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本發(fā)明公開了一種直接浸泡反應(yīng)式的泡沫鎳-石墨烯三維多孔電 極制備方法，包括：將泡沫鎳依次采用冰醋酸、丙酮和乙醇進行清洗， 然后將其通過去離子水清洗后晾干放置；制備質(zhì)量濃度為 0.5mg/mL～ 5mg/mL 的氧化石墨烯水溶液，然后將泡沫鎳直接浸泡到其中靜置反 應(yīng)，并且在此浸泡過程中反應(yīng)溫度被控制為 30℃～80℃，浸泡時間為 2 小時～6 小時，由此形成三維多孔結(jié)構(gòu)的泡沫鎳-石墨烯產(chǎn)物。通過 本發(fā)明，可以僅通過簡單

1、主要功能及應(yīng)用領(lǐng)域 透明電極在太陽能電池、有機發(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ITO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，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ITO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)（拓撲）與化學(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)用上將逐漸擴大。隨著技術(shù)研究及產(chǎn)業(yè)發(fā)展，石墨烯獨特的力學(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，有望成為未來便攜式電子產(chǎn)品以及電動汽車、飛機等化石能源替代品。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

石墨烯增強金屬基復(fù)合材料制備及性能研究

（專利號：ZL 201410286150.3） 簡介：本發(fā)明公開了一種超級電容器用微孔炭/石墨烯復(fù)合電極材料的制備方法，屬于炭材料制備技術(shù)領(lǐng)域。該方法是以煤瀝青和氧化石墨為碳源，以氫氧化鉀為活化劑，將煤瀝青和氧化石墨濕法混合，干燥后再與氫氧化鉀干法混合，將得到的混合物置于管式爐內(nèi)，在氮氣氣氛下進行加熱，制得超級電容器用微孔炭/石墨烯復(fù)合電極材料。本發(fā)明采用氫氧化鉀同時活化煤瀝青和氧化石墨制備超級電容器用微孔炭/石墨烯復(fù)合電極材料的方法，具有制備工藝簡單，生產(chǎn)成本低廉，所制備的微孔炭/石墨烯復(fù)合電極材料在超級電容器中具有高比容和高倍率性能等優(yōu)點。

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種磁紡制備有序石墨烯/聚合物微納米復(fù)合纖維的方法，該方法利用磁體旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的交變磁場力作用，拉伸含石墨烯、聚合物混合液的磁流體射流進行紡絲，整個過程無需高壓電作用，有效降低生產(chǎn)成本和安全隱患，且制得的纖維有序排列，所得有序石墨烯/聚合物微納米復(fù)合纖維具有很好的應(yīng)用前景。利用高分子聚合物如聚氧化乙烯、聚偏氟乙烯、聚己內(nèi)酯、聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯等制備而成的微納米纖維具備高比表面積、高長徑比以及多孔性等特點，與塊體材料的光、熱、力、電、磁等性質(zhì)有明顯的區(qū)別，因此在微納光電子器件、過濾分離、生物傳感以及組織工程等諸多領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用。