目前，國內很多機械領域正向智慧化方向發展，傳感器、數據采集、發送、傳輸、接收設備成為必然，但很多自動化器件在潮濕、雨雪天氣下具有濕滯嚴重、電阻漂移、數據采集傳輸困難等缺陷。考慮將氧化石墨烯應用于機械自動化領域，可以提高數據采集、傳輸的準確性。（２）石墨烯的制備方法有多種，其中化學氣相沉積法和氧化還原法應用**為***。（３）石墨烯廣泛應用在材料化學領域中且優勢明顯：如石墨烯及其衍生物是許多合成催化劑的重要組分，廣泛應用于化學、電化學或光學反應的催化劑，或者作為用于加載金屬、氧化物、酶或其他碳納米材料的催化劑的碳質載體；此外，石墨烯也成為了電池材料、無機材料、電容器的新型制備材料。（４）目前，國內很多機械領域正向智慧化方向發展，將氧化石墨烯應用于機械自動化領域，可以**提高數據采集、傳輸的準確性。（５）石墨烯目前在油田化學領域的應用有了新進展，尤其是鉆井液降濾失劑以及納米孔隙頁巖封堵劑已經初見成效。石墨烯抗靜電阻燃復合材料高氧指數，以及良好的流動性與力學性能。制備石墨烯復合材料研發

利用GO提升復合材料的力學性能是GO一個主要應用場景，其中的關鍵是提高GO在復合材料中的分散性和調控GO與高分子基體間的相互作用38。一般而言，加入GO可以***增強復合材料的強度與韌性，且GO與高分子基體相容性越好，增***果越明顯；反之則效果降低，甚至會降低材料的韌性。尤其是rGO由于官能團較少，加入復合材料中通常在增強材料強度的同時降低韌性。不同的添加方式會導致不同的效果。原位聚合的方法既可以提高GO在高分子基體中的分散性，又能保證GO與高分子基體之間較好的化學鍵合；溶液共混法制備的復合材料中，GO分散性較好，但界面較難調控；熔融共混法中GO較難分散并不容易控制界面，得到的復合材料性能不易控制。全國導熱石墨烯復合材料銷售廠氧化石墨烯含有豐富的羥基、羧基和環氧基等含氧官能團，更高的氧化程度，更好的剝離度。

石墨烯（graphene）是近幾年來發展起來的一種新型二維無機納米材料，自從其發現以來，石墨烯在化學、物理、材料、電子等各個領域顯示了廣闊的應用前景。尤其是它極高的機械強度，出色的導電和導熱性能，以及豐富的來源（石墨），使其能作為一種理想的無機納米填料來制備聚合物復合材料。但是目前為止，石墨烯材料的大規模制備，以及如何將石墨烯均勻地分散到聚合物基體中并且優化石墨烯與聚合物基體之間的界面作用力一直是科學界及工業界尚待解決的難題。本學位論文圍繞著這些問題，運用了多種新穎的方法實現了對石墨烯以及功能化石墨烯材料的合成，并制備了多種高性能的石墨烯/聚合物復合材料，這些材料在航空、運輸、生物醫藥等方面具有潛在的應用價值。

目前的負極材料中，硅被認為是相當有有潛力的負極材料之一，因為它在自然界中含量多，還具有低的嵌鋰電位和很高的理論比容量。存在的問題是在鋰離子脫嵌過程中，硅的體積變化比較明顯，使得材料與負極集流體之間粘結性變差，造成電池循環性能的大幅度下降。同時硅還會在電池循環過程中出現團聚現象，引起電池容量的迅速下降。將硅材料和石墨烯進行復合，石墨烯可以抑制硅材料在充放電過程中的團聚，減緩硅材料的體積變化，從而提高電池的容量和循環性能。此外，石墨烯有助于電解液的浸潤，從而提高電池的性能。He等通過噴霧干燥法制備了一種高性能的石墨烯/硅復合材料（圖6.1），將氧化石墨烯與納米硅超聲混合，通過噴霧干燥后在700℃下進行煅燒得到復合材料，在200mAg-1的電流密度下充放電30次后，容量仍可達到1502mAhg-1，其容量保持率為98%，說明該石墨烯/硅復合材料具有良好的循環性能氧化石墨還可以應用于鋰電正負極材料的復合、催化劑負載等。

GO的親水性好，易于分散到水泥基復合材料中。表5.3總結了文獻中GO對于水泥基復合材料力學性能的影響，由表5.3中的實驗數據可見，添加GO能夠提高水泥基復合材料早期和后期的力學強度。由于國內外各研究者所用的GO不同，所以實驗結論中GO的比較好摻量以及對于水泥復合材料的提升效果也有較大差異。關于GO與水泥基復合材料的作用機制，研究者也有不同的觀點，目前仍沒有定論。水泥基復合材料本身是由水泥，水，砂，石等幾種不同物質組合在一起形成的一種混合材料，所以，從宏觀方面，其性能和組成材料有很大關系，水泥、水/膠凝材料的比例、GO類型和養護齡期等因素對水泥基復合材料的機械強度都有很大影響。從微觀方面，GO的聚集、分散、尺寸和官能團也對水泥基復合材料的力學性能有影響。玻纖增強復合材料具有優異的力學與耐磨性能。制備石墨烯復合材料研發

導熱型石墨烯，外觀為黑色粉末。制備石墨烯復合材料研發

在碳納米管上負載納米粒子得到了廣泛的關注和研究，這種新型的納米結構也已經在生物醫藥、催化、傳感器的領域取得了一定的進展。相對于碳納米管，石墨烯具有相似的穩定的物理性質，但是具有更高的比表面積，因此，在石墨烯上負載納米粒子同樣有希望得到新的納米結構，并改變其物理特性而產生更為豐富的功能與應用。除與納米粒子復合外，石墨烯與其他碳基納米材料也可復合組裝形成復合材料。Liu等人通過共價連接的方法制備了石墨烯/富勒烯復合材料，發現富勒烯修飾后的石墨烯非線性光學性能得到了顯著提高。Yang等人將碳納米管與石墨烯混合制備了一種新型的超級電容器，發現當石墨烯含量為90%時比電容高達326.5F/g。同時，許多課題組也證明石墨烯/碳納米管復合材料在制備透明導電薄膜方面的優勢，他們發現石墨烯與碳納米管混合后制備的導電薄膜在性能上要優于單一組分的導電薄膜。制備石墨烯復合材料研發