三維石墨烯
3D 石墨烯不是新的碳同素異形體。它是石墨烯家族 sp2 碳，通常透過氧化石墨烯自組裝、還原和乾燥而設計成連續多孔結構。因此，材料決策以架構為主導：保留可存取的表面積、離子通道、低密度、可壓縮性和電子連續性，而不會破壞或重新堆疊網路。
結構
單片石墨烯片是二維碳片。石墨烯奈米片是堆疊或重疊的片晶。 3D石墨烯在形式上有所不同：石墨烯或還原的氧化石墨烯片成為連續多孔骨架的壁。
Single sheet: --------
Restacked GNP: ========
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3D Graphene: /\\/\\--/\\/\\
| x x |
\\/\\/--\\/\\/有用的功能不是新的化學標籤。這是多孔網路保持更多片材區域開放、減少重新堆疊並創建連接的碳路徑的方式。
常見製備方式
商業和實驗室路線通常從氧化石墨烯分散體開始。在一種途徑中，GO 自組裝或凝膠，網路被冷凍或乾燥，還原恢復了更具導電性的石墨烯家族框架。在另一種途徑中，水熱還原在乾燥前將 GO 轉化為三維水凝膠。
| 方案 | 典型流程 | 驗證注意事項 |
|---|---|---|
| 自組裝／冷凍乾燥 | GO分散體->凝膠或冷凍網路->還原->多孔石墨烯網路 | 冷凍乾燥、還原程度、氧氣殘留、孔洞塌陷和機械脆性。 |
| 水熱組裝 | GO分散->水熱還原->3D水凝膠->乾燥 | GO濃度、還原溫度和時間、乾燥路線、密度和最終電導率。 |
典型篩選特性
使用以下值作為篩選範圍，而不是作為核准的 Aurexene 材料等級規格。公共推薦需要經過核准的 TDS/SDS 或 COA 以及方法、密度、壓縮狀態、孔隙結構和應用測試。
| 特性 | 篩選範圍 | 測試方法的重要性 |
|---|---|---|
| 比表面積 | 300-1500平方米/克；優化結構中可能具有更高的值 | BET 取決於乾燥、還原、孔隙通道以及孔隙是否保持開放。 |
| 導電率 | 100-10000 S/m 作為取決於架構的篩選範圍 | 密度、還原、退火、壓縮和片材連接控制體電導率。 |
| 堆積密度 | 對於許多類似氣凝膠的篩選概念，濃度為 5-50 mg/cm3 | 低密度提高了重量輕但減少了固體接觸體積。 |
| 孔隙率 | 通常高於 95% | 孔隙率改善了進入和擴散，但會降低整體熱傳導。 |
應用適配
3D 石墨烯適合可接觸表面積和電連續性同時重要的應用：電池導電框架、超級電容器、催化劑載體、電催化劑載體、油吸附、EMI 吸收器、輕質導體和壓敏結構。
在預設熱介面工作中應謹慎對待。石墨烯片可以具有非常高的面內導熱率，但泡沫或氣凝膠含有空氣、片材連接、低固體體積和許多介面。這些特徵可以使整體穿過平面的熱傳遞遠低於片材水平的值。
相關應用與技術見解
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- 催化
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