PL218099B1 - Sposób termicznej redukcji tlenku grafenu - Google Patents
Sposób termicznej redukcji tlenku grafenuInfo
- Publication number
- PL218099B1 PL218099B1 PL403168A PL40316813A PL218099B1 PL 218099 B1 PL218099 B1 PL 218099B1 PL 403168 A PL403168 A PL 403168A PL 40316813 A PL40316813 A PL 40316813A PL 218099 B1 PL218099 B1 PL 218099B1
- Authority
- PL
- Poland
- Prior art keywords
- graphene oxide
- graphene
- mpa
- hot isostatic
- isostatic pressing
- Prior art date
Links
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 77
- 229910021389 graphene Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 63
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 35
- 230000009467 reduction Effects 0.000 title description 15
- 238000001513 hot isostatic pressing Methods 0.000 claims abstract description 18
- 238000007731 hot pressing Methods 0.000 claims abstract description 8
- 230000006835 compression Effects 0.000 claims abstract description 3
- 238000007906 compression Methods 0.000 claims abstract description 3
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 16
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims description 13
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 7
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 claims description 5
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 4
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 3
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 230000009471 action Effects 0.000 claims description 2
- 239000001307 helium Substances 0.000 claims description 2
- 229910052734 helium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N helium atom Chemical compound [He] SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 238000006722 reduction reaction Methods 0.000 description 16
- 239000000463 material Substances 0.000 description 11
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 8
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 6
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 5
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 5
- 238000000137 annealing Methods 0.000 description 4
- 239000010408 film Substances 0.000 description 4
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 3
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 238000001878 scanning electron micrograph Methods 0.000 description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 3
- OAKJQQAXSVQMHS-UHFFFAOYSA-N Hydrazine Chemical compound NN OAKJQQAXSVQMHS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 2
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 description 2
- 125000000524 functional group Chemical group 0.000 description 2
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000047 product Substances 0.000 description 2
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 2
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N silicon carbide Chemical compound [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004593 Epoxy Substances 0.000 description 1
- 238000001157 Fourier transform infrared spectrum Methods 0.000 description 1
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000001237 Raman spectrum Methods 0.000 description 1
- 238000000026 X-ray photoelectron spectrum Methods 0.000 description 1
- 239000007900 aqueous suspension Substances 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000007664 blowing Methods 0.000 description 1
- 125000003178 carboxy group Chemical group [H]OC(*)=O 0.000 description 1
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 1
- 239000013626 chemical specie Substances 0.000 description 1
- 239000013065 commercial product Substances 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 230000008094 contradictory effect Effects 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 239000012467 final product Substances 0.000 description 1
- 238000005087 graphitization Methods 0.000 description 1
- 238000009396 hybridization Methods 0.000 description 1
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 239000012212 insulator Substances 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 description 1
- 239000002135 nanosheet Substances 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 230000005693 optoelectronics Effects 0.000 description 1
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000123 paper Substances 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
- 238000011946 reduction process Methods 0.000 description 1
- 230000008439 repair process Effects 0.000 description 1
- 238000013341 scale-up Methods 0.000 description 1
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 1
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 1
- 238000007669 thermal treatment Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B32/00—Carbon; Compounds thereof
- C01B32/15—Nano-sized carbon materials
- C01B32/182—Graphene
- C01B32/184—Preparation
- C01B32/19—Preparation by exfoliation
- C01B32/192—Preparation by exfoliation starting from graphitic oxides
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Nanotechnology (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Carbon And Carbon Compounds (AREA)
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
Abstract
Przedmiotem wynalazku jest sposób redukcji tlenku grafenu na drodze prasowania na gorąco, który charakteryzuje się tym, że tlenek grafenu poddaje się izostatycznemu prasowaniu na gorąco, czyli działaniu wysokiej temperatury z jednoczesnym ściskaniem gazem z wszystkich stron, w reaktorze.
