石墨烯防腐涂料
石墨烯的应用领域
第—章石墨烯应用领域石墨烯因其独特的电学性能、力学性能、热性能、光学性能和高比表面积，近年来受到化学、物理、材料、能源、环境等领域的极大重视，应用前景广阔，被公认为21世纪的“未来材料”和“革命性材料”。
具体在五个应用领域：一是储能领域。
石墨烯可用于制造超级电容器、超级锂电池等。
二是光电器件领域。
石墨烯可用于制造太阳能电池、晶体管、电脑芯片、触摸屏、电子纸等。
三是材料领域。
石墨烯可作为新的添加剂，用于制造新型涂料以及制作防静电材料。
四是生物医药领域。
石墨烯良好的阻隔性能和生物相容性，可用于药物载体、生物诊断、荧光成像、生物监测等。
五是散热领域。
石墨烯散热薄膜可广泛应用于超薄大功耗电子产品，比如当前全球热销的智能手机、IPAD电脑、半导体照明和液晶电视等。
中国科学院预计，至V 2024年前后，石墨烯器件有望替代互补金属氧化物半导体（CMOS）器件，在纳米电子器件、光电化学电池、超轻型飞机材料等研究领域得到应用。
目前，全球范围内仅电子行业每年需消耗大约2500吨半导体晶硅，纯石墨烯的市场价格约为人民币1000元/g ,其若能替代晶硅市场份额的10%，就可以获得5000亿元以上的经济利益；全球每年对负极材料的需求量在2.5万吨以上，并保持了20%以上的增长，石墨烯若能作为负极材料获得锂离子电池市场份额的10%,就可以获得2500吨的市场规模。
可见，石墨烯具有广阔的应用空间和巨大的经济效益。
上游制备下游应用岗将潦期：时停上甲台设备南腐就黑材并t等罪既、低精片电学村卅：导电浦墨、电最电蚊的电瞬房衣班利建强材料土布慧堂到毛增强㈱般芝级电家器如离于电池：导电辱加Jt tfe+W做按新F机，*战显示乐t-ftS件：芯片措感8刷圳姓开电也林丹企昌营条上壤停皂室舍屈莎染治理涿武淡it霁皆侬手如向隽物输送俄化我供正是在这一背景下，目前国内外对石墨烯技术的应用研究如火如荼，具体应用如下：2.1石墨烯锂离子电池锂离子电池具有容量大、循环寿命长、无记忆性等优点，目前已成为全球消费类电子产品的首选电池以及新能源汽车的主流电池。
石墨烯改性环氧富锌底漆的制备及耐盐雾性能研究
即可制得石墨烯改性环氧防腐涂料甲组分。
D90≤10 μm的石墨烯材料耐盐雾性能达3 000 h。
乙组分的制备过程为将两种固化剂按照质量比
另外石墨烯的制备方式也至关重要，目前市面上
例混合均匀后，转移至样品罐中即可。
的石墨烯制备方式主要由氧化还原方法和物理法制
1.3 石墨烯改性环氧富锌涂层的制备
备。通过氧化还原方法制备的石墨烯的晶格结构损坏
Flake Sizes
w（石墨烯）/%
石墨烯片径（D90）/μm ≤10
耐盐雾性能/h 3 000
≤20
2 300
0.75
≤40
1 500
≤90
500
墨烯晶格完整率较高，导电性较好，在涂层中能充分 发挥石墨烯的作用[9]，本文采用的石墨烯均为物理法 制备。 2.2 石墨烯添加量对耐盐雾性能的影响
