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中科院石墨烯

(2011-06-14 15:47:15)
标签:

杂谈

分类: 高性能材料

石墨烯发明专利255条

中科院石墨烯专利54条

1    200810113596.0     化学气相沉积法制备石墨烯的方法
2    200810113597.5     掺杂石墨烯及其制备方法
3    200810056727.6     由绝缘衬底上超薄六方相碳化硅膜外延石墨烯的方法
4    200910073774.6     一种有序氧化石墨烯薄膜的制备方法
5    200910099595.X     一种石墨烯的溶液相制备方法
6    200910092359.5     一种溶液态石墨烯图案化排布的方法
7    201010209772.8     一种聚吡咯/石墨烯复合材料的制备方法
8    200910011632.7     一种石墨烯基柔性超级电容器及其电极材料的制备方法
9    201010240509.5     石墨烯复合染料敏化太阳能电池的光阳极及其制备方法
10    200910217850.6     一种两相可溶的石墨烯与刚果红的复合物及制法
11    201010117872.8     一种含氧石墨烯及含氧石墨烯/四聚苯胺的粉体的制备方法
12    200910093581.7     有机胺溶剂热法制备石墨烯的方法
13    200910155316.7     石墨烯改性磷酸铁锂正极活性材料及其制备方法以及锂离子二次电池

14

   201010108326.8     低温下用含氨基基团的有机物修复氧化后的石墨烯的方法
15    201010108330.4     基于石墨烯的染料敏化太阳能电池复合光阳极及制备方法
16    201010122784.7     一种金属与石墨烯复合催化剂的制备方法
17    200910077648.8     在碳化硅(SiC)基底上外延生长石墨烯的方法
18    201010146161.3     一种掺入石墨烯的锂离子电池正极材料的制备方法
19    201010136116.X     一种高荧光量子产率氧化石墨烯的制备方法
20    201010183833.8

    石墨烯泡沫及其制备方法

 

21    201010159976.5     一种还原氧化石墨烯的制备方法与应用
22    201010165599.6     基于石墨烯的透明导电电极及其制法与应用
23    201010204299.4     一种可分散于有机溶剂石墨烯的制备方法
24    201010244635.8     卤化石墨与卤化石墨烯及其制备方法
25    201010274706.9     一种石墨烯复合光催化剂及其制备方法和用途
26    201010273989.5     高比表面积石墨烯的超低温热膨胀制备方法
27    200910175312.5     一种氮掺杂石墨烯的制备方法
28    200910238795.9     一种石墨烯及石墨烯聚对苯二胺复合材料的制备方法
29    201010515131.5     一种纳米金-氧化石墨烯纳米复合材料的制备方法
30    201010515366.4     一种单层石墨烯的制备方法
31    201010524871.5     一种制备单层氧化石墨烯水溶液的方法
32    201010546602.9     一种单原子层石墨烯薄膜的制备方法
33    201010546604.8     一种用于原子层沉积制备石墨烯薄膜的碳化学吸附方法
34    201010287952.8     一种离子液体功能化的石墨烯材料的制备方法
35    201010287916.1     一种导电聚苯胺-石墨烯复合物的合成方法
36    201010287963.6     一种石墨烯-环氧树脂复合材料的制备方法
37    201010239462.0     纳米石墨烯氧化物作为抗菌材料的应用
38    201010239464.X     纳米还原石墨烯氧化物作为抗菌材料的应用
39    200910091396.4     石墨烯纳机电系统开关器件
40    200910013244.2

    一种具有优异导电性和热稳定性的石墨烯的大量制备方法

 

41    200910013248.0     一种层数可控的高质量石墨烯的制备方法
42    201010593157.1     一种制备石墨烯粉体的方法
43    200910091395.X     一种对石墨或石墨烯进行各向异性刻蚀的方法
44    200910013577.5     一种化学裁剪石墨烯宏量可控制备石墨烯带的方法
45    201010287985.2     一种氨基硅烷功能化的石墨烯材料增强硅胶的制法
46    201010295214.8     一种石墨烯负载氧化钌的电极材料的制备方法
47    201010576439.0     一种在铁基衬底上制备大面积高质量石墨烯的方法
48    200910187299.5     一种具有边界选择性的裁剪石墨烯的方法
49    200910187298.0     一种大尺寸石墨烯的宏量制备方法
50    200910187297.6     一种石墨烯薄膜场发射材料的制备方法
51    201010535177.3     一种生物相容性石墨烯的制备方法
52    201010546594.8     一种单原子层石墨烯薄膜的制备方法
53    201010287078.8     一种石墨烯器件及其制造方法
54    200910117592.4     一种含有石墨烯复合薄膜材料的合成方法

