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本發明公開了一種石墨烯圖形化摻雜方法，包括如下步驟：（1） 將氦氣與摻雜氣體混合作為工作氣體導入等離子體發生裝置中，施加 高壓脈沖電壓，在工作氣體中放電產生室溫常壓等離子體，將形成的 等離子體由引導管的噴嘴導出，形成微等離子體射流；（2）將噴嘴對 準石墨烯薄膜的指定位置，用微等離子體射流對石墨烯薄膜進行輻照， 將工作氣體的活性原子摻入到被輻照的區域，在二維平面內移動微等 離子體射流或石墨烯薄膜，實現對石墨烯的圖形化摻雜。該方法可有 效地將雜質原子摻入到石墨烯的骨架位置上，且不會對石墨烯的原本 結構產生破壞，摻雜過程簡單易行，設備成本低廉，可實現大規模生 產。

本發明屬于石墨烯復合材料制備領域，并公開了一種結構可控 的三維石墨烯及其復合材料制備方法。該方法包括下列步驟：(a)設計 構建 CAD 模型，并通過增材制造得到相應的結構的三維樹脂結構；(b) 將步驟(a)中獲得的三維樹脂結構采用化學鍍方法在表面鍍銅或鎳金屬 層，并去除樹脂材料得到銅或鎳的三維結構模板；(c)采用化學氣相沉 積法在三維結構金屬模板上生成石墨烯，由此制得所需的結構可控的 三維石墨烯。通過對得到的石墨烯進

球狀、管狀等多種結構納米炭的制備及應用。

市場背景1：根據中國機械工業聯合會統計，基于石油、化工、電力、冶金、船舶、機械、食品、制藥等行業對換熱器穩定的需求增長，我國換熱器產業在未來一段時期內將保持穩定增長。預計 2010 年至 2020 年期間，我國換熱器產業將保持年均 10-15%左右的增長速度，2015 年，我國換熱器產業規模已突破 880 億元，到 2020 年我國換熱器產業規模有望達到1500億元。 市場背景2：2016年國務院印發《“十三五”國家戰略性新興產業發展規劃》，“突破石墨烯產業化應用技術”被寫入規劃。2017年1月《新材料產業發展指南》正式公布，石墨烯成為新材料產業發展的先導性產業。據前瞻研究院數據顯示，2017年我國防腐涂料（常規防腐涂料和重防腐涂料）全年產量達到561萬噸，占涂料總產量的27%左右。2013年以來，涂料產量年均增長率在5.5%左右，而我國防腐涂料達到12%左右，是增長最快的涂料品種之一；2018年防腐涂料總產量或達到600萬噸以上，2020年總產量可突破700萬噸。

項目成果/簡介:市場背景1：根據中國機械工業聯合會統計，基于石油、化工、電力、冶金、船舶、機械、食品、制藥等行業對換熱器穩定的需求增長，我國換熱器產業在未來一段時期內將保持穩定增長。預計 2010 年至 2020 年期間，我國換熱器產業將保持年均 10-15%左右的增長速度，2015 年，我國換熱器產業規模已突破 880 億元，到 2020 年我國換熱器產業規模有望達到1500億元。 市場背景2：2016年國務院印發《“十三五”國家戰略性新興產業發展規劃》，“突破石墨烯產業化應用技術”被寫入規劃。2017年1月《新材料產業發展指南》正式公布，石墨烯成為新材料產業發展的先導性產業。據前瞻研究院數據顯示，2017年我國防腐涂料（常規防腐涂料和重防腐涂料）全年產量達到561萬噸，占涂料總產量的27%左右。2013年以來，涂料產量年均增長率在5.5%左右，而我國防腐涂料達到12%左右，是增長最快的涂料品種之一；2018年防腐涂料總產量或達到600萬噸以上，2020年總產量可突破700萬噸。應用范圍:目前國內外水蒸氣空氣預熱器基本都是翅片管式，節能效果有待提高； 目前國內外成熟的蒸發式冷凝器基本都是管狀或橢圓狀，緊湊度不高，單位面積熱負荷有待提高，特別針對化工產品如甲醇汽冷凝，要求系統壓降低和尾氣回收等指標，難以達到； 目前國內外煙氣空氣預熱器基本采用管式，或回轉式，管式占地面積達，換熱系數不高，回轉式漏風嚴重并且維修成本較高； 目前國內外解決金屬表面腐蝕問題，基本采用搪瓷涂層，但搪瓷涂層導熱系數低，不到1 W/（m·k）左右，而且搪瓷由于應力及金屬與搪瓷線膨脹系數不一致，易導致崩瓷現象。項目階段:批量生產效益分析:1）新型板式水蒸氣空氣預熱器。與翅片管相比，節約水蒸汽15-30%，該項目目前屬產業化階段； 2）新型中間排液板式蒸發式冷凝器。與普通蒸發式冷凝器相比，節電節水30%，系統壓降降低約0.1MPa，該項目目前屬產業化階段； 3）新型板式空氣預熱器。燃煤、燃氣及燃油鍋爐空預器，節能減排效果明顯，該項目目前屬產業化階段； 4）耐腐蝕耐磨超導熱疏水性石墨烯復合涂層。解決各領域換熱設備表面的腐蝕問題，導熱問題及結垢問題，節能減排效果明顯。該項目目前屬產業化階段。