石墨烯添加量对富锌底漆耐盐雾性能具有较大 影响，随着配方中石墨烯添加量逐渐增加，涂层的导 电性不断增加，通过石墨烯间的搭接，锌粉之间形成 良好的电子传输通道，有效提高锌粉的利用率，更好 发挥锌粉的阴极保护作用。当石墨烯添加量继续增加 时，涂层导电性能不断增加，基材和腐蚀介质之间形成 良好的原电池效应，从而导致出现基材的快速腐蚀[10]， 因此对石墨烯添加量的控制是影响耐盐雾性能的关 键。本文通过添加不同比例的石墨烯量，在其他实验 条件相同的情况下，筛选最佳的石墨烯添加量。图2是 不同石墨烯添加量的环氧富锌底漆在耐盐雾3 000 h 时的照片。当石墨烯添加量为0（质量分数，后同）时，
Sizes (500 h)
表2 不同石墨烯片径的石墨烯改性环氧富锌底漆耐盐雾 测试结果
Table 2 Salt Spray Resistance Test Results of Graphene Modified Epoxy Zinc-rich Primer with Different Graphene
石墨烯纳米片环氧富锌复合涂层防腐性能及机理研究
石墨烯纳米片/环氧富锌复合涂层防腐性能及机理研究由于石墨烯优异的理化性质,将其与有机涂料复合以提高涂料原有性能,这已成为防腐领域新的研究热点。
本论文采用石墨烯纳米片(Gnps)对环氧富锌(ZRE)进行改性处理,制备出Gnps在涂层内分散良好的Gnps/ZRE复合涂层。
利用拉曼光谱、扫描电镜、盐雾试验及电化学技术等表征、测试手段,探究Gnps(0.5wt.%)对不同锌粉含量(10,40,70wt.%)ZRE(0.5Gnps/ZRE)防腐性能的定量化影响及其防腐机理;探究不同Gnps添加量(0、0.3、0.5、1.0、1.5wt.%)对给定锌粉含量(40 wt.%)的ZRE(Gnps/40ZRE)防腐性能的影响及其防腐机理;对比探究0.5Gnps-40ZRE和40-ZRE涂层模拟缺陷处的抗剥离性能及其腐蚀机理。
主要研究进展如下:(1)自定义阴极保护时间增量((35)Tx)和屏蔽性能提高系数(?x)这两个参数,用于定量评估Gnps对不同锌粉含量ZRE涂层的阴极保护时间延长和屏蔽性能提高的影响;Gnps的添加可以显著延长和提高ZRE涂层对金属基体的阴极保护时间和屏蔽效果;(2)无论ZRE涂层是否添加Gnps,在整个浸泡过程中都存在三个不同阶段的变化:水的渗入,锌粉活化和锌粉钝化,并建立相应的防腐机理模型;(3)对于Gnps/40ZRE涂层,Gnps添加量<0.5wt.%时,主要是提高Gnps/40ZRE涂层的物理屏蔽性能;Gnps添加量0.5~1.0wt.%时,可以显著改善Gnps/40ZRE涂层的物理屏蔽性能和阴极保护作用效果;Gnps添加量>1.0wt.%时,则对这两方面的性能改善作用都不明显。
在本研究中Gnps最佳添加量为0.5~1.0wt.%;(4)Gnps的添加能增强ZRE涂层缺陷处的抗剥离性能;0.5Gnp-40ZRE和40-ZRE这两种涂层在浸泡过程中均出现两个阶段变化,前期阶段是缺陷处金属基体被阴极保护,涂层剥离尚未发生,后期阶段为缺陷处金属基体发生阳极溶解,涂层开始剥离。
锂离子和锂电池两个领域,石墨烯该想想如何应对挑战了!
