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2015年上半年石墨烯研究“十大转化成果”

zlzl
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楼主 发表于:2015-09-22 11:09:24
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      大家都知道,石墨烯墨烯是从石墨材料中剥离出来、由碳原子组成的只有一层原子厚度的二维晶体。而且作为目前发现的最薄、最坚硬、导电导热性能最强的一种新型纳米材料,石墨烯被称为“黑金”,是“新材料之王”,科学家甚至预言石墨烯将“彻底改变21世纪”。下面为大家整理了2015年上半年使用石墨烯这种“神奇材料”转化成的科技成果,让我们一切看看“神奇材料”到底神奇在什么地方?


①科学家成功使用石墨烯3D打印出指定结构


      来自伦敦帝国学院材料系的一个研究团队,由多名教授组成,并联合来自Warwick大学、Bath大学和deSantiagodeCompostela大学的团队,找到了一种3D打印石墨烯的方法。


      他们开发的这种技术主要基于FDM3D打印。这里需要说明的是,要制造石墨烯对象需要精准地复制出石墨烯六边形图案。为了做到这一点,伦敦帝国学院的团队开发出了一种“FDM线材”,这种线材含有混合了响应型聚合物(可诱导触发某种行为的聚合物)的石墨烯薄片。在这种情况下,石墨烯薄片的化学属性发生了一定的变化,使其具有了适当的粘弹性,并能与上下层石墨烯薄片结合在一起。


       最初,研究团队的目标是3D打印完整的石墨烯结构,而非复合材料。这在一个水基体系里似乎是能够实现的。但该项研究的负责人EstherGarcía-Tu?onBlanca解释说,这实际上是不可能的。“石墨烯是非常疏水的,因此不可能直接配制到水基油墨中。研究人员因此使用了一种经过化学改性的石墨烯——也被称为石墨烯氧化物(GO)——来代替。GO可在水中进行处理,并建立所需的结构。”


②科研人员利用石墨烯使得电子皮肤研究取得系列进展


      科院物理所科研人员最近在石墨烯电子皮肤研究中取得系列进展,相关成果发表于《美国化学会·纳米》等杂志。


       完美石墨烯是半金属或者说是零带隙半导体,在面内具有极高的机械强度。这使其应用于应力传感器件时主要面临两方面困难:一是应力测量范围不大;二是测量精度不够高。


      为此,中科院物理所博士生赵静等在导师时东霞、张广宇的指导下,提出了一种石墨烯波纹结构应力传感器,使应力测量范围超过30%;设计了一种基于隧穿效应的纳米石墨烯薄膜应力传感器,使灵敏因子提高到500以上。


      据了解,所生长的石墨烯不但具有纳米尺寸,而且具备准连续的特点。这种准连续的纳米石墨烯薄膜还可转移到柔性衬底上,制作柔性、透明的高灵敏度应力传感器,进而应用于人造电子皮肤等领域。同时,这种柔性的应力传感器具有良好的稳定性,在经过大于万次的压力测试后,其初始电阻没有明显变化。此外,这种石墨烯电子皮肤由于厚度小,可被黏在手指上检测关节活动。


③石墨烯基电容器首次应用电动自行车


      “原来充电需要10个小时的电动自行车,现在仅需要3~5分钟就可以充满电。”近日,依托中国科学院青岛生物能源与过程研究所建设的青岛储能产业技术研究院采用石墨烯基复合电极材料路线,开发出容量可控的锂离子电容器器件。以石墨烯基复合材料制备而成的锂离子电容器首次在电动自行车示范应用。


      “城际轨道1~2千米内,新型电容器可满足近距离运行,在乘客上下车的时候实现快速充电。”青岛储能产业技术研究院副研究员韩鹏献告诉记者,在启动时,可以瞬间加速,在制动时,可以将能量加以回收储存。大功率快速充放电是新型电容器的优势之一。


      据韩鹏献介绍,锂离子电容器作为经济型环保电动车电源,在需要大功率充放电场合,如高速铁路、城际轨道交通中的启动电源、制动能量回收系统领域;在恶劣条件下,如极端寒冷条件时,作为电动汽车、坦克车、军用运输车的冷启动电源,可以发挥出铅酸电池及锂离子电池无法与其比拟的快速充放电优势;在特殊场合下,可作为快速能量补给装置,突显其独特作用。


