闪蒸

2018年，马里兰大学胡良兵教授团队报道了一种具有创纪录电导率和迁移率的还原氧化石墨烯（RGO）薄膜。通过在3000 K的高温下利用焦耳加热进行热还原，制得的RGO薄膜电导率达到了6300 Scm^-1，迁移率达到了320 cm^2 V^-1 s^-1。

该论文探讨了利用闪蒸焦耳加热（FJH）方法从废橡胶粉中合成石墨烯，并研究了石墨烯对水泥砂浆性能的影响。研究发现，成功将废橡胶粉转化为缺陷较少的多层石墨烯，并通过拉曼光谱、X射线衍射、热重分析和X射线光电子能谱等手段证明了石墨烯的特性。此外，加入石墨烯的水泥砂浆表现出更好的力学性能，孔隙结构得到优化，孔隙率和平均孔径减小。微观分析表明，石墨烯使得水化产物排列更紧密，孔隙和裂纹减少。原子力显微镜结果显示，石墨烯有效提高了纳米级界面的平均弹性模量。

通过闪蒸焦耳加热从废机油碳黑和柴油颗粒等废弃碳源中制备闪蒸石墨烯，显著增强水泥砂浆的力学性能和耐久性，28天龄期抗压、抗拉和抗弯强度分别提升38%、27%和27%。研究揭示了闪蒸石墨烯与钙硅的强相互作用，为低成本、环保石墨烯在建筑材料中的应用提供了新路径。

近日，太原赛因新材料科技有限公司、山西大学、北京大学联合开发出新型高功率快速焦耳加热法（RJH），为石墨烯的批量生产带来了颠覆性的突破。

首先，通过两步化学还原法对氧化石墨烯进行预处理，增加层间距并建立气体逸出通道，避免快速还原过程中气体释放对薄膜结构的破坏。随后，将预处理的氧化石墨烯薄膜夹在两层石墨板之间，利用焦耳热效应进行快速高温还原，并通过控制加热速率，实现缓慢升温至2500°C，有效避免薄膜破裂。

本综述详细阐述了闪蒸焦耳加热（FJH）技术在二维材料合成、金属回收、石墨和正极材料再生以及贵金属回收等方面的最新进展。FJH技术以其快速的加热和冷却能力、高能量利用效率、短合成时间以及显著降低的能耗，为二维材料的合成和电池材料的回收提供了新的解决方案。这些优势不仅为提高碱金属离子电池的能量密度和循环稳定性提供了新的思路，而且为推动FJH技术的产业化应用提供了理论依据。

本文通过焦耳加热技术处理激光诱导石墨烯（LIG）制备了具有优异电容性能的微超级电容器（MSCs），即J-LIGP-MSCs。通过四步法：激光转化、原位焦耳加热、激光图案化切割和MSCs组装，实现了J-LIGP-MSCs的制备。利用CO2激光器处理商用PI纸，通过调整激光参数直接转化LIGP，进而通过焦耳加热改善其电导率和亲水性，最终通过激光切割成形并组装成电容器。

进一步的电化学测量结果表明，之所以能取得如此优异的性能，是因为层叠 VO2/V2O5 异质结构具有丰富的位点和内置电场，从而加速了电子/Zn2+ 的转移，减轻了结构退化，同时类石墨烯碳纳米片也具有优异的导电性能。