3D Graphene
3D 그래핀은 새로운 탄소 동소체가 아닙니다. 이는 산화 그래핀 자체 조립, 환원 및 건조를 통해 연속 다공성 구조로 가공된 그래핀 계열 sp2 탄소입니다. 따라서 재료 결정은 아키텍처 중심으로 이루어집니다. 네트워크를 분쇄하거나 다시 쌓지 않고도 접근 가능한 표면적, 이온 경로, 저밀도, 압축성 및 전자 연속성을 보존합니다.
구조
단일 그래핀 시트는 2차원 탄소 시트입니다. 그래핀 나노플레이트릿은 플레이트릿이 적층되거나 겹친 형태입니다. 3D Graphene은 형태가 다릅니다. 그래핀 또는 환원 산화 그래핀 시트가 연속 다공성 골격의 벽을 이룹니다.
Single sheet: --------
Restacked GNP: ========
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3D Graphene: /\\/\\--/\\/\\
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\\/\\/--\\/\\/유용한 기능은 새로운 화학 라벨이 아닙니다. 이는 다공성 네트워크가 더 많은 시트 영역을 열어두고 재적재를 줄이며 연결된 탄소 경로를 생성하는 방식입니다.
일반적인 제조 방안
상업용 및 실험실 경로는 일반적으로 산화 그래핀 분산액으로 시작됩니다. 한 가지 경로에서는 GO가 자가 조립되거나 겔화되고, 네트워크가 동결되거나 건조되고, 환원을 통해 보다 전도성이 높은 그래핀 계열 프레임워크가 복원됩니다. 또 다른 경로에서는 열수 환원이 건조되기 전에 GO를 3차원 하이드로겔로 변환합니다.
| 방안 | 일반적인 순서 | 검증 우려사항 |
|---|---|---|
| 자가조립 / 동결건조 | GO 분산 -> 겔 또는 냉동 네트워크 -> 환원 -> 다공성 그래핀 네트워크 | 동결 건조, 환원 수준, 산소 잔류, 기공 붕괴 및 기계적 취약성. |
| 수열 합성 | GO 분산 -> 열수환원 -> 3D 하이드로겔 -> 건조 | GO 농도, 환원 온도 및 시간, 건조 경로, 밀도 및 최종 전도도. |
일반적인 선별 특성
승인된 Aurexene Materials 등급 사양이 아닌 다음 값을 스크리닝 범위로 사용하십시오. 공개 권장 사항에는 승인된 TDS/SDS 또는 COA와 방법, 밀도, 압축 상태, 기공 구조 및 적용 테스트가 필요합니다.
| 특성 | 선별 범위 | 시험법이 중요한 이유 |
|---|---|---|
| 비표면적 | 300-1500m2/g; 최적화된 구조에서는 더 높은 값이 가능합니다. | BET는 건조, 감소, 모공 접근 및 모공이 열려 있는지 여부에 따라 달라집니다. |
| 전기 전도도 | 아키텍처에 따른 스크리닝 범위로서 100-10000 S/m | 밀도, 감소, 어닐링, 압축 및 시트 접합은 벌크 전도성을 제어합니다. |
| 겉보기 밀도 | 많은 에어로겔형 스크리닝 개념의 경우 5-50 mg/cm3 | 밀도가 낮으면 무게가 가벼워지지만 고체 접촉량이 줄어듭니다. |
| 기공률 | Often above 95% | 다공성은 접근성과 확산을 향상시키지만 벌크 열전도를 낮출 수 있습니다. |
응용 적합성
3D 그래핀은 배터리 전도성 프레임워크, 슈퍼커패시터, 촉매 지지체, 전기촉매 지지체, 오일 흡착, EMI 흡수체, 경량 전도체 및 압력에 민감한 구조 등 접근 가능한 표면적과 전기 연속성이 동시에 중요한 응용 분야에 적합합니다.
기본 열 인터페이스 작업에서는 주의해서 처리해야 합니다. 그래핀 시트는 매우 높은 평면 내 열 전도성을 가질 수 있지만 폼이나 에어로겔에는 공기, 시트 접합, 낮은 고체 부피 및 많은 인터페이스가 포함되어 있습니다. 이러한 기능으로 인해 벌크 평면 통과 열 전달이 시트 수준 값보다 훨씬 낮아질 수 있습니다.
관련 애플리케이션 및 기술적 통찰력
- 배터리 소재
- EMI 차폐 소재
- 도전성 플라스틱 및 코팅
- 촉매
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