中科院寧波材料所在樹(shù)脂基三維碳材料制備技術(shù)方面獲進(jìn)展

2022-12-26 10:37:42 來(lái)源：化工儀器網(wǎng) 閱讀量：12566 評(píng)論

導(dǎo)讀：三維石墨烯碳材料是由二維石墨烯在宏觀尺度上構(gòu)成的新型碳納米材料，在能量?jī)?chǔ)存與轉(zhuǎn)化、催化、吸附分離等領(lǐng)域頗具應(yīng)用前景。

　　【塑料機(jī)械網(wǎng) 熱點(diǎn)關(guān)注】碳元素是自然界中存在的與人類最密切相關(guān)、最重要的元素之一，它具有SP、SP2、SP3雜化的多樣電子軌道特性，以碳元素為唯一構(gòu)成元素的碳素材料具有各式各樣的性質(zhì)，科研人員不斷發(fā)現(xiàn)新碳素材料。其中，碳納米技術(shù)的研究相當(dāng)活躍。

　　三維石墨烯碳材料是由二維石墨烯在宏觀尺度上構(gòu)成的新型碳納米材料，在能量?jī)?chǔ)存與轉(zhuǎn)化、催化、吸附分離等領(lǐng)域頗具應(yīng)用前景。迄今為止涌現(xiàn)了大量三維碳材料的制備方法，可被歸類為固態(tài)路線(以氧化石墨烯、天然和合成聚合物等為前驅(qū)體)和氣態(tài)路線(氣體碳源的化學(xué)沉積)。其中，固態(tài)路線往往缺乏對(duì)產(chǎn)物成分和結(jié)構(gòu)靈活調(diào)控的能力，而氣態(tài)路線極度依賴催化模板且效率低。液態(tài)是介于固、氣之間的一種特殊狀態(tài)，兼具固態(tài)的分子堆積密度以及氣體的流動(dòng)與兼容性。對(duì)液態(tài)路線的開(kāi)發(fā)探索被認(rèn)為是實(shí)現(xiàn)三維石墨烯材料結(jié)構(gòu)與性能高效可控制備的關(guān)鍵。長(zhǎng)期以來(lái)，科研人員在建立一條液態(tài)的三維石墨烯材料合成路線方面付出了努力與嘗試，但未取得實(shí)質(zhì)性進(jìn)展。

　　中國(guó)科學(xué)院寧波材料技術(shù)與工程研究所新型熱固性樹(shù)脂團(tuán)隊(duì)研究員劉小青通過(guò)對(duì)碳前體的分子結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，并利用激光刻蝕，實(shí)現(xiàn)了從液態(tài)前驅(qū)體直接轉(zhuǎn)化為三維石墨烯材料。這條全新的制備路線集成了激光制造與液態(tài)前驅(qū)體兩者的優(yōu)勢(shì)。幾乎所有目前廣泛應(yīng)用的石墨烯宏觀結(jié)構(gòu)均可以通過(guò)這條液態(tài)路線直接一步制備，包括粉末、多孔膜、功能涂層、柔性Janus結(jié)構(gòu)以及結(jié)構(gòu)定制化的宏觀三維石墨烯材料，展現(xiàn)了研究?jī)r(jià)值與應(yīng)用前景。此外，制備得到的三維石墨烯材料的功能組分也具有高度的可控性。

　　該工作提出了全新的3D打印原理，即通過(guò)對(duì)液態(tài)前驅(qū)體的逐層轉(zhuǎn)化實(shí)現(xiàn)對(duì)石墨烯材料三維結(jié)構(gòu)的定制化構(gòu)造，對(duì)于當(dāng)前有限的碳材料3D打印技術(shù)做出了重要擴(kuò)充。由于不熔不溶不聚合，開(kāi)發(fā)適用于碳材料的3D打印技術(shù)長(zhǎng)期以來(lái)被視為是一項(xiàng)挑戰(zhàn)。而與現(xiàn)有的打印策略相比，除了在原理上具有本質(zhì)的不同之外，這種通過(guò)面單元原位生長(zhǎng)的打印方式的優(yōu)勢(shì)在于打印過(guò)程簡(jiǎn)單高效以及打印得到的產(chǎn)品具有高結(jié)構(gòu)連續(xù)性。SLT打印過(guò)程避免了傳統(tǒng)的高耗能高污染的氧化石墨烯的制備，且得到的打印產(chǎn)物無(wú)需額外的高溫退火還原過(guò)程。打印產(chǎn)物的電導(dǎo)率和強(qiáng)度分別達(dá)4380 S/m和4.4 Mpa，優(yōu)于傳統(tǒng)的3D打印石墨烯材料。

　　相關(guān)研究成果以Direct Conversion of Liquid Organic Precursor into 3D Laser-induced Graphene Materials為題，在線發(fā)表在Advanced Materials上。

　　資料來(lái)源：寧波材料技術(shù)與工程研究所

版權(quán)與免責(zé)聲明： 凡本網(wǎng)注明"來(lái)源:塑料機(jī)械網(wǎng)”的所有作品，均為浙江興旺寶明通網(wǎng)絡(luò)有限公司-塑料機(jī)械網(wǎng)合法擁有版權(quán)或有權(quán)使用的作品，未經(jīng)本網(wǎng)授權(quán)不得轉(zhuǎn)載、摘編或利用其它方式使用上述作品。已經(jīng)本網(wǎng)授權(quán)使用作品的，應(yīng)在授權(quán)范圍內(nèi)使用,并注明“來(lái)源:塑料機(jī)械網(wǎng)www.eye-p2p.com" 。違反上述聲明者，本網(wǎng)將追究其相關(guān)法律責(zé)任。

本網(wǎng)轉(zhuǎn)載并注明自其它來(lái)源(非塑料機(jī)械網(wǎng)www.eye-p2p.com)的作品，目的在于傳遞更多信息，并不代表本網(wǎng)贊同其觀點(diǎn)或和對(duì)其真實(shí)性負(fù)責(zé),不承擔(dān)此類作品侵權(quán)行為的直接責(zé)任及連帶責(zé)任。其他媒體、網(wǎng)站或個(gè)人從本網(wǎng)轉(zhuǎn)載時(shí)，必須保留本網(wǎng)注明的作品第一來(lái)源，負(fù)版權(quán)等法律責(zé)任。

上一篇：快遞包裝回收被納入宜昌廢舊物資循環(huán)利用體系建設(shè)

下一篇：上海市包裝技術(shù)協(xié)會(huì) 高汝楠：中國(guó)包裝行業(yè)概述及市場(chǎng)現(xiàn)狀分析

我要評(píng)論

昵稱