④南理工用石墨烯砍掉LED灯高成本


      南京理工大学近日发布,该校取得新型二维半导体研究进展,有望制造出新型材料,大大降低LED灯生产成本。市面上能买到的LED灯,售价高于普通灯数十倍,使LED灯无法走入百姓家。南理工纳米光电材料研究所曾海波所长介绍,取材普遍、成本低廉的石墨烯等新材料非常适合用于制造包括LED在内的信息、能源器件。然而,这些材料的金属、半金属属性成了其致命缺点。如何改变这些材料的属性成了材料学界难以攻克的瓶颈。


      “制造LED只是这种新材料应用的一个方面,”曾海波介绍,该材料还可以取代硅,应用到计算机、手机芯片的制造上,“一旦应用,谷歌眼镜、智能健康手环等可穿戴电子设备不仅性能会突飞猛进,而且会更轻薄小巧,价格更亲民。”


⑤石墨烯墨水打印出射频天线


      研究人员发现了一个不需黏合剂就可增加石墨烯墨水导电性的方法。他们首先进行打印,然后干燥墨水,接下来用滚筒压制,就像用压路机反复碾压新铺的路面那样。


      实验结果显示,压缩墨水的导电率提高了50倍,石墨烯层压板也比以往掺了黏合剂的石墨烯墨水导电快两倍。研究人员称:“高导电性让无线射频辐射更有效率,这是试验中最令人兴奋的方面。”在纸和塑料等廉价灵活的材料上印刷电子技术,意味着rfid标签等无线技术更加无处不在,从一头牛到一个汽车零件,随处都可应用。


      目前,大多数商用rfid标签由金属铝和铜组成,材料昂贵、制作过程复杂,而基于石墨烯的rfid标签能够大幅度降低材料成本。该研究团队已经开始计划开发石墨烯rfid标签,以及传感器和可穿戴电子产品了。


⑥科学家欲用石墨烯打造“人造肌肉”


      在最近发表在《ACSNano》杂志的一篇论文中,来自KAIST的研究团队采用一种性价比很高的石墨烯材料——疏水性激光蚀刻低氧化石墨烯纸(HLrGOP)来解决这个问题。而这种材料最近被用于超级电容(supercapacitors)的制作。通过降低相关的石墨氧化物成分,能够获得较为纯净的石墨烯,这种高纯的石墨烯材料也被用于3D全息显示方面。


      尽管如此,在人造肌肉应用中,主要开始考虑利用材料的疏水性。这种疏水性的石墨烯电极表面十分光滑,内部也比较硬,这就能防止电极产生裂纹,内部也有利于离子的传输。


      在实验中,采用这种材料的人工肌肉具有更好的耐用性,损坏也更慢。实验结果令人鼓舞,不过他们称相关的改进工作还有很多。在韩科院设计的一个仿生机器人中,他们将使用这种新的人工肌肉。计划这个机器人将是一部能够在水中行走的水马(waterstrider)或者是相关水黾科的昆虫。


⑦石墨烯灯丝打造最薄灯泡


      日前,一个由美国哥伦比亚大学、韩国首尔国立大学和韩国标准科学研究院研究人员组成的国际团队首次展示了用只有一个碳原子厚度的石墨烯作为灯丝的芯片上可见光源:细条状石墨烯灯丝与金属电极相连,悬挂在基底上方,当电流通过时灯丝就会受热发光。


      通过测量石墨烯发出的光的光谱,研究人员发现石墨烯的温度达到2500摄氏度以上,足以明亮发光。论文第一作者、哥伦比亚大学机械工程系博士后研究员金永德(音译)解释说:“原子厚度的石墨烯发出的可见光线如此强烈,无需额外放大,肉眼便能看见。”


      石墨烯达到如此高的温度而不熔化基板或金属电极,是因为其具有一个有趣特性:当受热时,石墨烯会变成热的不良导体。这意味着高温被局限在了中心的一个小“热点”上。


      该团队还通过制成大规模化学气相沉积(CVD)石墨烯发光器阵列,展示了这项技术的可扩展性。


      研究团队目前正在进一步探究这种装置的性能,比如其开关的速度要多快才能创建光通信的比特位,同时也在开发将它们集成到柔性基板上的技术。


⑧新型石墨烯材料让“光动”飞行成为可能


      南开大学化学学院陈永胜教授和物理学院田建国教授领导的科研团队经过研究,获得了一种特殊的石墨烯材料,可在包括太阳光在内的各种光源照射下驱动飞行,或将让“光动”飞行成为可能。


      目前,几乎所有的航空、航天飞行均采用化学驱动,即通过喷射燃烧的化学物质来获得驱动力,光直接驱动飞行是科学界和航空界多年的梦想。陈永胜教授等专家研制出的这种石墨烯材料,可以在包括太阳光在内的各种光源照射下有效驱动飞行,这是迄今为止科学界第一次用光推动一个宏观物体并实现宏观的驱动。通过定量测量,这种石墨烯材料在光照条件下产生的力是传统光压的千倍以上。500公斤的负载,如果利用基于这种石墨烯材料制备的驱动帆板,理论上获得的驱动力至少能使其达到0。09米每秒的加速度。