Description
Przedmiotem wynalazku jest sposób termicznej redukcji tlenku grafenu na drodze prasowania na gorąco. Bardziej szczegółowo, wynalazek dotyczy sposobu redukcji tlenku grafenu, zwłaszcza w postaci proszku, papieru grafenowego, cienkich warstw przez poddanie go działaniu temperatury i ciśnienia w określonych warunkach.
Tlenek grafenu jest produktem utleniania grafitu płatkowego za pomocą silnych utleniaczy, najczęściej stosuje się do tego celu metodę Hummersa. Obecnie wiele firm oferuje tlenek grafenu jako produkt handlowy w postaci wodnych zawiesin lub proszku. Tlenek grafenu jest to specyficzne indywiduum chemiczne, którego stechiometria może zmieniać się w szerokich granicach. Niestety, z uwagi na dużą obecność grup funkcyjnych (hydroksylowych, epoksydowych, karboksylowych) jest izolatorem. Z punktu widzenia zastosowania przemysłowego oraz obecnie prowadzonych badań - bardzo pożądany jest w postaci zredukowanej - to jest w postaci grafenu, ponieważ po redukcji jego przewodnictwo elektryczne rośnie o kilka rzędów. Do dalszych zastosowań zredukowany tlenek grafenu potrzebny jest w postaci zawiesin, warstw oraz w postaci proszku.
Dotychczas próbowano przeprowadzić redukcję tlenku grafenu następującymi sposobami: chemiczną, elektrochemiczną, termiczną, promieniowaniem nadfioletowym, za pomocą mikrofal [1]. Spośród nich metoda termiczna uważana jest za bardzo ekonomiczną i pozwalającą na łatwe powiększanie skali. Nie wymaga stosowania katalizatorów jak np. metoda redukcji za pomocą promieniowania UV, ani związków funkcjonalizujących, które są niezbędne podczas redukcji chemicznej w roztworach. Dlatego redukcja termiczna ma jeszcze tę przewagę nad innymi metodami, że pozwala otrzymywać bardzo czysty chemicznie grafen płatkowy. Stosowano różne warunki prowadzenia procesów termicznej redukcji: temperatury, składy atmosfer, ciśnienia. Autorzy pracy [2] badali zależność stopnia redukcji, który można między innymi charakteryzować za pomocą stosunku atomowego C/O (węgiel/tlen) w zależności od temperatury. Według nich, dla temperatur niższych od 500°C stosunek C/O był mniejszy niż 7, natomiast przy przekroczeniu temperatury 750°C, wynosił on już 13. Natomiast w pracy [3] śledzono zmiany struktury chemicznej tlenku grafenu w różnych temperaturach wygrzewania za pomocą widm XPS, które wykazały, że do efektywnej redukcji potrzebne są wysokie temperatury powyżej 800°C. Miarą skuteczności redukcji może być również przewodnictwo elektryczne otrzymanego produktu zredukowanego tlenku grafenu (rGO, ang. reduced graphene oxide) [4]. Znacznie łatwiej redukować jest małe ilości materiału np. nałożonego w postaci cienkich filmów na różne podłoża o dobrej adhezji i takie sytuacje mają liczne odzwierciedlenie w literaturze [4-9]. Znacznie mniej prac dotyczy redukcji proszku tlenku grafenu [10-12]. Zasadnicza trudność w obróbce termicznej proszku tlenku grafenu polega na jego bardzo rozwiniętej powierzchni i małym ciężarze właściwym. Umieszczenie luźnego, lekkiego proszku w otwartym tyglu, przy nawet niewielkim przepływie gazu powoduje wydmuchiwanie materiału i duże jego straty. Z kolei przykrycie tygla uniemożliwia szybkie odprowadzenie gazów poreakcyjnych i zmienia lokalne warunki w strefie reakcyjnej pogarszając parametry produktu końcowego. Nowością w redukcji tlenku grafenu jest prasowanie na gorąco ang. hot pressing. Autorzy [13] z powodzeniem zastosowali metodę jednoosiowego prasowania na gorąco (ciśnienie działa tylko w jednym kierunku) do otrzymywania arkuszy rGO. Inna technika prasowania na gorąco polega na poddaniu materiału działaniu wysokiego ciśnienia we wszystkich kierunkach, jest to technika izostatycznego prasowania na gorąco ang. hot isostatic pressing (HIP). Jest ona stosowana do wytwarzania kompozytów grafenowo-ceramicznych [14].
