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本發(fā)明公開了一種離子增強(qiáng)石墨烯纖維及其制備方法，石墨經(jīng)過氧化得到氧化石墨烯，將氧化石墨烯分散于水或極性有機(jī)溶劑中，制成質(zhì)量濃度為1-20%的紡絲液溶膠，將紡絲液從紡絲頭毛細(xì)管中連續(xù)勻速擠出，進(jìn)入含有配位離子的凝固液，凝固后的初級纖維用聚四氟乙烯滾軸收集，干燥后得到離子增強(qiáng)的氧化石墨烯纖維，經(jīng)化學(xué)還原，得到離子增強(qiáng)的石墨烯纖維。紡絲工藝簡單，室溫操作，不用強(qiáng)腐蝕性試劑，過程綠色環(huán)保，所得離子增強(qiáng)石墨烯纖維力學(xué)性能優(yōu)異，有較好的韌性，可編織成石墨烯纖維布，也可與其它纖維混編成各種具有廣泛用途的織物。

信息技術(shù)快速發(fā)展使得芯片功耗顯著增大，熱量管理因而成為其中至關(guān)重要的核心環(huán)節(jié)。熱量的快速導(dǎo)出對于芯片正常運(yùn)行是決定性的。具有高導(dǎo)熱能力的散熱薄膜是這方面的關(guān)鍵材料，發(fā)展高性能、低成本散熱薄膜材料已經(jīng)成為關(guān)系未來消費(fèi)電子、信息技術(shù)乃至人工智能等許多領(lǐng)域的關(guān)鍵?，F(xiàn)有的散熱薄膜主要采用的是聚酰亞胺薄膜經(jīng)過高溫碳化、石墨化后形成的人造石墨膜，其原材料聚酰亞胺的制備技術(shù)掌握在杜邦公司手中，成本昂貴，國內(nèi)散熱膜加工企業(yè)的利潤率不斷受到擠壓。

一.項目簡介本項目生產(chǎn)的鑄型尼龍(MC尼龍）/石墨烯復(fù)合材料克服了普通MC尼龍低溫韌性較差, 沖擊強(qiáng)度偏低, 尺寸穩(wěn)定性不好, 高負(fù)荷下耐磨性、自潤滑性欠佳，磨損率較大等缺點(diǎn)。表現(xiàn)出優(yōu)異的綜合性能，可廣泛應(yīng)用于制備軸承、齒輪、滑輪等，尤其是制備一些不能由壓塑或者擠塑法制備的大型器件。該產(chǎn)品制備過程極其簡單。二.市場前景鑄型尼龍(MC尼龍）是目前應(yīng)用最廣泛的工程塑料之一，高性能鑄型尼龍(MC尼龍）取代銅、鋁、鋼和鐵等金屬材料是今后工程塑料的主要發(fā)展方向。三.規(guī)模與投資本項目特別適合現(xiàn)有MC尼龍的企業(yè)，基本不需要額外投資。對于新建企業(yè)，進(jìn)口設(shè)備和國產(chǎn)設(shè)備差異較大，如果選用國產(chǎn)人工澆鑄，投資很少。四.生產(chǎn)設(shè)備主要設(shè)備：反應(yīng)釜，澆鑄設(shè)備五.效益分析每噸產(chǎn)品利潤約2000-3000元。六.合作方式技術(shù)轉(zhuǎn)讓