⑨石墨烯应用可作为太空动力来源


      中国在石墨烯应用领域探索中获得重大发现:石墨烯在光作用下的运动现象,这一发现可作为新的太空动力来源,作为一种新的发电装置都成为了可能。经过反复实验与论证,北京碳世纪科技有限公司(以下简称碳世纪)展现了这项重大应用发现,并成功研制了该项装置,充分展示了石墨烯材料的“光悬浮”现象。


      石墨烯材料可将光能直接转化为动能,这标志着石墨烯材料将成为一种新的动力来源,这种动力源将远高于光压现象所产生的动力源。可为星际探索、卫星变轨等提供无尽的动力。相关专家表示,这项重大发现是由中国人首次发现,这将为人类探索未知世界开启又一扇大门。


      发现这项重大应用后,碳世纪迅速启动了该项发现的演示装置的研制,经过了近千次的反复实验、论证,现有的应用装置已能够全景展现石墨烯材料的“光悬浮”现象。


      因在石墨烯方面的开创性试验而获得2010年诺贝尔物理学奖的安德烈·海姆教授在2000年曾展示了利用磁性使青蛙克服重力实现悬浮的视频。而今天,碳世纪使用光束将石墨烯材料悬浮起来并展现在世人的面前。


⑩无需3D眼镜,用石墨烯制作出3D全息显示屏


      自从1977年“救我,欧比王,你是我唯一的希望”的星球大战上映以后,我们就已经开始梦想有一台3D全息显示屏。不过,要掌握这项技术并不容易。我们已经看过有很多尝试做近似3D显示屏的例子,像全方位2D可见图像,但目前科技界仍未完全制造出真正的3D。


      一项来自澳大利亚的大学的新成就可能是最接近3D的了,通用碳基石墨烯是其关键。“虽然还有工作要完成,但3D影像的前景似乎是跳出屏幕……而且无需繁琐笨重的配件,例如3D眼镜。”格里菲斯大学工程学院的QinLi说到,他是管理该研究的碳结构分析的人员。这款碳基显示屏由来自格里菲斯大学以及斯维本科技大学的研究团队开发,基于DennisGabor的全息法,而Gabor还因此法在1971年获得诺贝尔物理奖。


      该团队打造了高分辨率3D全息显示屏,视角宽达52度,其建造基础是由折射光线的小像素组成的数字全息屏幕。


      随着现代科技的飞速发展,石墨烯这种材料已经开始被广泛地应用于人类的生产生活。由于石墨烯的特殊作用,未来将会更加大放光彩。我国石墨烯研究目前处于世界领先水平,并且在一步步将石墨烯材料应用于为人类服务的伟大事业进程中。



wiilkii
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wiilkii 发表于:2020-03-16 16:03:12
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青海圣诺光电科技有限公司

青海圣诺光电科技有限公司成立于2009年12月,注册资本8860万元,位于西宁(国家级)经济技术开发区南川工业园区兴业路8号,占地面积95亩,现有员工180余人,是一家专业从事高纯纳米氧化铝材料的研发、生产、销售与服务的高科技企业。公司于2013年入驻西宁经济技术开发区,规划建设5000吨/年高纯氧化铝生产线。一期1000吨/年人工晶体及激光晶体级高纯氧化铝项目于2013年9月开工建设,2015年8月投入试生产。该项目填补了青海省光电、锂电产业链中的空白,对青海省光电和锂电产业链的形成与完善具有积极的推动作用。
        公司产品主要有高纯氢氧化铝,高纯超细氧化铝陶瓷粉,高纯煅烧a氧化铝粉。产品主要应用于先进陶瓷、电子陶瓷、生物陶瓷,特种陶瓷,锂电池隔膜涂覆粉、研磨抛光、催化剂及载体等高技术领域。目前,公司高纯氧化铝产品除了供应给当地蓝宝石和锂电池企业外,还积极开拓我国东南部市场和国外市场。
        公司秉承科技创新发展理念,持续开展科技创新活动,近年来在创新平台建设、知识产权、技术研发及产学研合作等方面取得很好的成绩。依托公司组建的高纯纳米氧化铝材料制备技术国家地方联合工程研究中心、青海省高纯纳米氧化铝材料工程技术研究中心、青海省陶瓷粉体检测检验服务平台等研究开发机构分别获得国家发改委、青海省科技厅、青海省发改委的批准。研究中心现有科技人员30余人,其中高级职称8人。配备有精良的仪器设备,主要包括美国赛默飞ICP-OES、激光粒度仪、比表面积测定仪、微波消解仪、松装密度测定仪、马弗炉、升降式高温烧结炉、喷雾造粒机、砂磨机、流化床式气流粉碎机等。已就关键工艺技术申请知识产权保护,截止目前已申请专利22件,获得授权4件(发明2件,实用新型2件)。研究开发了高原氢氧化铝合成技术、锂电池隔膜用高纯超细氧化铝制备技术及产品。公司与清华大学、青海大学、青海师范大学、大连交通大学、中科院上海硅酸研究所、中科院青海盐湖研究所等科研院所有着良好的合作关系,开展了广泛的产学研合作,为公司科技创新发展营造了良好的科研环境。公司将进一步加大科技创新力度,争取把公司建设成为全国一流的高纯纳米氧化铝材料研发与生产基地。