Technika izostatycznego prasowania na gorąco została rozwinięta na potrzeby energetyki jądrowej i zastosowana po raz pierwszy pod koniec lat pięćdziesiątych ubiegłego stulecia. W trakcie swego rozwoju znalazła zastosowanie w przemyśle ceramicznym, odlewnictwie i w badaniach materiałowych. Idea izostatycznego prasowania na gorąco polega na poddaniu badanego materiału jednocześnie działaniu wysokiego ciśnienia, przenoszonego przez czynnik gazów obojętnych i wysokiej temperatury. W trakcie rozwoju metody ugruntowały się pewne standardy liczbowe charakteryzujące tę metodę. I tak, ciśnienia możliwie do uzyskania w komorze wysokotemperaturowej prasy izostatycznej (ang. hot isostatic press) typowo nie przekraczają 2000 barów (200 MPa), choć w szczególnych wersjach tych urządzeń mogą być osiągalne jako standard ciśnienia maksymalne 3000 barów (300 MPa), a w wersjach laboratoryjnych, tzn. dla komór ciśnieniowych poniżej 100 mm średnicy, mogą osiągać 4000 barów (400 MPa). Podobnie, standardem temperaturowym jest temperatura komory roboczej do 2000°C, osiągana w efekcie grzania oporowego pieca grafitowego. Dla wersji pras metalurgicznych ten standard to temperatura maksymalna 1400°C, osiągana przy użyciu pieców molibdenowych. Z punktu
PL 218 099 B1 widzenia zastosowań przemysłowych najistotniejszy jest rozmiar komory ciśnieniowej izostatycznej prasy wysokotemperaturowej. Standardy przemysłowe komór zaczynają się od średnic powyżej 100 mm. W praktyce przemysłowej oznacza to pojemność strefy roboczej od 1 litra w górę. Typowa pojemność przestrzeni roboczej wysokotemperaturowych pras izostatycznych wynosi kilka litrów. Nie wynika ona z warunków technicznych konstrukcji komór wysokociśnieniowych, a jedynie z ograniczeń eksploatacyjnych. Świadczą o tym pracujące, rekordowe instalacje przemysłowe tego typu pras. Obecnie eksploatowane największe z nich pracują z komorami wysokociśnieniowymi o średnicy 70 cali (około 178 cm), co w efekcie daje kilkaset litrów przestrzeni roboczej w tego typu prasie. Wynika stąd, że dla techniki wysokotemperaturowego izostatycznego prasowania na gorąco nie ma praktycznie problemu skalowania „w górę (tj. skalowania w zakresie objętości komór roboczych pras i objętości pojedynczej partii obrabianego materiału). Opisane w tym akapicie urządzenia są znane i dostępne w handlu, ewentualnie wykonywane na indywidualne zamówienia.
Jednakże technika HIP nigdy jak dotąd nie była stosowana do redukcji tlenku grafenu w celu 2 usunięcia grup funkcyjnych i odzyskania hybrydyzacji sp2 charakterystycznej dla czystego chemicznie, niezdefektowanego grafenu. A to jest warunkiem uzyskania dobrego przewodnictwa elektrycznego jednego z najważniejszych parametrów użytkowych tego „niezwykłego materiału.