1、主要功能及應(yīng)用領(lǐng)域 透明電極在太陽能電池、有機(jī)發(fā)光二極管、觸摸屏等光電器件中具有重要的應(yīng)用價值，目前應(yīng)用最多的用氧化銦錫（ITO）為制造的透明電極，但I(xiàn)TO存在脆性大，無法彎曲，近年來隨著光電器件對透明電極需求的增加，銦的價格也大幅提高。由于石墨烯產(chǎn)業(yè)化后的預(yù)期成本低，成為柔性透明電極的主要材料之一，但在實(shí)際中由于大面積石墨烯總會存在一定的缺陷，影響了其導(dǎo)電率，本項目結(jié)合石墨烯和納米金屬網(wǎng)孔的優(yōu)勢制備出石墨烯和金屬網(wǎng)孔復(fù)合膜柔性透明電極。 2、特色與先進(jìn)性技術(shù)指標(biāo) 特色：利用低成本、無污染的溶膠在透明基底形成網(wǎng)狀模板，利用模板制作金屬網(wǎng)格；通過轉(zhuǎn)移石墨烯在金屬網(wǎng)格上制作一種石墨烯/金屬網(wǎng)格復(fù)合電極。其復(fù)合電極表現(xiàn)出優(yōu)異的光電特性。通過結(jié)合單層石墨烯的高透光性和金屬網(wǎng)格的導(dǎo)電性，有效地彌補(bǔ)了化學(xué)氣相沉積法（CVD）-石墨烯多晶結(jié)構(gòu)的缺陷和金屬網(wǎng)格不利于制作依賴垂直電流傳輸器件的的缺點(diǎn)，從而提高透明復(fù)合電極的光電特性。 圖1 制備的石墨烯及拉曼圖，可以看到非常清楚的2D峰，右圖為金屬網(wǎng)孔的顯微圖。 3.技術(shù)指標(biāo) 復(fù)合電極：面電阻為 21.2 、透光率為92%（在550nm波長測得），下圖表明其寬帶的透射光譜特性。 圖2 復(fù)合電極的透過率 將復(fù)合電極制作在PET基底上，使其可以表現(xiàn)出優(yōu)異的機(jī)械柔軟性。在將透明電極從正向到反向彎曲，其彎曲角度從-150o達(dá)到150o時，其電導(dǎo)率也只下降3.4%，反復(fù)彎折100次，電導(dǎo)率幾乎沒有什么變化。 4、產(chǎn)業(yè)化的關(guān)鍵性問題 高性能的透明電極在許多光電器件是必不可少的，例如觸摸屏、光伏電池、有機(jī)發(fā)光二極管等。目前商業(yè)上，由于氧化銦錫（ITO）薄膜的高光學(xué)透過率、低面電阻和成熟的制造工藝，在作為透明電極方面已廣泛地應(yīng)用在各種光電器件中。但銦是稀有金屬，在地殼中的分布量比較小且分散，主要以微量存在于錫石和閃鋅礦中，且隨著液晶顯示器和觸摸屏等產(chǎn)品的普及，因此銦的價格在急劇上漲。此外，氧化銦錫透明電極缺乏柔韌性，不易彎曲，化學(xué)穩(wěn)定性差，不適合應(yīng)用于柔性透明電極。 傳統(tǒng)上制備金屬網(wǎng)采用光刻法及蝕刻工藝。但是，通過采用光刻法制備的金屬網(wǎng)格不僅成本較大、工藝復(fù)雜、效率低，而且在制備的工藝條件、設(shè)備要求也較高。 本實(shí)驗采用了低成本高效率的方法制備金屬網(wǎng)格，再通過CVD法生長大面積石墨烯并轉(zhuǎn)移在金屬網(wǎng)格上。實(shí)驗過程中工藝簡單、成本低、效率高，并可制備大面積-高質(zhì)量的透明電極。

透明電極在太陽能電池、有機(jī)發(fā)光二極管、觸摸屏等光電器件中具有重要的應(yīng)用價值，目前應(yīng)用最多的用氧化銦錫（ITO）為制造的透明電極，但I(xiàn)TO存在脆性大，無法彎曲，近年來隨著光電器件對透明電極需求的增加，銦的價格也大幅提高。由于石墨烯產(chǎn)業(yè)化后的預(yù)期成本低，成為柔性透明電極的主要材料之一，但在實(shí)際中由于大面積石墨烯總會存在一定的缺陷，影響了其導(dǎo)電率，本項目結(jié)合石墨烯和納米金屬網(wǎng)孔的優(yōu)勢制備出石墨烯和金屬網(wǎng)孔復(fù)合膜柔性透明電極。