本發明公開了一種離子增強石墨烯纖維及其制備方法，石墨經過氧化得到氧化石墨烯，將氧化石墨烯分散于水或極性有機溶劑中，制成質量濃度為1-20%的紡絲液溶膠，將紡絲液從紡絲頭毛細管中連續勻速擠出，進入含有配位離子的凝固液，凝固后的初級纖維用聚四氟乙烯滾軸收集，干燥后得到離子增強的氧化石墨烯纖維，經化學還原，得到離子增強的石墨烯纖維。紡絲工藝簡單，室溫操作，不用強腐蝕性試劑，過程綠色環保，所得離子增強石墨烯纖維力學性能優異，有較好的韌性，可編織成石墨烯纖維布，也可與其它纖維混編成各種具有廣泛用途的織物。

信息技術快速發展使得芯片功耗顯著增大，熱量管理因而成為其中至關重要的核心環節。熱量的快速導出對于芯片正常運行是決定性的。具有高導熱能力的散熱薄膜是這方面的關鍵材料，發展高性能、低成本散熱薄膜材料已經成為關系未來消費電子、信息技術乃至人工智能等許多領域的關鍵?，F有的散熱薄膜主要采用的是聚酰亞胺薄膜經過高溫碳化、石墨化后形成的人造石墨膜，其原材料聚酰亞胺的制備技術掌握在杜邦公司手中，成本昂貴，國內散熱膜加工企業的利潤率不斷受到擠壓。

本發明公開了一種石墨烯/聚苯胺納米棒陣列復合材料的制備方法，將氧化石墨分散于酸溶液中并進行細胞粉碎超聲處理，得到氧化石墨烯分散液；然后將苯胺單體溶液加入到氧化石墨分散液中，在-5~-10℃條件攪拌均勻；再加入過硫酸銨的酸溶液，繼續在-5~-10℃條件下攪拌反應20~24h，過濾，得到氧化石墨/聚苯胺納米棒狀陣列復合物；還原，得到石墨烯/聚苯胺納米棒陣列復合材料可以用于制備染料敏化太陽能電池的對電極。本發明實現了聚苯胺在氧化石墨表面的有序生長，基于聚苯胺良好的電催化活性以及石墨烯優異的導電性，石墨烯/聚苯胺納米棒陣列復合物同時具有高的電催化活生及導電性，且制備工藝簡單，成本低。染料敏化太陽能電池轉化效率高、成本低、制備工藝簡單，是解決目前全球能源危機的最佳選擇之一。目前常用的對電極材料為鉑電極，但鉑作為貴金屬，其價格高昂且易被腐蝕，實用價值低。而聚苯胺電催化活性高，制備過程簡單無污染，石墨烯比表面積大、導電性好，將二者復合，可有效替代鉑以成為染敏電池的對電極材料。以聚苯胺/石墨烯做對電極得到的染料敏化太陽能電池制備工藝簡單，造價低，污染小，光電轉換效率高，具有非常好的實際應用前景。

本發明公開了一種 GO-TiO2 復合材料及其制備方法和在分離/富集重金屬離子中的應用。本發明在GO 上原位合成了納米 TiO2，對二者的比例進行了優化使氧化石墨烯和 TiO2 質量比為 1∶1~9，制備了兼有 GO 和 TiO2 優良性能的 GO-TiO2 復合材料，并成功用于分離/富集環境水樣和底泥中的重金屬和稀土元素。本發明

本發明公開了一種三維氮摻雜石墨烯復合材料及其制備方法和在電化學生物傳感中的應用。本發明 借助三維氮摻雜石墨烯高比表面積、良好的生物相容性、高導電率的特性，構造三維氮摻雜石墨烯復合 材料，首先以泡沫材料為基底，在含惰性氣體、氫氣及碳源與氮源條件下，利用化學氣相沉積方法（CVD 法），得到含基底的三維氮摻雜石墨烯；然后對三維氮摻雜石墨烯進行刻蝕、清洗處理得到三維氮摻雜 石墨烯復合材料。將三維氮摻雜石墨烯與酶/非酶材料進行復合，得到相應的三維氮摻雜石