锂离子和锂电池两个领域，石墨烯该想想如何应对挑
战了！
近年来，石墨烯在能源领域里尤其是二次电池领域中得到广泛关注。
石墨烯具有独特的化学和物理性质以及可控的形貌与缺陷，为在分子原子尺度的上研究电化学现象提供了一个非常好的平台。
但是，如果作为电池中一种成分，石墨烯究竟存在着哪些实际问题导致并没有真正的石墨烯电池问世？甚至很难取代传统的石墨负极。
该问题的根源却很少人研究报道。
最近，美国阿肯色大学肖婕和大连化物所的李先锋等合作撰写一篇关于石墨烯在锂电中应用的挑战的综述。
他们讨论了石墨烯在锂离子正负极，锂硫，锂氧，金属锂保护和锂氟化碳电池里的应用。
从各自体系的基本电化学原理出发对每一类电池的特点和要求进行了详细讨论，并对石墨烯在各类电池中可以发挥的本领和其自身的电化学局限性进行了讨论。
本论文在简略综述报道过的石墨烯在电池中的优势之外，重点对石墨烯在各个体系里的主要问题比如比表面太大，导致电解液分解（尤其在负极上）产生的副反应过多而效率太低，半电池里石墨烯充电电压过高。
石墨烯在涂料领域中的应用_沈海斌
Vol.35No.8第35卷第8期涂料技术与文摘石墨烯在涂料领域中的应用Application of Graphene in Paint沈海斌，刘琼馨，瞿研(常州第六元素材料科技股份有限公司，江苏常州213000)摘要：石墨烯是一种新型的单层片状结构的碳纳米材料，具有高比表面积、良好的导电、导热性、优异的化学稳定性、突出的力学性能等，使其在导电涂料、重防腐涂料中具有广泛的应用前景，不仅能提高导电性或耐盐雾性能，同时还能进一步降低涂层厚度，增加对基材的附着力，提升涂料的耐磨性。
关键词：石墨烯；涂料；导电；防腐中图分类号：TQ630.4文献标识码：A文章编号：1672-2418(2014)08-0020-040引言石墨烯（Ｇｒａｐｈｅｎｅ）是一种新型的由碳原子构成的单层片状结构的二维材料，是一种由碳原子以ｓｐ２杂化轨道组成的六角型呈蜂巢晶格的平面薄膜。
石墨烯一直被认为是假设性的结构，无法单独稳定存在，直至２００４年，英国曼彻斯特大学物理学家安德烈・海姆和康斯坦丁・诺沃肖洛夫，成功地在实验中从石墨中分离出石墨烯，而证实它可以单独存在，２人也因“在二维石墨烯材料的开创性实验”，共同获得２０１０年诺贝尔物理学奖［１－３］。
石墨烯是已知的世上最薄、最坚硬的纳米材料，它几乎是完全透明的，只吸收２．３％的光；导热系数高达５３００Ｗ／ｍ・Ｋ，高于碳纳米管和金刚石，常温下其电子迁移率超过１５０００ｃｍ２／ｖｓ，又比纳米碳管或硅晶体高，而电阻率只约１０－８Ω・ｃｍ，比铜或银更低，为世上电阻率最小的材料［４－９］。
因此，石墨烯同时具有高比表面积、快速导电性、优异的化学稳定性、突出的力学性能、高导热性等性能。
石墨烯因其优良的性能，其在涂料中的应用主要在于导电涂料、防腐涂料、阻燃涂料、导热涂料和高强度涂料等。
目前，石墨烯在国内已形成工业化生产能力，如常州第六元素材料科技股份有限公司石墨烯粉体产能已达到１００ｔ／ａ。
1石墨烯导电涂料1.1汽车静电喷涂浅色底漆目前，汽车塑料件喷涂还是采用常规的空气喷涂，空气喷涂涂料浪费严重，并且ＶＯＣ排放高，使用新型的喷涂技术，以及采用环保的新型涂料是近阶段的研究热点。
石墨烯涂料配方
石墨烯涂料配方
石墨烯涂料配方是一种新型的涂料配方，它的主要成分是石墨烯。