 

中科院金属院(和金路合作)7条

1    200910011632.7     一种石墨烯基柔性超级电容器及其电极材料的制备方法
2    200910013244.2     一种具有优异导电性和热稳定性的石墨烯的大量制备方法
3    200910013248.0     一种层数可控的高质量石墨烯的制备方法
4    200910013577.5     一种化学裁剪石墨烯宏量可控制备石墨烯带的方法
5    200910187299.5     一种具有边界选择性的裁剪石墨烯的方法
6    200910187298.0     一种大尺寸石墨烯的宏量制备方法
7    200910187297.6     一种石墨烯薄膜场发射材料的制备方法

 

 

 

200810113596.0     化学气相沉积法制备石墨烯的方法

 中国科学院化学研究所http://211.157.104.87:8080/sipo/zljs/hyjs-yx-new.jsp?recid=CN200810113596.0&leixin=fmzl&title=化学气相沉积法制备石墨烯的方法&ipc=C23C16/26(2006.01)I

 本发明公开了一种石墨烯的制备方法。该方法是采用化学气相沉积法制备石墨烯,包括如下步骤:将带有催化剂的衬底放入无氧的反应器中,使衬底的温度达到 500~1200℃,然后向所述反应器中通入含碳物质,得到石墨烯;其中,所述催化剂为金属或金属化合物。本发明利用化学气相沉积法制备石墨烯的方法,操作方便,简易可行,可用于大规模生产;制备的石墨烯具有可以图案化的优点,而且具有较少的缺陷。

 

200910155316.7     石墨烯改性磷酸铁锂正极活性材料及其制备方法以及锂离子二次电池

中国科学院宁波材料技术与工程研究所 http://211.157.104.87:8080/sipo/zljs/hyjs-yx-new.jsp?recid=CN200910155316.7&leixin=fmzl&title=石墨烯改性磷酸铁锂正极活性材料及其制备方法以及锂离子二次电池&ipc=H01M4/58(2010.01)I

本发明涉及一种石墨烯改性磷酸铁锂正极活性材料及其制备方法和基于该正极活性材料的锂离子二次电池。所述的正极活性材料是将石墨烯或氧化石墨烯与磷酸铁锂分散于水溶液中,通过搅拌和超声使其均匀混合,随后干燥得到石墨烯或氧化石墨烯复合的磷酸铁锂材料,再通过高温退火最终获得石墨烯改性的磷酸铁锂正极活性材料。基于该正极活性材料的锂离子二次电池与传统的碳包覆及导电高分子掺杂等改性锂电池相比具有电池容量高、冲放电循环性能优良、寿命长及高循环稳定性的特点,有极大的实用价值。

 

200910077648.8     在碳化硅(SiC)基底上外延生长石墨烯的方法

中国科学院物理研究所http://211.157.104.87:8080/sipo/zljs/hyjs-yx-new.jsp?recid=CN200910077648.8&leixin=fmzl&title=在碳化硅(SiC)基底上外延生长石墨烯的方法&ipc=C30B29/02(2006.01)I

 本发明公开了一种新型半导体薄膜材料石墨烯在碳化硅(SiC)基底上外延生长,这种石墨烯在电子束轰击下,强制形核并可控生长。石墨烯的层数可以控制在6层以下,生成区域的平均直径可达厘米量级。制备方法采用真空脉冲电子束轰击。先将SiC去位清洗并将表面氢蚀成原子级平整度的原子台阶。在真空腔中对SiC采用脉冲电子束轰击,形成的石墨烯连成一片;旋转靶台,继续轰击,新生成的石墨烯会与先生成的合并;重复这一过程,可以制备大面积的石墨烯。扫描隧道显微镜(STM)研究表明通过本发明脉冲电子束法可以在SiC表面上形成高质量石墨烯。