Ideą zgłaszanego wynalazku jest redukcja czystego tlenku grafenu zarówno w postaci proszku, papieru jaki i cienkich filmów naniesionych na podłoże za pomocą izostatycznego prasowanie na gorąco. Możliwość zastosowania techniki HIP do redukcji nie zaglomerowanego proszku tlenku grafenu (GO, ang. graphene oxide), o bardzo rozwiniętej powierzchni nie była wcześniej brana pod uwagę. Intencja zachowania bardzo rozwiniętej powierzchni proszku GO i stosowanie bardzo wysokich ciśnień wydaje się pozostawać w sprzeczności. Nie ma również doniesień dotyczących zastosowania tej techniki do wytwarzania papieru grafenowego i cienkich filmów osadzonych na podłożu, chociaż w tym przypadku stosowanie bardzo wysokich ciśnień sięgających 3000 barów (300 MPa) wydaje się być zasadne.
Liczby umieszczone powyżej w nawiasach kwadratowych odnoszą się do następujących publikacji, należących do stanu techniki:
1. Carbon 50 (2012) 3210-3228, S. Pei, H.M. Cheng, „The reduction of graphene oxide.
2. J. Phys. Chem. B 110 (2006) 8535-8539, H. C. Schniepp etal., „Functionalized single graphene sheets derived from splitting graphite oxide.
3. J. Am. Chem. Soc. 131 (2009)15939-44, X. Li et al., „Simultaneous nitrogen doping and reduction of graphene oxide.
4. Nano Lett. 8 (2008) 323-327, Xuan Wang et al., Transparent, Conductive Graphene Electrodes for Dye-Sensitized Solar Cells.
5. Materials Letters 64 (2010) 765-767, Tran Viet Cuong et al., Optoelectronic properties of graphene thin films prepared by thermal reduction of graphene oxide
6. Carbon 49 (2011) 2905-2916, Qing Bin Zheng et al., Improved electrical and optical characteristics of transparent graphene thin films produced by acid and doping treatments
7. Materials Research Bulletin 46 (2011) 2131-2134, A. Wei et al., Synthesis of highperformance graphene nanosheets by thermal reduction of grapheme oxide.
8. Chemical Physics Letters 511 (2011) 110-115, Chan-Jun Kim et al., Structural evolution of graphite oxide during heat treatment
9. Carbon 50 (2012) 659-667, C. M. Chen et al., Annealing a graphene oxide film to produce a free standing high conductive grapheme film.
10. Adv. Funct. Mater. 21 (2011) 3496-3501, Meihua Jin et al., Facile Physical Route to Highly Crystalline Graphene
11. Carbon 48 (2010) 1146-1152, W. Chen, I. Yan, P. R. Bangal, 'Preparation of graphene by the rapid and mild thermal reduction of graphene oxide induced by microwaves
12. Carbon Letters 13 (2013) 48-50, S. Lee, S. Park, Facile mass production of thermally reduced grapheme oxide
13. Carbon 54 (2013) 143-148, Y. Zhang et al., High quality graphene sheets from graphene oxide by hot-pressing
14. Materials Science and Engineering A 528 (2011) 7933-7937, S. F. Bartolucci et al., Graphenealuminum nanocomposites
Sposób redukcji tlenku grafenu na drodze prasowania na gorąco, charakteryzujący się tym, że tlenek grafenu poddaje się izostatycznemu prasowaniu na gorąco (ang. hot isostatic pressing, HIP), czyli
PL 218 099 B1 działaniu wysokiej temperatury z zakresu od 200°C do 3000°C, z jednoczesnym ściskaniem obojętnym gazem ze wszystkich stron w warunkach ciśnienia z zakresu od 0,2 MPa do 300 MPa, w reaktorze.
Korzystnie, izostatyczne prasowanie na gorąco prowadzi się w temperaturze od 1000°C do
2000°C.
Korzystnie, izostatyczne prasowanie na gorąco prowadzi się przy ciśnieniu od 150 MPa do 300 MPa.
Korzystnie, jako gaz obojętny stosuje się gaz wybrany z grupy obejmującej azot, argon, hel i ich mieszaniny.