      20176月成立分公司-东莞圣诺新材料科技有限公司

 

 电子邮箱:wiilkii@163.com 

青海圣诺光电科技有限公司
技术与销售服务:王先生:13790403958   
地址:青海省西宁市南川工业园区兴业路8     邮政编码:810000

网址:http://www.snopto.com/



 东莞圣诺新材料科技有限公司
 王先生:13790403958微信同号
地址:东莞松山湖光大WA2801/802/803   邮政编码:523000



szykj
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szykj 发表于:2020-03-23 08:59:42
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(江阴市申子酉科技设备有限公司,联系人:裴先生    电话:13771580324) 
脉冲式气流混合机 的设计与应用

 要:设计 了新型脉冲式气流混合机 。该混合机具有混合效率高、快速混合、大型化、单位能耗低等特点。

关键  :脉  ;气流 混合  ;设  ;应 

 0引言

 按搅拌动力分类 ,混合设备可分为机械式混合 设备和气流式混合设备 。机械式混合设备经过几十 年的研究 ,已经形成  比较 完善的体  .广泛地在 粉体领域得到应用 ,但多年来技术上没有实质性  突破 ,国内生产厂家众多 ,竞争十分激烈。从结构来  ,机械式混合机 内的机械搅 拌器 (又称搅拌桨或 搅拌叶轮)在混合腐蚀性物料时容易被磨损腐蚀 , 且和物料直接接触可 能会 出现 润滑剂污染产 品的 情况 ,总体来说传统的机械式搅拌混合机存在结构 复杂、混合能力小 、能耗大、混合时物料温升快等缺 点 。浙江省化工研究院有 限公司化机厂设计开发的 新型脉冲式气流混合机无混合臂 或搅拌器等机械 搅拌部件 ,不会产生磨 损和阻塞 问题 ,也没有 摩擦 生热 .也不存在润滑剂污染产品 的情况 .很好 的解 决 了机械式混合设备 的许多缺陷。

 1设计方案

 1.1结构特点 新型脉冲式气流混合机的结构如 图 1所示 ,主 要由过滤器、料仓 、混合头 、出料阀等主要部件组成。 基本原理是利用压缩气体 以脉冲方式 冲击物料上 升、扩散、沉降以达到在短时间内充分混合均匀的 目的。出料为底出料形式 ,出料阀为锥型卸料 阀。

1.2工作原 理

压缩气站供气 ,气 流以脉冲方 式通过混合头的

喷嘴进入料仓 。压缩气体沿锥型卸料阀的锥壁螺旋

上升 。物料受到螺旋式上升的压缩气体 的冲击 ,随

着压缩气体一起螺旋上升膨胀 ,在压缩空气膨胀到

 定程度后物料 向下沉降 ,一个脉冲的混合过程完

成。一个脉冲结束后停顿几秒又开始第二个脉冲的

混合 ,依次循环操作 ,脉 冲式压缩气体带动物料使

物料翻转滚动(同时存 在有扩散混合 、对流混合或

移动混合 ,其 中对流混合或移动混合起主要作用)