201010146161.3     一种掺入石墨烯的锂离子电池正极材料的制备方法

中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所 http://211.157.104.87:8080/sipo/zljs/hyjs-yx-new.jsp?recid=CN201010146161.3&leixin=fmzl&title=一种掺入石墨烯的锂离子电池正极材料的制备方法&ipc=H01M4/1397(2010.01)I

本发明揭示了一种掺入石墨烯的锂离子电池正极材料的制备方法,其中正极材料的主要成分为磷酸铁锂纳米粒子,其包括以下特征步骤:首先分别制备石墨烯、氧化石墨烯、插层石墨烯,然后将石墨烯、氧化石墨烯、插层石墨烯复合掺入磷酸铁锂纳米粒子的合成原料中,或制备磷酸铁锂纳米粒子后,将磷酸铁锂纳米粒子与插层石墨烯、氧化石墨烯或化学还原的石墨烯直接混合,经干燥、过滤、洗涤、再干燥及退火处理,合成石墨烯、氧化石墨烯搭桥或包覆磷酸铁锂纳米粒子结构形式的材料。应用本发明方法制得的磷酸铁锂纳米粒子,经性能表征能够大大提高电子导电能力,为锂离子电池的应用提供了一种加工工艺简单、成本低廉、容量高且安全的锂离子电池正极材。

 

200910013244.2     一种具有优异导电性和热稳定性的石墨烯的大量制备方法
 中国科学院金属研究所http://211.157.104.87:8080/sipo/zljs/hyjs-yx-new.jsp?recid=CN200910013244.2&leixin=fmzl&title=一种具有优异导电性和热稳定性的石墨烯的大量制备方法&ipc=C01B31/04(2006.01)I

本发明涉及石墨烯的制备技术,具体为一种适用于宏量制备具有优异导电性能和良好热稳定性的高质量石墨烯的方法。该方法首先采用阴、阳极在压力气氛下电弧放电的方式快速加热,进而膨胀、解理氧化石墨制备剥离石墨,阳极为采用Hummer方法得到的氧化石墨,缓冲气体总压力为50-1000乇,放电电流为50-300A;然后采用超声方法将剥离石墨均匀分散在表面活性剂溶液中,最后采用高速离心方法去除尚未完全剥离的石墨以及大尺寸的厚石墨片,进而得到具有优异导电性能和良好热稳定性的高质量石墨烯。本发明可通过简单地控制工艺参数制备具有优异导电性能和良好热稳定性的高质量石墨烯,并且该方法具有成本低、产物产量高以及有望大量制备的特点。

 

200910013244.2     一种具有优异导电性和热稳定性的石墨烯的大量制备方法

中国科学院物理研究所 http://211.157.104.87:8080/sipo/zljs/hyjs-yx-new.jsp?recid=CN200910091395.X&leixin=fmzl&title=一种对石墨或石墨烯进行各向异性刻蚀的方法&ipc=H01L21/00(2006.01)I

本发明公开了一种对石墨或石墨烯进行各向异性刻蚀的方法,以利用这种方法来实现石墨烯晶向定位、石墨烯的加工剪裁及图案化,该方法包括:采用含氢等离子体对石墨或石墨烯的表面进行各向异性刻蚀,在石墨或石墨烯表面形成多个规则的六角形空洞,该多个六角形空洞均具有相同的取向,该取向与石墨烯的晶向是匹配的,且刻蚀边缘具有原子级平整,边缘结构均为zigzag构型。利用本发明,克服了现有对石墨或石墨烯进行刻蚀方法存在的局限性,实现了尺寸可控、并具有原子级平整边缘的石墨烯的加工剪裁及图案化。

 

 