石墨烯是一种由碳原子组成的单层薄片，具有极高的强度和导电性，因此被广泛应用于各种领域。
石墨烯涂料配方的研发和应用，为涂料行业带来了新的发展机遇。
石墨烯涂料配方的主要成分是石墨烯，但是为了达到更好的涂料效果，还需要添加一些辅助成分。
其中，最常用的辅助成分是聚合物树脂、溶剂和助剂。
聚合物树脂是涂料的主要成膜物质，可以增加涂料的附着力和耐久性。
溶剂可以使涂料更容易涂抹和干燥，同时还可以调节涂料的粘度和流动性。
助剂则可以增加涂料的稳定性和抗氧化性。
石墨烯涂料配方的制备过程比较复杂，需要经过多次反复的试验和改进。
一般来说，制备石墨烯涂料的过程可以分为以下几个步骤：
1. 制备石墨烯：石墨烯可以通过化学气相沉积、机械剥离、化学还原等方法制备。
2. 制备聚合物树脂：根据涂料的要求，选择合适的聚合物树脂，并进行合成和处理。
3. 配制涂料：将石墨烯、聚合物树脂、溶剂和助剂按照一定比例混合，并进行搅拌和分散。
4. 涂料性能测试：对配制好的涂料进行性能测试，包括附着力、硬度、耐磨性、耐腐蚀性等指标。
5. 优化配方：根据测试结果，对涂料配方进行优化和改进，以达到更好的涂料效果。
石墨烯涂料配方具有很多优点，比如高强度、高导电性、高透明度、耐腐蚀等。
它可以应用于各种领域，比如建筑、汽车、电子等。
未来，随着石墨烯技术的不断发展和涂料配方的不断改进，石墨烯涂料将会成为涂料行业的一种重要产品。
什么是石墨烯
石墨烯（Graphene）是一种新型的由碳原子构成的单层片状结构的二维材料，是一种由一种由碳原子以sp2杂化轨道组成的六角型呈蜂巢晶格的平面薄膜。
石墨烯一直被认为是假设性的结构，无法单独稳定存在，直至2004年，英国曼彻斯特大学物理学家安德烈.海姆和康斯但丁.诺沃肖洛夫，成功地在实验中从石墨中分离出石墨烯，而证明它可以单独存在，2人也因在二维石墨烯材料的开创性实验，共同获得2010年诺贝尔物理学奖。
石墨烯是已知的世上最薄最坚硬的纳米材料，它几乎是完全透明的，只吸收 2.3%的光，导热系数高达5300W/m.K,高于碳纳米管和金刚石，室温下其电子迁移率超过15000cm2/vs,又比纳米碳管或硅晶体高，而电阻率只约10-8Ω·cm,比铜和银更低，为世界上电阻率最小的材料。
因此，石墨烯同时具有高比表面积，快速导电性，优异的化学稳定性，突出的力学性能，高导热性等性能。
石墨烯因其优良的性能，其在涂料中的应用主要在于导电涂料，防腐涂料，阻燃涂料，导热涂料和高强度涂料等。
石墨烯喷涂工艺
石墨烯喷涂工艺石墨烯作为一种新型的二维材料，具有出色的导电性、导热性和力学性能，被广泛认为是未来科技领域的重要材料之一。
石墨烯的制备方法有很多，其中喷涂工艺是一种简单、高效且成本较低的方法。
本文将介绍石墨烯喷涂工艺的原理、特点以及应用前景。
一、石墨烯喷涂工艺的原理石墨烯的喷涂工艺是利用喷涂技术将石墨烯溶液均匀地喷涂在基底材料上，形成石墨烯薄膜。
其原理主要包括以下几个步骤：1. 制备石墨烯溶液：将石墨烯粉末与溶剂进行混合，通过超声处理等方法使石墨烯充分分散在溶液中，形成石墨烯溶液。
2. 喷涂石墨烯溶液：将石墨烯溶液注入喷涂设备，通过喷嘴将溶液均匀喷涂在待涂覆的基底材料上。
3. 溶剂挥发和石墨烯薄膜形成：喷涂后的石墨烯溶液中的溶剂会逐渐挥发，使得石墨烯在基底材料上形成连续的薄膜。