Korzystnie, tlenek grafenu jest w postaci proszku, cienkiej warstwy lub papieru grafenowego.
Korzystnie, stosuje się reaktor wybrany z grupy obejmującej wysokotemperaturową prasę izostatyczną, prasę metalurgiczną, piec do izostatycznego prasowania na gorąco.
Wynalazek zostanie teraz bliżej przedstawiony w korzystnych przykładach wykonania, z odniesieniem do załączonych rysunków, na których:
fig. 1 przedstawia charakterystyczne widmo Ramana zredukowanego tlenku grafenu, otrzymanego sposobem według wynalazku, fig. 2 przedstawia obraz SEM wysuszonego proszku grafenu, otrzymanego sposobem według wynalazku, przy małym powiększeniu, fig. 3 przedstawia obraz SEM proszku grafenowego, otrzymanego sposobem według wynalazku, przy dużym powiększeniu z widoczną strukturą pojedynczego płatka, fig. 4 przedstawia obraz SEM papieru grafenowego, otrzymanego sposobem według wynalazku, przy dużym powiększeniu z widoczną strukturą składającą się z pakietów warstw grafenowych, fig. 5 przedstawia widmo FTIR skutecznie zredukowanego zgodnie z wynalazkiem tlenku grafenu w postaci papieru grafenowego (papier grafenowy, wygrzewanie w 2000°C, 300 MPa - Przykład II).
Korzystne przykłady wykonania wynalazku
P r z y k ł a d I
Umieszczony w grafitowym tyglu tlenek grafenu w postaci proszku (50 g) wstawiono do pieca do izostatycznego prasowania na gorąco. Piec taki jest urządzeniem znanym w stanie techniki i dostępnym w handlu. Do wykonania tego i kolejnych opisanych w obecnym zgłoszeniu procesów użyto pieca wykonanego na zamówienie przez firmę Engineered Pressure Systems International (EPSI) o średnicy komory roboczej 260 mm. Piec zamknięto i przepłukiwano argonem w celu usunięcia powietrza w układzie. Za pomocą wysokosprawnej pompy zwiększono ciśnienie argonu do wartości 1000 bar (100 MPa) Następnie ogrzewano układ aż osiągnięto temperaturę 1500°C i ciśnienie 3000 bar (300 MPa). Te warunki utrzymywano przez 30 min a następnie obniżano temperaturę do pokojowej. Po ochłodzeniu, układ zapowietrzono i wyjęto z pieca zredukowany tlenek grafenu w postaci nie zaglomerowanego proszku.
P r z y k ł a d II
Tlenek grafenu w postaci papieru o powierzchni 10 cm2 (2,5 x 4 cm)-wstawiono do pieca do izostatycznego prasowania na gorąco. Piec zamknięto i przepłukiwano argonem w celu usunięcia powietrza w układzie. Za pomocą wysokosprawnej pompy zwiększono ciśnienie argonu do wartości 1000 bar (100 MPa). Następnie ogrzewano układ aż osiągnięto temperaturę 2000°C i ciśnienie 3000 bar (300 MPa). Te warunki utrzymywano przez 30 min a następnie obniżano temperaturę do pokojowej. Po ochłodzeniu, układ zapowietrzono i wyjęto z pieca zredukowany tlenek grafenu w postaci papieru grafenowego.
P r z y k ł a d III
Tlenek grafenu w postaci warstwy o grubości od 1 do 10 nm nałożonej na podłoże z węglika krzemu (SiC) o średnicy 2 cale wstawiono do pieca do izostatycznego prasowania na gorąco. Piec zamknięto i przepłukiwano argonem w celu usunięcia powietrza w układzie. Za pomocą wysokosprawnej pompy zwiększono ciśnienie argonu do wartości 800 bar (80 MPa). Następnie ogrzewano układ aż osiągnięto temperaturę 800°C i ciśnienie 2000 bar (200 MPa). Te warunki utrzymywano przez 30 min a następnie obniżano temperaturę do pokojowej. Po ochłodzeniu, układ zapowietrzono i wyjęto z pieca zredukowany tlenek grafenu w postaci szarawej połyskującej warstwy na podłożu SiC.