一种石墨烯基柔性超级电容器及其电极材料的制备方 2010.11.24

 中国科学院金属研究所

 本发明涉及一种石墨烯基柔性超级电容器及电极材料的制备方法,该方法包括:(1)采用不同浓度石墨烯水分散液,将该分散液通过滤膜过滤形成膜状产物,在滤膜和膜状产物干燥后,将膜状产物从滤膜上剥离,获得石墨烯薄膜;(2)以石墨烯薄膜作为电极材料,硫酸分别与导电聚合物或过渡金属氧化物的水溶液为电解液,采用恒电位电化学沉积,在石墨烯薄膜表面沉积导电聚合物或过渡金属氧化物,制备石墨烯基复合薄膜;(3)以石墨烯基复合薄膜为电极材料,硫酸或盐溶液为电解液,柔性塑料为封装材料,组装为电化学电容器。采用本发明获得具有较高重量容量和体积容量,并形成柔性结构的超级电容器,可进一步拓展超级电容器在能源、电子器件领域的应用。

 

一种层数可控的高质量石墨烯的制备方法 2011.03.30

中国科学院金属研究所

 本发明涉及石墨烯的制备技术,具体为一种层数可控的高质量石墨烯的大量制备方法,适用于宏量制备层数可控的高质量石墨烯。该方法采用尺寸和结晶度不同的石墨为原料,利用Hummer方法氧化石墨,然后采用快速加热方法膨胀、解理氧化石墨得到剥离石墨,在高温下还原剥离石墨,采用超声方法将其均匀分散在表面活性剂溶液中,最后采用高速离心方法去除尚未完全剥离的石墨以及大尺寸的厚石墨片,进而得到层数可控的高质量石墨烯。本发明根据尺寸和结晶度不同的石墨氧化和解理程度不同实现石墨烯的层数控制,同时采用氢气和氩气的混合气体还原剥离石墨进一步去除石墨烯中的含氧官能团提高其导电性,从而制备出层数可控的高质量石墨烯。

 

一种化学裁剪石墨烯宏量可控制备石墨烯带的方法2011.04.06

中国科学院金属研究所

本发明涉及石墨烯带的制备技术,具体为一种化学裁剪石墨烯宏量可控制备石墨烯带的方法,适用于宏量制备层数、宽度和边界可控的石墨烯带。该方法首先采用Hummers方法得到氧化石墨,利用石墨氧化过程中含氧官能团在其表面的选择性修饰营造线缺陷,结合高温快速膨胀剥离、热还原、溶剂分散和离心分离制备含有表面线缺陷的石墨烯;然后通过超声波剪切以及化学还原,实现石墨烯的裁剪和结构恢复;最后,采用高速离心方法去除尚未完全裁剪的大片石墨烯,进而制备出层数、宽度可控的石墨烯带。本发明可通过控制裁剪的关键工艺参数,如石墨原料种类、氧化和剥离工艺、还原、分散和离心处理,制备具有层数、宽度、边界可控的石墨烯带,该方法操作简单、成本低。

 

一种具有边界选择性的裁剪石墨烯的方法2011.04.20

中国科学院金属研究所

本发明涉及石墨烯的裁剪技术,具体为一种具有边界选择性的裁剪石墨烯的方法。该方法采用硅/氧化硅基片在加热时原位产生的或者外加的氧化硅纳米粒子,在较高的温度和含有氢气的气氛下,使纳米粒子沿石墨烯特定的边界取向运动来裁剪石墨烯。其中:石墨烯通过微机械剥离法获得,层数为单层或者少层;所用含有氢气的气氛为纯氢气或氢气与惰性气体或氮气的混合气氛。本发明利用纳米粒子与不同边界取向的石墨烯边界间相互作用力的不同,在纳米粒子的辅助催化作用下通过石墨烯的氢化反应,实现了对石墨烯的边界选择性裁剪,所得石墨烯带宽度、异质结宽度和量子点尺寸为纳米级,且边界具原子级规整度,其取向与纳米粒子的尺寸有关。

 