二、石墨烯喷涂工艺的特点石墨烯喷涂工艺相比于其他石墨烯制备方法具有以下特点：1. 简单高效：石墨烯喷涂工艺不需要复杂的设备和高温高压条件，操作简单、方便，且制备效率高。
2. 成本较低：相比于其他石墨烯制备方法，石墨烯喷涂工艺所需的设备成本和原材料成本较低，适用于大规模生产。
3. 可控性好：通过调节喷涂参数，如喷涂速度、浓度等，可以控制石墨烯薄膜的厚度和质量，满足不同应用需求。
4. 适用性广：石墨烯喷涂工艺适用于多种基底材料，如玻璃、聚合物、金属等，具有广泛的应用前景。
三、石墨烯喷涂工艺的应用前景石墨烯喷涂工艺在各个领域具有广泛的应用前景。
以下列举几个常见的应用领域：1. 电子器件：石墨烯薄膜具有优异的导电性能，可用于制备柔性电子器件，如柔性显示器、柔性太阳能电池等。
2. 传感器：石墨烯薄膜能够对环境中的温度、湿度、压力等参数进行高灵敏度的检测，可应用于传感器领域。
3. 超级电容器：石墨烯具有高比表面积和良好的电荷传输性能，可用于制备高性能的超级电容器。
4. 防腐涂层：石墨烯薄膜具有优异的化学稳定性和防腐蚀性能，可用于制备防腐涂层，保护金属表面不受腐蚀。
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石墨烯防腐涂料精选文
档
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曼彻斯特大学发现石墨烯防腐涂料
曼彻斯特大学发现一层薄薄的石墨烯涂层可以用作防水耐化学涂料，可用于包装来保持食物的新鲜，防止金属结构腐蚀。
只有一层原子厚度的的石墨烯可以通过氧化附着含氧官能团，这种超强防腐蚀性石墨烯氧化物可能会对化工、制药和电子行业产生重大影响。
氧化石墨烯溶液可喷涂用于各种表面，从玻璃等无机表面到金属金边甚至传统的砖头表面。
在一个简单的化学处理后，得到的涂层具有石墨一样的化学和热稳定性，而且在力学方面还是人类已知的最硬材料。
Rahul Nairr博士和诺贝尔奖获得者Andre Geim领导的研究小组之前证明石墨烯氧化物制成的多层膜在干燥条件下真空密实，但如果暴露于水或蒸汽中，则本身可以作为分子筛，允许一定规模以下小分子通过。
利用这点，可能对水净化应用有巨大的影响。
这截然不同的属性主要是由于氧化石墨烯薄膜的结构，由数以百万计的石墨烯纳米片相互随机堆叠，层与层之间存在着纳米级的毛细管力。
水分子在这些纳米级的毛细血管力作用下可以拖动小原子和分子。
本周Nature Communications的一篇报道中，曼彻斯特大学团队证明可以通过实践的化学处理可以紧密关闭那些nanocapillaries使用简单的化学处理纳米毛细管，这使得薄膜机械性能更强，并且完全不透气体、液体或强烈的化学物质。
例如，研究人员表明，覆盖着石墨烯漆的玻璃器皿或铜盘可以用作强烈腐蚀性酸容器。
现在石墨烯的特殊屏障性能涂料已经吸引了许多公司与曼彻斯特大学合作开发新的防护和防腐涂料。
Nair博士说:“石墨烯漆将会给产品处理行业，包括
任何类型的保护，从空气，天气元素到腐蚀性化学物质带来真正的革命。
这个工作的第一作者Yang Su博士补充道:“石墨烯涂料可以应用于几乎任何材料，无论是独立的塑料、金属或甚至沙子。
例如，塑料薄膜涂有石墨烯可能用于医疗包装来提高保质期，因为它们对空气和水的渗透性的屏障功能比传统涂料要好。
此外，薄层石墨烯漆透光性也不错。
”。