石墨烯的低温负压化学解理制备及其宏观织构的调控

项目研究目标是理解氧化石墨在不同化学环境下受热膨化和化学解理机制,发展微观结构和宏观织构可控石墨烯的低成本制备技术,进而推动石墨烯性质研究和应用探索。深入理解氧化石墨热行为，发展并完善石墨烯的低温-负压热化学解理制备方法，通过系统考察石墨微观结构、氧化过程、真空和压力状态、温度条件对热解理工艺的影响，揭示低温-负压热解理过程的动力学、热力学特征；建立硝酸盐分解辅助低温-负压解理方法制备石墨烯复合物，通过纳米氧化物负载，有效调控石墨烯宏观织构。项目的实施将完善氧化石墨化学解理机制，为低温-负压解理方法建立理论依据；实现石墨烯在"温和"（低温）条件下化学解理制备和织构调控，为其低成本宏量制备提供思路；获得结构新颖且可控的石墨烯/氧化物纳米复合材料，对基于石墨烯的功能导向材料设计、可控组装具有指导意义。本项目不仅具有重要理论研究价值，同时将促进石墨烯的宏量制备和规模化应用。

石墨烯的宏量制备和宏观织构调控是实现石墨烯走向产业化应用的重要基础。本项目的研究目标是理解氧化石墨在不同环境下发生化学解理的机制，发展微观结构和宏观织构可控石墨烯的低成本制备技术，进而推动石墨烯的性质研究和应用。本项目对石墨烯的低温负压化学解理工艺进行了发展和完善，实现了“温和”（低温）条件下高质量石墨烯的宏量可控制备；在此基础上，以石墨烯为基元结构在二维界面和三维空间中可控组装了多种结构新颖的宏观材料并对其性质进行了研究，实现了对石墨烯宏观织构的控制；在石墨烯辅助下设计制备了其他新型纳米材料并对其储能特性进行了研究，为石墨烯的应用拓宽了空间；深入探讨了石墨烯作为导电添加剂和碳包覆层在锂离子电池中的作用机制，为石墨烯的产业化应用建立了理论依据。本项目不仅具有重要理论研究价值，同时对石墨烯的低成本宏量制备、石墨烯基材料的功能导向设计和可控组装具有重要启发作用，对推进石墨烯产业化进程具有重要意义。