石墨烯先和聚合物單體或者預聚物混合均勻，有時候也可以在合適的溶劑中混合，然后進行聚合反應。化學改性或者還原的氧化石墨烯表面含有或殘留一些官能團，這些官能團能直接與聚合物共價連接，也能作為反應點對石墨烯進行進一步的改性，比如利用ATRP共價接枝上聚合物鏈[138,159]。目前報道的利用原位聚合法制備的復合材料包括聚氨酯[160]、聚苯乙烯[161]、聚甲基丙烯酸甲酯[162]、環氧樹脂[163,164]、聚硅氧烷[140]等。原位聚合法的優點在于它能使聚合物和填料之間形成很強的界面作用，有利于應力傳遞，同時也能使納米填料均勻的分散在基體中。但是，體系的粘度通常會隨著聚合反應的進行而增加，這會給后續處理以及材料成型上帶來一定的麻煩。氧化石墨烯分散液在水中具有很好的分散性，樣品單層率＞90%，產品經輕微攪拌就可與水相互溶。天津石墨烯復合材料粉體

太陽能電池或光伏電池可以將太陽能直接轉化為電能。光伏裝置通常由陽極、陰極和之間的活性材料層組成，其中陰極是透明的，以便陽光能夠通過。目前，其商業應用的關鍵在于提高功率轉換效率(PCE)，同時通過開發高性能的活性層和電極材料來降低成本。石墨烯是碳原子以sp2雜化形成的獨特蜂窩巢狀的二維晶體，單層石墨烯的厚度只有0.334nm，其比表面積高達2600m2/g[92]，室溫下電子遷移率約為20000cm2·V·s-1[93]，力學強度高達1060GPa，單層吸光率只有2.3％[94]。石墨烯獨特的光電性質，使其及衍生材料被廣泛應用于透明電極[95]、對電極[96]、和電荷傳輸層[92]等結構。云南新型石墨烯復合材料生產企業常州第六元素氧化石墨(烯)產能達到1400噸/年，石墨烯粉產能達到100噸/年。

許多對聚合物/碳納米管納米復合材料的研究目的在于開發和利用碳納米管出色的力學性能，同時對聚合物基體引入一些新的性能，比如導電性、導熱性等。但是，盡管許多工作集中在聚合物/碳納米管納米復合材料的研究上，許多問題仍然存在。相比于碳納米管，制備基于石墨烯的結構和功能體系更加可行，這是因為石墨烯具有更大的比表面積，更強的界面結合力，以及同樣出色的物理性能。完美石墨烯的楊氏模量和斷裂強度高達1TPa和130GPa[41]，而制備復合材料**常用的改性及還原石墨烯的楊氏模量也可達到250GPa[57,58]，高出一般的聚合物2~3個數量級，因此，在聚合物中加入改性或還原石墨烯同樣能有效地增強聚合物的力學性能。

由于表面富含活性含氧基團，能與一些含極性基團的聚合物產生較強的作用力，所以氧化石墨烯通常被作為一種納米填料添加到聚合物當中以增強聚合物的物理性能。Liang等人報道了用氧化石墨烯增強聚乙烯醇的研究，他們發現氧化石墨烯添加量*為0.7wt%時，聚合物的力學性能就得到了***的提高，如楊氏模量提高了76%，而比較大拉伸強度提高了62%[62]。Cai等人利用氧化石墨烯增強聚氨酯，發現當氧化石墨烯添加量為4.4wt%時，聚合物基體的楊氏模量和硬度分別增加了900%和327%[63]。Xu等人同樣制備了氧化石墨烯/聚乙烯醇復合材料，不過他們用了一種新穎的抽濾成膜的方式，在得到的復合材料薄膜中，由于真空抽濾產生的向下的吸引力，使二維的氧化石墨烯片層以有序的狀態排列于聚合物基體之中，得到―磚墻式‖結構的復合材料薄膜[64]。這種復合材料的性能變化與氧化石墨烯含量的變化成近似正比的關系，如圖1-5所示。Putz等人同樣用這種方法制備了高含量氧化石墨烯的聚乙烯醇及聚甲基丙烯酸甲酯復合材料，這種材料的楊氏模量更是可高達接近40GPa，遠遠超過了一般聚合物/無機納米復合材料所能達到的力學性能范圍[65]。導熱型石墨烯，外觀為黑色粉末。

制備聚合物/石墨烯納米復合材料**關鍵的一步是將石墨烯分散到聚合物基體之中。好的分散狀態能保證石墨烯與聚合物基體的接觸界面比較大化，從而影響到整個復合材料的性能。因此，科學家們付出了大量的努力，以求將改性或者未改性的石墨烯均勻分散到聚合物基體之中，并且取得了一定的成果。到目前為止，大多數復合材料主要采用了以下三種方法來制備：一、溶液共混法；二、原位聚合法；三、熔融共混法[148]。值得一提的是，由于氧化石墨烯還原法是目前***能大規模制備石墨烯的方法，而制備復合材料通常需要大量的石墨烯原料，所以制備復合材料使用的基本上為改性或還原的氧化石墨烯。應用于鋰電正負極材料，還可以應用于橡膠、塑料、樹脂、纖維等高分子復合材料領域。常州導電石墨烯復合材料生產企業

氧化石墨烯分散液（SE3122、SE3522）。天津石墨烯復合材料粉體

單純的導電聚合物在充放電循環的過程中通常穩定性較差，使得其在電容器電極等方面的應用受到了限制，開發具有優異導電性能的復合材料勢在必行。石墨烯和導電聚合物共軛結構的相互作用可以增強基體導電性，同時又可以實現結構的增強。因此，導電聚合物與氧化石墨烯的復合成為一個研究熱點49。雖然GO本身并不導電，但是在高分子加工過程中GO可以部分還原，而導電填料與基體間的強界面作用以及導電填料在基體中良好的分散性能更有利于聚合物基體導電性能的提高53。表2列出了一些GO在一些類型的高分子基體中電學性能提升效果。天津石墨烯復合材料粉體