催化劑可以是天然或合成材料，例如酶、有機化合物、金屬和金屬氧化物。碳納米材料包括炭黑、碳納米管（ＣＮＴ）、石墨烯及其衍生物，是許多合成催化劑的重要組分。它們已被用作有效催化劑或其他催化劑的載體。在上述碳材料中，石墨烯**近引起了**強烈的關注。這主要是由于石墨烯與開發新催化劑的其他碳同素異形體相比具有多項優勢。一是，石墨烯的理論比表面積高達約２６００ｍ２·ｇ－１，是單壁碳納米管的兩倍，高于單壁碳納米管、大多數炭黑和活性炭。這種結構特征使得石墨烯非常適合作為負載催化劑的二維載體的潛在應用。此外，局部共軛結構賦予石墨烯在催化反應中對基板的吸附能力增強。二是，石墨烯材料，尤其是化學改性石墨烯（ＣＭＧ），可以將氧化石墨及其衍生物作為起始原料，通過使用石墨以較低成本大規模獲得。石墨烯材料不含碳納米管中存在的幾乎不可避免的金屬雜質，這會阻礙催化反應中的碳納米管性能。三是，石墨烯的優異電子遷移率促進催化反應期間的電子轉移，改善其催化活性。四是，石墨烯還具有高的化學、熱學、光學和電化學穩定性，可以提高催化劑的壽命。因經氧化后，其上含氧官能團增多而使性質較石墨烯更加活潑，可經由各種與含氧官能團的反應而改善本身性質。江蘇氧化石墨烯

從化學結構可以看到，石墨烯具有垂直于晶面方向的大π鍵，此結構決定了其具有優異的電化學性能，在室溫下的導熱系數可高達５３００Ｗ·（ｍ·Ｋ）－１，能夠比肩比較好的碳納米管導熱材料。常溫下其電子遷移率甚至高于碳納米管和硅晶體，屬于世界上電阻率**小的材料。此外，石墨烯還具有完全敞開雙表面的結構特性，也就是說它類似于不飽和有機分子，能夠進行一系列的有機反應，能夠與聚合物或無機物結合，從而提升材料的機械性和導電導熱性。深入這方面的研究，對石墨烯進行官能團修飾，能夠使其化學活性更加豐富［３－４］。由于石墨烯具有上述的結構特性，越來越多的研究者開始著眼于以石墨烯為基底的合成材料。云南氧化石墨烯石墨烯可應用于橡膠、塑料、樹脂、纖維等高分子復合材料領域，從而提高復合材料的機械性能。

除了可以將太陽能轉換為熱能存儲之外，石墨烯相變材料也可以將電能轉換為熱能存儲。Ｗａｎｇ［６５］等人通過冰模板法制備了石墨烯納米片（ＧＮＰ）氣凝膠，然后與石蠟復合得到相變復合材料，具有高導熱性、較好的形狀穩定性和熱穩定性，當ＧＮＰ含量為４．１ｗｔ％時熱導率可達到１．４２Ｗｍ－１１Ｃ１。此外，當電壓為５Ｖ時，流經樣品的電流約為１．１８Ａ，此時溫度迅速升高，證實了其出色的電熱轉換能力。Ｌｉ［６６】等人將氣相擴散法和溶膠－凝膠法相結合，通過超臨界Ｃ０２干燥和熱退火過程，制備了具有各向異性網絡的三維石墨烯氣凝膠，導熱率和導電率分別高達１．７１士０．２Ｗｎｒ１１Ｃ１和３４１．３Ｓｎｒ１。其相變復合材料在施加１？３Ｖ的電壓時，電－熱轉換效率比較高可以達到８５％。這項工作能夠為開發智能的電－熱轉換及存儲系統提供理論基礎，并證明了石墨烯相變復合材料在電子設備、太陽能存儲利用、熱管理系統等領域具備的潛力。

近年來，石墨烯薄膜因其高電導率和輕巧柔鈿的特性而受到越來越多的關注。石高全教授課題組［５１］通過蒸發誘導自組裝法對引入少量纖維素納米晶體（ＣＮＣ）的氧化石墨分散液進行干燥處理，然后使氫碘酸對得到的薄膜化學還原，其中，ＣＮＣ能夠誘導石墨烯片上形成皺紋，使其機械性能得到了進一步增強。測試結果表明，這種薄膜具有拉伸強度比較高可達８００ＭＰａ，且斷裂伸長率、初性和電導率分別達到６．２２±０．１９％、１５．６４１２．２０ＭＪｍ＿３、１１０５±１７Ｓｃｍ－１，遠遠髙于其他文獻中報道的性能。Ｃｈｅｒ＾Ｍ等人通過在單層石墨烯上沉積金膜制備了ＧＯ／Ａｕ復合電極，在沉積金膜的厚度為７ｎｍ時，復合膜在５２０ｎｍ波長處具有２４．６Ｑｍ＿２的**電阻和７４．６％的高透射率。為了更直觀地分析其電學性能，Ｃｈｅｎ等人組裝了基于ＧＯ／Ａｕ復合電極的超級電容器，測試發現，與基于單層石墨烯的超級電容器相比，其電容提高了１７倍，并且表現出良好的機械穩定性，證明了石墨烯復合膜在柔性電子領域具有巨大的應潛力。石墨烯抗靜電阻燃復合材料具備優異的抗靜電性能和阻燃性能。

化學氣十日沉干jI法制備三維石烯的j制箭烯卡¨似，以甲烷為碳源．氧氣和氬氣為輔助怵，泡沫過渡金屬底l-2h：積基形狀類似的泡沫狀烯，利川劃蝕液將冷卻后帶底的f器烯泡沫中的坫劃腳ifb：．從mj火僻九支撐構架的j維石烯泡沫。(、h{21]等利ff】化學氣相沉I法分)j』J平f1l曲泡沫鎳底f：．制舒r具有三維連通絡納fjlJ的鞋烯泡沫材料。研究發現．石墨烯泡沫完整地制色!淋J的納構．以尢縫連接的力‘式卡勾成r全連通的體．仃低J奠、大扎隙率、高比表面積和優異的電荷他能力等特點。Wu等利用該方法也成功制備J，氮摻雜維r烯泡沫．．此外．利用這種方法還能獲得各種具有優砰特性的維r烯泡沫。。Iiu等以泡沫Ni為呔．通過化學卡¨fjl成功制備rJfj于*胚抗原檢測的大孔維烯泡沫。氧化石墨烯官能團豐富，易于改性。上海生產氧化石墨烯粉體

氧化石墨烯長久以來被視為親水性物質，因為其在水中具有優越的分散性。江蘇氧化石墨烯

氧化石墨烯成膜過程中因氧化石墨烯片層以交錯的方式堆疊在一起，會形成納米通道，因而可作為分子篩。Li等[6和Joshi等|_6]研究發現氧化石墨烯膜具有一定的選擇滲透性，能使水化離子半徑小的離子及直徑小于納米通道孔徑的氣體分子通過，從而實現分子之間的分離。另外，氧化石墨烯膜還能吸附有機染料，可應用于污水處理、鹽水淡化和油水分離等領域_6。Wang等l_7o]研究發現多孔納米聚丙烯腈纖維支撐基底的氧化石墨烯膜能完全過濾水中的剛果紅，且對無機鹽NaSO的阻滯率達56．7。Chen等_7將氧化石墨烯和碳納米管復合制備了還原氧化石墨烯一CNT復合濾膜，發現復合濾膜滲透率高達20～3OL·m·h·bar～，且對水中甲基橙阻滯率達97．3，對其他物質的阻滯率達99％。江蘇氧化石墨烯