中國科學技術大學工程科學學院熱科學和能源工程系教授夏維東研究團隊與合肥碳藝科技****合作，提出「利用磁分散電弧產生大面積均勻熱等離子體合成石墨烯」的新方法，突破了熱等離子體工藝或高能耗、或產品均勻性低和生產穩定性不足的技術瓶頸，有望實現大規模連續生產。
石墨烯（graphene）具有優異的光學、電學、力學特性，被認為是一種未來革命性的功能/結構材料，在能源環境、生物醫療、電子器件、化工和航空航天等多方面具有重要的應用。採用射頻感應加熱和微波加熱等離子體製備石墨烯能耗高，難以工業化應用。熱等離子體熱解碳氫化合物合成石墨烯，由於等離子體電導率隨著溫度增加迅速上公升，導致電弧自動收縮到很小的範圍，對於合成石墨烯要求的毫秒級反應時間，難以實現均勻加熱，產品均勻性差，能耗高。採用課題組研製的磁分散電弧產生大面積均勻等離子體的技術，解決了等離子體對物料快速均勻加熱問題。所製備的石墨烯平面尺寸50-300nm，層數2-5 層，表現出良好的晶體結構和超大的比表面積，產品均勻性好；製備方法及裝置簡單，一步合成，無需還原，且無需基底、催化劑、溶液或酸，收率高約（14%），能耗低約0.4kw·h/g，成本低，具備實現低成本大規模連續生產的前景。
研究工作**了等離子引數、原料氣體組成與奈米石墨烯形態、層數及缺陷之間的關係，同時揭示了產生高純度石墨烯需要的工藝條件。結合等離子體反應器流場溫度場的數值模擬和化學反應動力學計算，提出石墨烯可能的形成機理：低碰撞頻率的成核前驅體有利於形成片層（sheet-like）核心，並在富氫和高溫的等離子體環境中保持平面生長。石墨烯形成機理的闡明，為產品生產控制提供了理論指導。
等離子體定義
通常等離子體為帶電粒子組成的氣體，它包含等量的正負電荷。在乙個體積元內包含大致相等的正負電荷保證了等離子體的準中性行為。由於粒子的無規則分布，使等離子體對外呈現出巨集觀的電中性。對於乙個粒子，它與最近的乙個粒子之間的勢能必須遠遠小於這個粒子的隨機運動的動能。只有這樣，只要不發生直接碰撞，粒子的運動才...
物理學與PDEs 第3章第1節 等離子體
1.磁流體力學研究等離子體這種導電流體在電磁場中的運動.2.任何物質由於 t,p 等條件的不同而可以處於固態 液態 氣態 常見的三種聚集態 或等離子體.3.等離子體就是電離氣體,它由電子 離子及中性粒子三種成分組成 是一種完全電離或部分電離了的物理狀態.4.雖然顯示生活中的物質以固態 液態 氣態存在...
等離子體科學和能源轉化北京市國際科技合作基地揭牌
12月13日上午，等離子體科學和能源轉化北京市國際科技合作基地 以下簡稱 國際科技合作基地 揭牌儀式在中國科學院電工研究所舉行。中科院院士陳維江和電工所黨委書記張福寬共同為國際科技合作基地揭牌。會議宣讀了國際科技合作基地的批復檔案和顧問專家委員會 特聘專家委員會名單。電工所副所長宋濤表示，希望國際科...