1 成果簡介石墨烯是一種典型的單原子層二維材料，具有獨(dú)特的狄拉克電子結(jié)構(gòu)、超高的載流子遷移率和濃度，在高速、高質(zhì)量薄膜器件集成等方面顯示出潛在應(yīng)用優(yōu)勢。然而，本征石墨烯呈金屬或半金屬特性，限制了其在器件中的應(yīng)用。本成果從石墨烯的可控生長及多維多尺度宏觀結(jié)構(gòu)組裝出發(fā)，探索調(diào)控石墨烯電子結(jié)構(gòu)的有效方法，推動其在納米器件中的集成與應(yīng)用。 主要內(nèi)容包括：石墨烯晶片的形狀、尺寸控制， 多維多尺度宏觀結(jié)構(gòu)的原位生長與組裝；石墨烯的結(jié)構(gòu)（拓?fù)洌┡c化學(xué)改性：采用缺陷、應(yīng)變和化學(xué)修飾等手段對石墨烯的能帶結(jié)構(gòu)進(jìn)行調(diào)控；研究石墨烯在外加電場、磁場、光激發(fā)等條件下，電子結(jié)構(gòu)的演變及電子、光子、激子、聲子等的相互作用； 器件組裝與表征：晶體管、傳感器、結(jié)、異質(zhì)/雜化結(jié)構(gòu)等。2 應(yīng)用說明基于石墨烯的二維薄膜材料已成功應(yīng)用于太陽能電池和超級電容器等能源器件，顯示出優(yōu)異的能量轉(zhuǎn)換與存儲性能及良好的工作穩(wěn)定性。某些特色多維多尺度結(jié)構(gòu)可與其它納米材料（如碳納米管、二氧化鈦、二氧化錳）構(gòu)建復(fù)合結(jié)構(gòu)，在吸附、水處理、傳感、光催化等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。  圖 1 石墨烯編織結(jié)構(gòu)                              圖2 石墨烯晶片/納米顆粒復(fù)合結(jié)構(gòu) 該項目的相關(guān)研究工作已申請國家發(fā)明專利 5 項，具有自主知識產(chǎn)權(quán)。3 效益分析目前，石墨烯在全球范圍內(nèi)尚未形成穩(wěn)定的工業(yè)化需求， 但從需求市場的潛力來看，石墨烯在應(yīng)用上將逐漸擴(kuò)大。隨著技術(shù)研究及產(chǎn)業(yè)發(fā)展，石墨烯獨(dú)特的力學(xué)與電學(xué)性能，將使其在國內(nèi)外應(yīng)用市場，特別是電子、新材料、航天軍工等領(lǐng)域，發(fā)揮重要的甚至是革命性的作用，產(chǎn)生規(guī)模經(jīng)濟(jì)效益。4 合作方式技術(shù)轉(zhuǎn)讓或合作開發(fā)，商談。5 所屬行業(yè)領(lǐng)域能源環(huán)境。

將石墨烯進(jìn)行二維或三維組裝，制備透明可導(dǎo)電薄膜、復(fù)合導(dǎo)熱膜及吸附材 料技術(shù)。

石墨烯基多種納米復(fù)合材料的制備及用于光催化技術(shù)。

小試階段/n本成果屬于燃料電池催化劑技術(shù)領(lǐng)域。具體涉及一種摻雜型石墨烯負(fù)載PtRu合金納米電催化劑及其制備方法。直接甲醇燃料電池具有結(jié)構(gòu)簡單、低溫啟動速度快、燃料廉價易得、清潔無污染、比能量高和能量轉(zhuǎn)換效率高等特點(diǎn)，有望成為未來便攜式電子產(chǎn)品以及電動汽車、飛機(jī)等化石能源替代品。Pt是已知的對甲醇電氧化催化活性較好、使用較廣泛的催化劑，然而其存在成本過高易CO中毒等問題。采用PtRu合金、以摻雜型石墨烯為載體作為直接甲醇燃料電池陽極催化劑，能有效提高催化劑的活性和利用率。本成果克服了現(xiàn)有技術(shù)缺陷，提供