Według poniższych danych literaturowych [15,16] przewodnictwo elektryczne papieru grafeno5 wego wynosi od 190 do 5,71°105S/m. Przy czym tak wysoką wartość przewodnictwa uzyskano poprzez połączenie redukcji chemicznej (hydrazyną) oraz długotrwałe wygrzewanie w wysokich temperaturach (do 2700°C)
15. Nano Res DOI: 10.1007/s12274-013-0298-6 R. Rozada, et al. „Towards full repair of defects in reduced graphene oxide films by two-step graphitization.
PL 218 099 B1
16. C. Valles, et al., Carbon 50 (2012), 835-844, Flexible conductive graphene paper obtained by direct and gentle annealing of graphene oxide paper
Papier z tlenku grafenu po redukcji sposobem według obecnego wynalazku ma jedno z wyższych przewodnictw w stosunku do wartości cytowanych w literaturze. Świadczy to o bardzo wysokiej jakości 5 zredukowanego tlenku grafenu uzyskiwanego sposobem według wynalazku, wynosi ono 2,26°105 S/m. Zredukowany tlenek grafenu uzyskany w opisanych powyżej przykładach poddano charakteryzacji, której wyniki zilustrowano na fig. 1 - 5.
Claims (6)
1. Sposób redukcji tlenku grafenu na drodze prasowania na gorąco, znamienny tym, że tlenek grafenu poddaje się izostatycznemu prasowaniu na gorąco, czyli działaniu wysokiej temperatury z zakresu od 200°C do 3000°C, z jednoczesnym ściskaniem obojętnym gazem ze wszystkich stron w warunkach ciśnienia z zakresu od 0,2 MPa do 300 MPa, w reaktorze.
2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że izostatyczne prasowanie na gorąco prowadzi się w temperaturze od 1000°C do 2000°C.
3. Sposób według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że izostatyczne prasowanie na gorąco prowadzi się przy ciśnieniu od 150 MPa do 300 MPa.
4. Sposób według dowolnego z poprzedzających zastrzeżeń, znamienny tym, że jako gaz obojętny stosuje się gaz wybrany z grupy obejmującej azot, argon, hel i ich mieszaniny.
5. Sposób według dowolnego z poprzedzających zastrzeżeń, znamienny tym, że tlenek grafenu jest w postaci proszku, cienkiej warstwy lub papieru grafenowego.
6. Sposób według dowolnego z poprzedzających zastrzeżeń, znamienny tym, że stosuje się reaktor wybrany z grupy obejmującej wysokotemperaturową prasę izostatyczną, prasę metalurgiczną, piec do izostatycznego prasowania na gorąco.
