石墨烯復(fù)合材料分散機(jī)在超級(jí)電容器中的應(yīng)用

石墨烯復(fù)合材料分散機(jī)在超級(jí)電容器中的應(yīng)用

碳元素廣泛存在于自然界，除了為人們所熟知的石墨和金剛石外，1985 年發(fā)現(xiàn)的富勒烯和1991 年發(fā)現(xiàn)的碳納米管擴(kuò)大了碳材料的家族。也使人們對(duì)碳元素的多樣性有了更深刻的認(rèn)識(shí)。同時(shí)，富勒烯和碳納米管所引發(fā)的納米科技對(duì)人類社的發(fā)展在未來有著極其重大的意義。作為碳材料中**的一員—石墨烯是擁有sp2雜化軌道的二維碳原子晶體，這是目前世界上*薄的材料—單原子厚度的材料。

由于以上獨(dú)特的納米結(jié)構(gòu)和優(yōu)異的性能，石墨烯可應(yīng)用于許多的先進(jìn)材料與器件中，如薄膜材料、儲(chǔ)能材料、液晶材料、機(jī)械諧振器等。石墨烯是單層石墨，原料易得，所以價(jià)格便宜，不像碳納米管那樣價(jià)格昂貴，因此石墨烯有望代替碳納米管成為聚合物基碳納米復(fù)合材料的優(yōu)質(zhì)填料。

超級(jí)電容器(Supercapacitors)，也叫電化學(xué)電容器(Electrochemical capacitors)是一種能量密度和功率密度介于傳統(tǒng)電容器和電池之間的新型儲(chǔ)能器件，超級(jí)電容器兼具蓄電池和傳統(tǒng)電容器的優(yōu)點(diǎn)，如能量密度高、功率密度高、可快速充放電、循環(huán)壽命長、具有瞬時(shí)大電流放電及對(duì)環(huán)境無污染等特性，是近十年來發(fā)展起來的新型儲(chǔ)能、節(jié)能設(shè)備。

　　由于石墨烯是理想的超級(jí)電容器填充材料，所以將其與其他材料復(fù)合來制備超級(jí)電容器材料備受大家關(guān)注。復(fù)合材料主要有兩類，**種是石墨烯與高分子導(dǎo)電材料復(fù)合，其中研究*多的是石墨烯與聚苯胺復(fù)合材料。第二種是石墨烯與金屬氧化物復(fù)合，其中研究*多的是石墨烯與二氧化錳復(fù)合材料。本文主要就這兩種復(fù)合材料的研究做一簡單綜述。

石墨烯分散后具有非常大的儲(chǔ)能活性，這是因?yàn)槭┚哂懈哌_(dá)2 630 m² /g 的理論比表面積，因此石墨烯復(fù)合材料可用于超級(jí)電容器領(lǐng)域。Zhang 等通過原位聚合過程，分別將導(dǎo)電高聚物聚乙撐二氧噻吩(PEDOT) 、聚苯胺(PANi) 、聚吡咯(PPy) 直接接枝在還原氧化石墨烯(RGO) 表面，形成納米復(fù)合材料，并通過循環(huán)伏安法對(duì)三種復(fù)合材料的電化學(xué)性能進(jìn)行檢測(cè)。分析認(rèn)為，這種優(yōu)異的電性能歸功于導(dǎo)電高聚物與石墨烯的協(xié)同作用。

以石墨烯為基體制備納米復(fù)合物材料的實(shí)驗(yàn)和理論研究拓展了石墨烯的應(yīng)用。目前對(duì)于石墨烯的復(fù)合方法主要有以下3 種： ①對(duì)石墨烯進(jìn)行表面修飾或元素?fù)诫s，使石墨烯能夠在不同的溶劑中形成穩(wěn)定的分散體系；②在石墨烯上負(fù)載金屬或金屬氧化物等無機(jī)納米顆粒，該類復(fù)合材料在催化、生物傳感、電池、超級(jí)電容器等方面有著廣泛的應(yīng)用潛能;③石墨烯與高聚物復(fù)合也已在機(jī)械性能、光伏電池、超級(jí)電容器等方面展現(xiàn)出較為優(yōu)異的性能。

　　目前石墨烯材料的研究還面臨著許多問題和挑戰(zhàn)，如石墨烯與無機(jī)納米顆粒的相互作用機(jī)理、與高聚物的相容性、復(fù)合材料應(yīng)用的拓展與深入等，仍亟待進(jìn)一步深入研究。石墨烯的出現(xiàn)，給研究者提供了一個(gè)充滿魅力和想象空間的研究對(duì)象，相信在不久的將來，石墨烯定會(huì)在更多的領(lǐng)域得到更為廣泛和深入的應(yīng)用。

 分散機(jī)廣義上是攪拌機(jī)的一種。SID分散機(jī)機(jī)，主要用于微乳液及超細(xì)懸浮液的生產(chǎn)。SID分散機(jī)可耐200度。

采用變頻調(diào)速，各種規(guī)格、運(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)定有力，適合各種粘度；液壓、機(jī)械兩種升降形式，升降旋轉(zhuǎn)自如，適應(yīng)各種位置；普通及防爆配置，安全可靠，操作維護(hù)簡單；生產(chǎn)連續(xù)性強(qiáng)，對(duì)物料可進(jìn)行快速分散和溶解，分散效果好，生產(chǎn)效率高，運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，安裝簡便。針對(duì)不同物料的粘度及處理量有不同的功率及型號(hào)。

SID分散機(jī)采取直立式設(shè)計(jì)，使物料可以全部進(jìn)入分散腔，符合工藝要求和流體力學(xué)要求，增加其工作效率，低處出口的出料設(shè)計(jì)符合生產(chǎn)要求，垂直的壓力使得該機(jī)器工作更加穩(wěn)定，同時(shí)便于清潔。

石墨烯復(fù)合材料分散機(jī)在超級(jí)電容器中的應(yīng)用