以至物料混合均匀。混合后 的废气经过滤器处理后

 回大气。混合完成后 ,打开锥形排料 阀进行排料 

脉冲之间有一定的间歇时问.脉冲的个数和脉冲的

间歇时间由物料特性而定 。整个混合过程大约 l~2

min即可完成。

2特 点

2.1混合速度快

 般粉粒体混合 6~l0个脉冲 .1个脉冲为 0~5

S可调,一批物料混合均匀只需几分钟 。

2.2装填系数可变范围大

装填系数可变范围是 0.2~0.6

2.3混合机 内无机械 转动 部件

没有摩擦生热 ,也不存在润滑剂污染产 品的情

 。另外 ,因为没有剪切力 ,所以某些对剪切力敏感

的产品也能混合。

2.4特别适用于大型、超大型的粉体混合

 次投料量少则几十立方米 ,多则几百立方米 

具有机械混合不可比拟的优势。

2.5使 用简单

整个混合过程可 自动控制 ,安装 、操作 、维修都

很方便。

2.6单位能耗量低

单位能耗约为机械式混合机单位能耗的 30%。

3混合效果与应用前景

3.1混合效果

达到传统机械式混合机 的混合效果 ,物料混合

均匀度达到用户产品指标要求 ,粒子 的粉碎程度 ≤

l‰ 。混合均匀度变异系数(cv)≤5%

 3.2适用性

新型脉冲式气流混合机对各类流动性好、颗粒

密度约为 O.5~0.7g/cm。左右的粉体具有更好的适用

性。

3.3生产优势

新型脉冲式气流混合机具有批处理能力大、混

合速度快 、混合均匀度高 、结构简单、维护工作量少、

单位能耗低等特点 ,特别适合于大批量物料的短

时间均匀混合操作 。以 30m,新型脉冲式气流混合

机为例 ,混合物料密度 0.6g/m,,混合时 间 2rain,

混合物料均匀度达到 95.50%,单位物料耗电量 3.1

kW·h/t。同等处理量 的双螺旋锥形混合机混合 同

 的物料 ,混合时间 25rain,单位物料耗 电量 10-3

kW-h/t。30m 气流式混合机单位物料能耗只需同等

处理量的双螺旋锥形混合机能耗  30.9%。且容积

 大气流式混合机的能耗相对 于机械式混合机能

 越省 

3.4应用前景

新型气流混合机 目前主要应用于纤维素领域 

在这个领域 ,机械式搅拌设备是无法进行适应高粘

度的纤维素粉末 的混合 的。还有在非金属行业 ,新

型脉冲式气流混合机快速混合 以及 大型和超大型

的混合 ,是其他混合设备无可 比拟 的。因此 ,该新型

混合机具有很大的市场潜力。

4结论

新型脉冲式气流混合机 的使用能耗 比机械式

混合机的降低  70%,为混合机行业提供了一种混

合效果好 、能耗低 的混合机 ,并克服了机械式混合

机混合能力小 的缺点 。脉冲式气流混合机具有结构

简单 ,投资运行成本低 ,维护保养更方便 ,使用寿命

 .运行可靠 等特 点。新型脉冲式气流混合机适用

于农药、医药 、染料、食品等行业的粉体混合。



15319911367
等级:二级士官
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15319911367 发表于:2020-04-15 10:35:24
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超级活性炭具有丰富的孔容孔径,又称高比表面积活性炭,它在双电层电容器的电极材料、催化剂载体和一些特殊的吸附领域已展示出优异的性能。广泛应用在超级电容器,锂离子电池负极,以及改性复合储能材料。目前,KOH活化法是生产超级活性炭的最成熟的方法。但目前困扰KOH活化法大面积推广的主要问题是两个:由于活化过程中单质钾释放所导致的爆炸性问题和大量使用KOH所导致的超级活性炭的成本居高不下。国外也仅有日本和美国能够商业化生产。

咸阳鸿峰窑炉设备有限公司是一家专业针对超级活性碳、石墨烯等先进碳材料,磷酸铁锂、硅碳负极等电池正极负极材料,稀土功能材料,高端金属结构材料等新兴材料专用高温电炉的开发,设计,制造,销售,服务的高科技公司。

公司以新材料制备工艺为导向,2011年成立之初即集合技术力量主攻超级活性炭碱活化设备的研发,和高校科研组保持紧密合作,工艺方面经南京林业大学左宋林博士长达三年的研究,已成功地解决了KOH活化法制备高比表面积活性炭的钾的释放和KOH的使用成本的降低两个关键性的问题。国内首创生产超级活性炭装置试产一次成功,生产出的高比表面积活性炭的比表面积达到3500m2/g以上,碘吸附值达到2800mg/g以上,亚甲基兰脱色力达到690mg/g(46mL/0.1g)以上,

公司自主研发的HF-RL系列超级活性碳碱活化专用回转炉,采用KOH碱活化工艺,可应用于木质、煤质、椰壳、石油焦质等碳源制备高品质超级活性碳。


咸阳鸿峰窑炉设备有限公司
工程师:王旭,
电话:15319911367  微信同号