一种大尺寸石墨烯的宏量制备方法2011.04.20

 中国科学院金属研究所

 本发明涉及石墨烯的制备技术,具体为一种大尺寸石墨烯的制备方法,适用于大尺寸石墨烯的宏量制备。该方法包括:(1)采用大尺寸石墨为原料,利用改性Hummers方法对石墨原料进行弱氧化;(2)采用弱超声或振荡方法将分散在水中的氧化石墨进行温和剥离,获得氧化石墨烯;(3)采用多次离心方法,通过控制离心转速和离心时间将氧化石墨烯分离,得到均匀的大尺寸氧化石墨烯;(4)将氧化石墨烯沉积在基体上,利用肼或水合肼还原,得到高质量、大尺寸石墨烯。采用本发明可宏量获得大尺寸的石墨烯,最大面积可达3×104μm2,为石墨烯在透明导电膜、显示器和太阳能电池电极、气体传感器、光电转换器、薄膜电子器件等柔性光电功能薄膜领域的应用奠定了基础。

 

一种石墨烯薄膜场发射材料的制备方法 2011.04.20

中国科学院金属研究所

 本发明涉及场发射电子材料领域,特别提供了一种石墨烯薄膜场发射材料的制备方法。该方法包括:(1)采用超声方法将石墨烯与可以提供电荷的金属阳离子无机盐均匀分散在极生较低的有机溶剂中,或将石墨烯直接分散在离子型表面活性剂的水溶液中,制备出稳定的带电荷的石墨烯溶液;(2)在外加电场作用下,利用电泳沉积方法将带有电荷的石墨烯有序沉积在导电基板上,制备出石墨烯薄膜。本发明场发射材料为均匀致密、由富含垂直于表面的石墨烯片层组成的石墨烯薄膜,该方法具有操作简单、成本低、可控性好的特点,适于制备大面积的石墨烯薄膜,石墨烯薄膜优异的场发射特性为其作为冷阴极材料在高性能场发射显示器等方面的应用奠定了基础。

 

 

小道消息:(绝对的假消息,吨级?诺贝尔奖直接给你算了)

单层的真正石墨烯宁波材料所可以达到吨级生产,而宝安的专利产品是单层到1000层的碳物质混合物,其中单层的石墨烯比例多少不清楚,但是300层以上的是石墨,2到300层的是石墨碳纳米粉,单层的才是石墨烯,宝安的专利产品是这些东西的混合物,宝安目前没有把它们分离开的技术。
宝安子公司贝特瑞的添加他的所谓石墨烯的锂电池和宁波材料所的添加了真正单层石墨烯的锂电池比较:
和宁波材料所的专利比较可知,两家做出来的锂离子电池差距很大。
两家的专利说明书显示:
宝安的电池在1c充电10c放电情况下循环500次后,其实验中容量最大衰减为原来的74%,最好的实验数据是衰减为原来的83%。
而宁波材料所的电池在5c充电50c放电的大电流充放电情况下循环500次后,其容量未见明显衰减。
宝安的电池放电倍率不够大,目前做汽车动力电池根本不行,而宁波材料所的电池能实现大倍率放电,假的就是比不过真的
宝安的加了所谓的石墨烯的电池500次循环后容量衰减率比没加它的所谓石墨烯的电池容量衰减率没高出多少,3个试验数据都没超过4%
宁波材料所的锂电池电池里加的是单层石墨烯,而宝安的导电剂是单层到1000层的碳物质,其中有多少是单层的真正石墨烯我们不知道,但是加了这个导电剂的电池性能却是比添加真正石墨烯的电池差的很远,个人认为宝安专利产品中单层石墨烯的含量肯定不高,个人看法仅供参考,附宁波材料所的专利供大家参考,详细情况请查看国家知识产权局网站。
宁波材料所所属新能源技术所刘兆平研究员带领的团队在中科院知识创新工程重要方向项目的支持下,经过两年努力终于在石墨烯规模化制备技术方面取得了突破性进展,他们发展了一种全新剥离技术路线,实现了石墨烯的低成本规模化制备。相比于传统的氧化-剥离-还原法,该新路线操作简便、成本低廉,而且石墨烯结构缺陷少,导电率高,有望在储能材料、复合材料、导电剂等领域得到广泛应用。目前,已经实现单批次千克级的制备规模,产品可面向市场销售。目前,该团队正在积极推进石墨烯的吨级规模化生产。
宁波能源研究所是由宁波材料所和维科精华共同投资组成 。(维科精华占维科能源40%股份。)

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