普樂斯等離子清洗機行業(yè)觀察，等離子體制備石墨烯有望實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)

來源：普樂斯瀏覽：次發(fā)布日期：2019-12-21 09:32【大中小】

文章導讀：普樂斯等離子清洗機行業(yè)觀察，中國科學技術(shù)大學工程科學學院熱科學和能源工程系教授夏維東研究團隊與合肥碳藝科技有限公司合作，指出“利用磁分散電弧產(chǎn)生大面積均勻熱等離子體生成石墨烯”的新方法，攻克了熱等離子體技術(shù)或高能耗、或產(chǎn)品均勻性低和生產(chǎn)穩(wěn)定性缺乏的技術(shù)難題，有機會實現(xiàn)規(guī)?；掷m(xù)生產(chǎn)。

普樂斯等離子清洗機行業(yè)觀察，中國科學技術(shù)大學工程科學學院熱科學和能源工程系教授夏維東研究團隊與合肥碳藝科技有限公司合作，指出“利用磁分散電弧產(chǎn)生大面積均勻熱等離子體生成石墨烯”的新方法，攻克了熱等離子體技術(shù)或高能耗、或產(chǎn)品均勻性低和生產(chǎn)穩(wěn)定性缺乏的技術(shù)難題，有機會實現(xiàn)規(guī)?；掷m(xù)生產(chǎn)。

不一樣的模式電弧CCD圖像與石墨烯樣品檢測結(jié)果

石墨烯擁有優(yōu)良的光學、電學、力學特性，被認定是一款將來革命性的功能和結(jié)構(gòu)的材料，在能源環(huán)境、生物醫(yī)liao、電子器件、化工和航空航天等諸多領域擁有重要的應用。選用射頻感應加熱和微波加熱等離子體制取石墨烯能源消耗高，很難工業(yè)化應用。熱等離子體熱解碳氫化合物生成石墨烯，由于等離子體電導率伴隨溫度增長快速上升，致使電弧自動收縮到較小的範圍，對於生成石墨烯標準的毫秒級反應時間，難以達到均勻加熱，產(chǎn)品均勻性差，能源消耗高。選用課題組研制的磁分散電弧產(chǎn)生大面積均勻等離子體的技術(shù)，解決了等離子體對物料快速均勻加熱問題。

所制取的石墨烯平面尺寸50-300nm，層數(shù)2-5層，表現(xiàn)出較好的晶體結(jié)構(gòu)和超大的比表面積，產(chǎn)品均勻性好；制取方法及設備方便，一步生成，不需要還原，且不需要基底、催化劑、溶液或酸，收率高約（14%），能源消耗低約0.4kW·h/g，成本費用低，具有實現(xiàn)低成本規(guī)模化持續(xù)生產(chǎn)的前景。

研究工作研究了等離子參數(shù)、原料氣體組成與納米石墨烯形態(tài)、層數(shù)及缺陷相互之間的關(guān)系，與此同時闡明了產(chǎn)生高純度石墨烯需要的技術(shù)條件。結(jié)合等離子體反應器流場溫度場的數(shù)值模擬和化學反應動力學計算，指出石墨烯可能的產(chǎn)生機制：低碰撞頻率的成核前驅(qū)體有利于產(chǎn)生片層（sheet-like）核心，并在富氫和高溫的等離子體環(huán)境中保持平面生長。石墨烯產(chǎn)生機制的闡明，為產(chǎn)品生產(chǎn)控制給予了理論指導。

本文來源：中國科學技術(shù)大學
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