闪蒸

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。

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。

本研究报道了一种创新的合成技术——级联闪蒸焦耳加热（FWF），该技术以其非平衡态、超快速热传导的特性，突破了传统合成方法的局限。FWF技术在合成协议的三个关键领域——减少溶剂和水的使用、提高能源效率和可扩展性方面展现出巨大潜力。通过超快电阻焦耳加热实现的非平衡合成，与传统需要长时间高温的合成过程相比，FWF技术能在毫秒至分钟级时间内显著降低能耗。

合成材料的拉曼光谱显示出石墨烯基材料的光谱特征，并显示出缺陷和氧含量。X 射线衍射显示了石墨晶格的特征，层间距稍大，这归因于插层官能团。X 射线光电子能谱证实 sp2 杂化碳是主要成分。高分辨率透射电子显微镜可深入了解多层结构和层间距的变化。与氧化形式的石墨烯相比，合成的原始石墨烯吸附全氟辛酸的效率几乎高出十倍，但与石墨烯基纳米复合材料相比，吸附效率略低。

结果表明，煤化程度高的无烟煤在峰值温度约3300 K时往往会形成高度石墨化的碳材料，在电容储能方面具有较高的速率能力（30Ag-1 时的容量保持率为79.1%）和较低的弛豫时间常数（τ0= 0.27s）。此外，从褐煤和烟煤中提取的低煤级闪速碳材料显示出更好的电容性能，在1Ag-1时容量超过80Fg-1。这项研究证明，FJH 技术在将煤炭转化为有价值的碳材料方面具有巨大潜力。

电热冲击技术利用碳纳米结构的高接触电阻产生的高温焦耳热和碳纳米材料的快速热响应，能够在局部区域熔化玻璃纤维，形成碳纳米材料与基体材料之间的强韧机械结合。这种技术不仅保持了玻璃纤维的原始机械性能，而且由于其超快的加热速率（超过1000°C/s），在短短几秒内即可完成纳米焊接过程，对材料的热影响降到最低。此外，电热冲击技术表现出卓越的性能，并且有潜力降低成本，提供了一种连续、超快、能效高且可卷对卷的制造过程，成为跨尺度制造领域中一种有前景的加热解决方案。这项技术的提出，不仅推动了纳米材料在宏观结构中的应用，也为先进复合材料的发展提供了新的制造策略。