闪蒸
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印度理工学院Carbon:瞬态焦耳加热法制备高性能石墨烯基超级电容器
在碳布上紧密的氧化石墨烯薄膜经过单一50毫秒电流脉冲后转变为大孔石墨烯结构,而通过连续的超短(100毫秒)电流脉冲的KOH激活过程中引入了基平面纳米孔。优化后的激活过程不仅在石墨烯基平面上形成了平均直径为6纳米的均匀纳米孔,而且在激活过程中引入了一些额外的伪电容氧化官能团。与常规的热和化学策略相比,这种电激活过程更为直接,所需的热预算非常低,且能直接得到即用的电极。
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Constr. Build. Mater. :闪蒸石墨烯类型、含量及分散方法对新拌水泥浆体流变性的影响及机理
本文研究不足在于对FG分散状态和硬化水泥基材料性能的表征不够充分。石墨烯材料由于纳米片结构,在高碱性环境中易团聚。目前缺乏理想的方法来直接表征纳米填料分散性。因此,未来需引入更强大的表征方法。此外,FG可能显著影响水泥基材料的微观结构、力学性能及耐久性。这些方面应在未来深入研究。
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马里兰大学胡良兵Materials Today:3000K 焦耳加热制备高导电率石墨烯薄膜
2018年,马里兰大学胡良兵教授团队报道了一种具有创纪录电导率和迁移率的还原氧化石墨烯(RGO)薄膜。通过在3000 K的高温下利用焦耳加热进行热还原,制得的RGO薄膜电导率达到了6300 Scm^-1,迁移率达到了320 cm^2 V^-1 s^-1。
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长安大学CBM:闪蒸焦耳加热法制备高性能石墨烯增强水泥砂浆
该论文探讨了利用闪蒸焦耳加热(FJH)方法从废橡胶粉中合成石墨烯,并研究了石墨烯对水泥砂浆性能的影响。研究发现,成功将废橡胶粉转化为缺陷较少的多层石墨烯,并通过拉曼光谱、X射线衍射、热重分析和X射线光电子能谱等手段证明了石墨烯的特性。此外,加入石墨烯的水泥砂浆表现出更好的力学性能,孔隙结构得到优化,孔隙率和平均孔径减小。微观分析表明,石墨烯使得水化产物排列更紧密,孔隙和裂纹减少。原子力显微镜结果显示,石墨烯有效提高了纳米级界面的平均弹性模量。
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水泥增强新进展:废碳转化闪蒸石墨烯,水泥抗压提升38%
通过闪蒸焦耳加热从废机油碳黑和柴油颗粒等废弃碳源中制备闪蒸石墨烯,显著增强水泥砂浆的力学性能和耐久性,28天龄期抗压、抗拉和抗弯强度分别提升38%、27%和27%。研究揭示了闪蒸石墨烯与钙硅的强相互作用,为低成本、环保石墨烯在建筑材料中的应用提供了新路径。
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CEJ:0.1秒3000K闪蒸石墨烯,水泥抗压/抗折性能提升16.8%/37.2%
通过闪蒸焦耳加热(FJH)技术从碳黑中制备低成本、高效能的石墨烯,并将其用于增强水泥复合材料。结果表明,掺入0.25 wt.%的导电型石墨烯(FG-D)可显著提升水泥材料的抗压、抗弯强度和韧性,同时优化了基体微观结构,减少孔隙率并提高C-S-H凝胶的聚合度。
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华南理工大学ACS AMI:焦耳热高效制备高热导率石墨烯薄膜
首先,通过两步化学还原法对氧化石墨烯进行预处理,增加层间距并建立气体逸出通道,避免快速还原过程中气体释放对薄膜结构的破坏。随后,将预处理的氧化石墨烯薄膜夹在两层石墨板之间,利用焦耳热效应进行快速高温还原,并通过控制加热速率,实现缓慢升温至2500°C,有效避免薄膜破裂。
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从垃圾到全球市场,石墨烯“逆袭”!
事实证明,与其他块状石墨烯生产方法相比,闪蒸焦耳加热 (FJH) 工艺可以生产出高质量的闪蒸(薄片)石墨烯 (FG),可减少 90% 以上的碳和水足迹;更不用说它比其他回收方法更具成本效益。
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深圳大学/山东理工大学Flatchem综述:闪蒸焦耳加热技术在二维材料以及其他领域的应用
本综述详细阐述了闪蒸焦耳加热(FJH)技术在二维材料合成、金属回收、石墨和正极材料再生以及贵金属回收等方面的最新进展。FJH技术以其快速的加热和冷却能力、高能量利用效率、短合成时间以及显著降低的能耗,为二维材料的合成和电池材料的回收提供了新的解决方案。这些优势不仅为提高碱金属离子电池的能量密度和循环稳定性提供了新的思路,而且为推动FJH技术的产业化应用提供了理论依据。
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北京航空航天大学Carbon:石墨烯“燃”起来,焦耳加热助力柔性储能
本文通过焦耳加热技术处理激光诱导石墨烯(LIG)制备了具有优异电容性能的微超级电容器(MSCs),即J-LIGP-MSCs。通过四步法:激光转化、原位焦耳加热、激光图案化切割和MSCs组装,实现了J-LIGP-MSCs的制备。利用CO2激光器处理商用PI纸,通过调整激光参数直接转化LIGP,进而通过焦耳加热改善其电导率和亲水性,最终通过激光切割成形并组装成电容器。
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江苏大学《ACS AMI》:2.5秒闪焦耳加热合成氧化钒/石墨烯杂化物,用于高性能水系锌离子电池
进一步的电化学测量结果表明,之所以能取得如此优异的性能,是因为层叠 VO2/V2O5 异质结构具有丰富的位点和内置电场,从而加速了电子/Zn2+ 的转移,减轻了结构退化,同时类石墨烯碳纳米片也具有优异的导电性能。
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石墨烯新进展:闪蒸焦耳热铅笔芯秒变石墨烯
本研究旨在通过使用铅笔芯作为前驱体,探索 FJH 技术在石墨烯合成中的应用。通过调整铅笔芯中的石墨与粘土比例,优化 FJH 工艺参数,进一步提高石墨烯的产量和质量。
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煤炭绿色升级:闪蒸石墨烯在环氧树脂中的高负载应用,显著提升力学性能
通过闪蒸焦耳加热技术将冶金焦炭转化为高质量的闪蒸石墨烯,并将其以高负载比例(20-50%)掺入双酚A环氧树脂中,成功制备出力学性能显著增强的石墨烯-环氧复合材料。研究表明,这种复合材料在杨氏模量、硬度、抗压强度、最大应变和韧性方面均有大幅提升,同时通过替代部分环氧树脂,还显著降低了生产过程中的环境影响。这项技术展示了石墨烯在工业应用中的巨大潜力,为煤炭材料的绿色应用提供了新的途径。
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一步合成法:等离子体辅助电爆炸技术合成金属-石墨烯纳米复合材料
研究了一种通过电爆炸法合成结构可控的金属-石墨烯纳米复合材料的新方法,揭示了电爆炸过程中产生的冲击波和等离子体辐射在不同条件下对纳米复合材料结构形成的影响。研究结果表明,通过调整电压条件,可以有效控制纳米复合材料的结构形态,从表面修饰到核壳结构再到复杂的混合纳米颗粒,为金属-石墨烯纳米复合材料的可控合成提供了新的思路,具有重要的应用前景。