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL403168A PL218099B1 (pl) | 2013-03-15 | 2013-03-15 | Sposób termicznej redukcji tlenku grafenu |
| EP14158166.0A EP2778128B1 (en) | 2013-03-15 | 2014-03-06 | Method of thermal reduction of graphene oxide |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL403168A PL218099B1 (pl) | 2013-03-15 | 2013-03-15 | Sposób termicznej redukcji tlenku grafenu |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| PL403168A1 PL403168A1 (pl) | 2013-09-02 |
| PL218099B1 true PL218099B1 (pl) | 2014-10-31 |
Family
ID=49036247
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PL403168A PL218099B1 (pl) | 2013-03-15 | 2013-03-15 | Sposób termicznej redukcji tlenku grafenu |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP2778128B1 (pl) |
| PL (1) | PL218099B1 (pl) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| PL405154A1 (pl) | 2013-08-28 | 2015-03-02 | Instytut Technologii Materiałów Elektronicznych | Sposób wytwarzania papieru grafenowego |
| EP3085666B1 (en) * | 2014-01-17 | 2018-03-21 | Shenzhen Cantonnet Energy Services Co. , Ltd. | Method for repairing reduced graphene oxide |
| CN110407196B (zh) * | 2019-08-23 | 2022-03-15 | 哈尔滨工业大学 | 一种基于石墨烯泡沫的低缺陷石墨烯薄膜的制备方法 |
| CN116675221B (zh) * | 2023-06-01 | 2024-04-09 | 南京工业大学 | 一种高电导率高热导率石墨烯膜及其制备方法与应用 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8691179B2 (en) * | 2011-01-04 | 2014-04-08 | Korea Institute Of Science And Technology | Method for fabricating graphene sheets or graphene particles using supercritical fluid |
| CN102602925B (zh) * | 2012-04-13 | 2016-01-13 | 常州第六元素材料科技股份有限公司 | 一种高压还原制备石墨烯的方法 |
-
2013
- 2013-03-15 PL PL403168A patent/PL218099B1/pl unknown
-
2014
- 2014-03-06 EP EP14158166.0A patent/EP2778128B1/en active Active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| PL403168A1 (pl) | 2013-09-02 |
| EP2778128A1 (en) | 2014-09-17 |
| EP2778128B1 (en) | 2016-03-02 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN102120572B (zh) | 一种氮掺杂石墨烯的制备方法 | |
| CN108251076B (zh) | 碳纳米管-石墨烯复合散热膜、其制备方法与应用 | |
| Wang et al. | Influence of expandable graphite on fire resistance and water resistance of flame-retardant coatings | |
| CN103910345B (zh) | 氮化硼复合材料的制备方法 | |
| Liu et al. | Synthesis of nitrogen-doped graphene by pyrolysis of ionic-liquid-functionalized graphene | |
| EP2864238A1 (en) | Covalently-bonded graphene coating and its applications thereof | |
| Xiong et al. | One-step firing of carbon fiber and ceramic precursors for high performance electro-thermal composite: Influence of graphene coating | |
| PL218099B1 (pl) | Sposób termicznej redukcji tlenku grafenu | |
| JPWO2017082147A1 (ja) | 黒鉛基材上に形成された被膜及びその製造方法 | |
| WO2007119526A1 (ja) | インラインヒータ及びその製造方法 | |
| CN101880039A (zh) | 基于玻璃碳和石墨烯的复合薄膜及其制备方法 | |
| TWI646047B (zh) | 石墨成形體之製造方法 | |
| CN105541328A (zh) | 一种基于氧化石墨烯制备高定向热解石墨的方法 | |
| Zhao et al. | Microstructure and property of SiC coating for carbon materials | |
| CN104108706A (zh) | 一种大面积优质氮掺杂石墨烯及其制备方法与应用 | |
| CN106865529A (zh) | 一种触发方式的微波辅助高品质还原氧化石墨烯的制备方法 | |
| CN106115685B (zh) | 一种纳米金刚石表面硼化的方法 | |
| CN103213976B (zh) | 一种在衬底表面直接制备石墨烯的方法 | |
| Wu et al. | Magnetron sputtering method for the preparation of Cu-ZrB2 composite film and their optical properties | |
| CN110721658B (zh) | 一种六方氮化硼-石墨相氮化碳插层复合材料的制备方法及其应用 | |
| CN111393186A (zh) | 一种激光辐照快速制备碳材料表面抗氧化纳米SiC涂层的方法 | |
| CN111058017A (zh) | 石墨烯金属复合丝材及其低温连续化制备方法 | |
| CN104891480A (zh) | 一种抗氧化石墨材料的制备方法 | |
| Kolovertnov et al. | Kinetics of oxidation of the zirconium boride-silicon carbide composition in the air medium | |
| Zhu et al. | Carbon nanotube films with ultrahigh thermal-shock and thermal-shock-fatigue resistance characterized by ultra-fast ascending shock testing |