石墨烯多孔材料有哪些優(yōu)良的性能?
據(jù)外媒消息,澳洲ASX上市石墨礦企Triton宣布將啟動耗資9940萬美元的安夸貝(Ancuabe)石墨項目。上周五,6月1日,Triton稱安夸貝項目將于2018年下半年開始建設(shè),計劃在2019年下半年完成第一期生產(chǎn)任務(wù)。
安夸貝項目位于莫桑比克北部,預(yù)計年產(chǎn)6萬噸高純石墨,開采壽命為27年。而據(jù)可查資料顯示,來自中國的買家占比很高。
比如,最近一份5月份的承購協(xié)議約定,5年內(nèi)Triton每年將供應(yīng)青島晨陽石墨安夸貝項目1.6萬噸的Ancuabe石墨精礦,協(xié)議到期后,Triton作為出售方擁有該協(xié)議延長五年的選擇權(quán)。此前在2018年春節(jié)前夕,青島海達和青島天盛達與Triton在該項目上達成的意向則超過了32000噸/年,相當于預(yù)計產(chǎn)量的50%。
其實,Triton此前在莫桑比克的其他石墨項目與中企合作已久。2015年5月,Triton與中國宜昌新成石墨有限責任公司(YXGC)簽訂了兩份為期20年、涉資20億美元的合約轟動一時。雙方準備在莫桑比克和中國研發(fā)和生產(chǎn)增強型石墨產(chǎn)品,兩地工廠所用石墨精礦都由Triton提供;之后不久其公告顯示,深圳前海中金集團通過香港關(guān)聯(lián)實體與其簽約合作,涉及資金可能高達2億美元。
近年來,澳洲石墨礦企在莫桑比克和坦桑尼亞等優(yōu)質(zhì)石墨礦的勘探及開采活動非?;钴S,這與國內(nèi)企業(yè)對海外石墨項目的需求不斷提升很有關(guān)系,相信未來將會有更多海外石墨走進國內(nèi)市場。
石墨烯多孔材料可兼具石墨烯優(yōu)良的本征性質(zhì)和多孔材料特殊的結(jié)構(gòu)特性,具有密度低、孔隙率高、比表面積大、親油疏水、電導(dǎo)率高等性能,在吸附、阻尼減震、隔音阻熱、超級電容和應(yīng)變傳感等領(lǐng)域具有潛在應(yīng)用。通過溶液自組裝方法制備的多孔材料通常由雜亂排列的石墨烯層片組成,與層片規(guī)則排列的結(jié)構(gòu)相比,限制了結(jié)構(gòu)的有效控制和性能調(diào)控。模板衍生法可誘導(dǎo)層片的規(guī)則組裝,然而,硬模板的去除需要用到有毒溶劑,且耗時較長。目前的研究中所用的軟模板法多為有機溶劑,有毒且穩(wěn)定乳液體系的構(gòu)建較難。因此,開發(fā)一種新的軟模板界面自組裝方法具有重要的研究價值。另外,不同維度的石墨烯多孔材料聚焦于不同的應(yīng)用領(lǐng)域。目前,尚缺乏一種通用的方法調(diào)控多維度石墨烯多孔材料的微觀結(jié)構(gòu)。
最近,清華大學材料學院朱宏偉教授團隊和中國航發(fā)北京航空材料研究院何利民研究員合作在Advanced Functional Materials上發(fā)表文章,提出了一種在氣-液界面組裝制備石墨烯多孔材料的通用方法,該文也入選了該期的內(nèi)封底。利用表面活性劑泡沫團聚體為模板,控制氧化石墨烯和氣泡混合液的穩(wěn)定,冷凍干燥進行結(jié)構(gòu)固定,后續(xù)高溫處理可同時還原氧化石墨烯和去除表面活性劑,得到三維石墨烯海綿。另外,將泡沫團聚體與刮涂制膜相結(jié)合,可制備大面積獨立自支撐的二維石墨烯多孔膜。多孔材料的結(jié)構(gòu)由直徑為200~500 mm的有序球形大孔和孔間雜亂排列的小孔組成,可通過多渠道對結(jié)構(gòu)進行有效調(diào)控。石墨烯海綿具有親油疏水的特性,對所探測的油類及有機溶劑的吸附能力處于較高水平,在污水處理、水油分離等方面具有應(yīng)用潛力。將三維和二維的石墨烯多孔材料和彈性聚合物進行復(fù)合,可分別作為壓縮應(yīng)變傳感器和拉伸應(yīng)變傳感器的敏感材料,集成于可穿戴設(shè)備,用于人體運動探測。該氣泡衍生模板法有望拓展應(yīng)用于其他納米材料宏觀功能體的自組裝。












