料維度效應(yīng)所導(dǎo)致的，挑戰(zhàn)了伊辛配對(duì)機(jī)制。同時(shí)，伊辛超導(dǎo)理論的一個(gè)重要預(yù)言——臨界磁場(chǎng)的低溫發(fā)散行為也一直未被實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。最近，清華大學(xué)物理系張定副教授和薛其坤教授領(lǐng)導(dǎo)的中德合作團(tuán)隊(duì)，打破了此前理論的限制，首次在具有高對(duì)稱性的材料——錫烯薄膜中觀測(cè)到了數(shù)倍于理論預(yù)期的臨界磁場(chǎng)，并清晰地觀測(cè)到了溫度逼近絕對(duì)零度時(shí)臨界磁場(chǎng)的發(fā)散行為，給出了伊辛超導(dǎo)非常強(qiáng)的證據(jù)。北京時(shí)間3月13日，相關(guān)研究成果以《錫烯薄膜中的第二類伊辛配對(duì)機(jī)制》（“Type-II Ising pairing in few-layer stanene”）為題在線發(fā)表于《科學(xué)》（Science）上。圖1. 實(shí)驗(yàn)測(cè)得的錫烯超導(dǎo)中奇異的上臨界磁場(chǎng)行為。顏色代表樣品的電阻（紫色區(qū)間為正常態(tài)，深藍(lán)色區(qū)間為超導(dǎo)）。圓圈標(biāo)出了不同溫度下的上臨界磁場(chǎng)。實(shí)線和虛線代表了不同的理論模型，其中紅色為本工作中提出的第二類伊辛配對(duì)機(jī)制。左下和右上的示意圖分別畫出了錫烯的原子結(jié)構(gòu)和能帶。薛其坤教授研究團(tuán)隊(duì)長期從事原子級(jí)可控的高質(zhì)量薄膜的制備和物性探索，在二維超導(dǎo)領(lǐng)域發(fā)現(xiàn)了單層鉛膜超導(dǎo)、單層鐵硒/鈦酸鍶界面高溫超導(dǎo)和雙原子層鎵膜超導(dǎo)的格里菲斯奇異性等。2018年，團(tuán)隊(duì)核心成員張定副教授等人首次發(fā)現(xiàn)灰錫薄膜—錫烯—具有超導(dǎo)電性（ 《自然-物理》Nature Physics, 14，344（2018）），隨后發(fā)現(xiàn)其面內(nèi)上臨界磁場(chǎng)超過了常規(guī)超導(dǎo)體的上限—泡利極限。為了進(jìn)一步深刻理解錫烯的二維超導(dǎo)特性，研究團(tuán)隊(duì)與德國馬普固態(tài)研究所的約瑟夫-福森（Joseph Falson)博士和尤根-斯密特（Jurgen Smet）教授合作，利用極低溫強(qiáng)磁場(chǎng)下原位旋轉(zhuǎn)測(cè)量技術(shù)，系統(tǒng)測(cè)量了不同厚度錫烯樣品在近乎整個(gè)超導(dǎo)溫度區(qū)間上臨界磁場(chǎng)的變化行為，發(fā)現(xiàn)上臨界磁場(chǎng)不僅超出泡利極限，而且在溫度逼近絕對(duì)零度時(shí)仍無飽和跡象，這是典型的伊辛超導(dǎo)行為。由于錫烯具有中心反演對(duì)稱性，這些行為不能用現(xiàn)有的伊辛超導(dǎo)理論解釋。為了理解這一令人困惑的現(xiàn)象，清華大學(xué)物理系徐勇副教授和北京師范大學(xué)劉海文研究員等開展了深入的理論研究。論文鏈接：https://science.sciencemag.org/content/early/2020/03/11/science.aax3873

近年來，隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，石油開采、油品運(yùn)輸?shù)冗^程的泄漏造成了越來 越嚴(yán)重的環(huán)境污染，并已嚴(yán)重威脅到人類的生存。如何有效的祛除這些油類污 染物成為了全球性的研究課題。為此，我們以石墨烯為原材料，成功制備了一 種新型的石墨烯海綿。 石墨烯是一種由碳原子以特殊結(jié)構(gòu)排列而成的單層片狀結(jié)構(gòu)的新材料是世 上已知的最薄、最堅(jiān)硬的納米材料，而且它的柔韌性也很強(qiáng)，對(duì)芳香性的分子 具有很強(qiáng)的吸附能力。利用石墨烯的這些特性，我們將石墨烯和聚合物復(fù)合到 一起，通過原位聚合的方法合成了石墨烯海綿（如下圖 1 所示）。石墨烯海綿 的合成過程簡(jiǎn)單，條件溫和，海綿的形狀和大小可以通過改變?nèi)萜鞯男螤詈痛?小來控制，成本低，可大規(guī)模批量生產(chǎn)。所制成的海綿具有親油疏水、大孔徑、 高彈性等特點(diǎn)，能夠特異性的吸附水體中的油類（如：汽油、柴油、原油等） 和有機(jī)污染物（如：四氯化碳、正己烷、環(huán)己烷等），并且利用其彈性可以將 吸附的油類污染物擠出，可進(jìn)行循環(huán)利用。因此，這種新型石墨烯海綿在處理 油水混合物領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景，可以用于處理海洋溢油，含油廢水，生 活污水等。