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石墨烯的研究熱潮也吸引了國內外材料制備研究的興趣，石墨烯材料的制備方法已報道的有：機械剝離法、化學氧化法、晶體外延生長法、化學氣相沉積法、有機合成法和碳納米管剝離法等。1、微機械剝離法2004年，Geim等***用微機械剝離法，成功地從高定向熱裂解石墨(highlyorientedpyrolyticgraphite)上剝離并觀測到單層石墨烯。Geim研究組利用這一方法成功制備了準二維石墨烯并觀測到其形貌，揭示了石墨烯二維晶體結構存在的原因。微機械剝離法可以制備出高質量石墨烯，但存在產率低和成本高的不足，不滿足工業化和規?；a要求，目前只能作為實驗室小規模制備。2、化學氣相沉積法化學氣相沉積法...

Li等人58制備了氧化石墨烯/SBS復合材料，結果發現氧化石墨烯在基體中具有良好的分散性，并且氧化石墨烯和基體之間的界面作用很強，從而在還原后提高了復合材料的導電性，其導電滲流閾值低至0.12vo1.%。陳翔峰等人59制備了氧化石墨烯/丙烯腈苯乙烯導電復合材料，發現氧化石墨烯的徑厚比對復合材料的體積電阻率有很大影響，徑厚比大能夠使其在基體中更易形成導電網絡，從而降低復合材料的電阻率。此外，不同的加工的方式也會導致材料性能差異。玻纖增強復合料材質地輕、流動性好，良好的加工性能。云南附近石墨烯復合材料使用方法石墨烯材料具有強大的導電性能，而且石墨烯是由大量的碳原子組成，以及它具有極強的**性，碳原...

石墨烯材料具有強大的導電性能，而且石墨烯是由大量的碳原子組成，以及它具有極強的**性，碳原子的未成鍵π與電子之間相互作用，所以，石墨烯材料得到了廣泛的應用。此外，石墨烯材料還具有其他性質，例如：電學性質、電子傳輸性。石墨烯電流遷移率逐漸提高，而且其遷移率也在以光的速度來計算，已經達到***時期，而且也是硒化鉛等半導體材料所無法比擬的。經過對石墨烯性能的研究，研究發現石墨烯材料并不均衡，而且石墨烯的機械性能也成為了石墨烯的主要性能之一，就目前的情況而言，石墨烯復合材料的研究已經成為了主要研究的問題之一。石墨烯的出現，使得石墨烯復合材料的強度有所提高，經研究發現，與不添加石墨烯的復合材料相比，添加...

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...

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。石墨烯的導熱性能優異，易分散，易加工。山東附近石墨...

氧化石墨烯可以用于提高環氧樹脂、聚乙烯、聚酰胺等聚合物的導熱性能。通常而言，碳基填料可以提高聚合物的熱導率，但無法像提高導電性那么明顯，甚至低于有效介質理論。其原因可能是因為熱能傳遞主要是以晶格振動的形式，填料與聚合物之間以及填料與填料之間較弱的振動模式也會增加熱阻。液態硅橡膠（LSR）廣泛應用于電子器件的密封。然而，在一般情況下，LSR的導熱性較差使得涂層或盆栽器件散熱過量，從而導致器件損壞或壽命降低。為了緩解這一現狀，Mu等人研究了寬體積范圍內填充ZnO的硅橡膠的熱導率，并研究了形成的導電粒子鏈對熱導率的影響。同時也研究了Al2O3用量對硅橡膠導熱性能和力學性能的影響。石墨烯防腐漿料 與粉...

在橡膠領域中，石墨烯材料成為人們使用*****的材料，它也是世界上**薄、**堅硬的納米材料，石墨烯材料作為世界上一種新型的材料得到了極大的認可。石墨烯比較大的優點在于它的導熱性、導電性以及化學穩定性，并且石墨烯屬于一種碳單質的形式。隨著經濟的發展，越來越多的新技術逐漸出現，而在石墨烯生產加工上逐漸實現了工業化生產，摒棄了傳統的生產方式，而石墨烯的出現在橡膠領域的應用尤為突出，并且得到了廣泛的應用與發展，石墨烯材料可以被制成**度橡膠以及導電橡膠等。由于石墨烯材料的特殊性能以及極強的應用性得到了廣泛的應用，在未來的發展中前景是光明的。石墨烯含有豐富的官能團，易于分散。云南制備石墨烯復合材料商家...

利用原位聚合法制備了氧化石墨烯/聚乙烯導電復合材料，結果發現當石墨烯含量為2wt.%時，復合材料的導電率達到比較高2.9x10-2s/cm，作者認為氧化石墨烯在基體中分散性較好且形成了有效的導電網絡。用格氏試劑將GO表面的羥基、環氧基和羧基格氏化，然后與TiCl4反應可制備Ziegler-Natta催化劑。利用改性過的催化劑，原位催化丙烯在GO表面聚合可生成聚丙烯-g-GO（PP-g-GO）復合材料11。該復合材料在PP樹脂中可均勻分散，減少了GO在PP中的團聚。PP-g-GO在高溫（190°C）加工過程中，GO被初步還原，從而提高了復合材料的導電性。通過這種原位聚合的方式，1.52wt.%的...

石墨烯表面呈惰性，不含任何活性基團，所以與聚合物基體之間的作用力非常小，同時對加工處理也造成了一定的困難。而氧化石墨烯表面由于大量的親水基團，因此與大多數非水溶性的聚合物也會發生不相容的情況。因此，對石墨烯以及氧化石墨烯進行表面改性是制備聚合物/石墨烯復合材料過程中經常會采用的一個步驟。由于氧化石墨烯表面含有豐富的羧基、羥基以及環氧等基團，可以通過多種化學反應以這些活性基團為反應點對石墨烯進行改性，因此利用氧化石墨烯為前驅體制備共價改性石墨烯是目前**常用的一種方法。玻纖增強復合材料顏色、性能可根據客戶需求定制。福建導熱石墨烯復合材料生產氧化石墨烯與聚合物復合材料的制備可以追溯到上個世紀。在這...

由于石墨烯獨特的電子結構及良好的導電性，因此石墨烯很有可能成為組成納米電子器件的比較好材料。目前研究**為***也是**熱門的課題之一就是制備基于石墨烯的透明導電薄膜以代替昂貴的氧化銦錫（ITO）電極。由于氧化石墨烯可大規模生產并且可加工性極好，所以以氧化石墨烯為原料制備石墨烯透明導電薄膜是一種重要的制備手段。在這種方法中，首先通過旋涂、浸涂、真空抽濾、LB組裝等方法做成氧化石墨烯薄膜，再通過化學還原或者熱還原的方法將氧化石墨烯薄膜還原成為石墨烯薄膜[116]?？茖W家們也開發出了其他一些利用石墨烯或者還原石墨烯的分散液制備透明導電薄膜的方法。比如，Li等人在還原氧化石墨烯之前先將體系的pH值調...

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...

在橡膠類體系中，需要同時兼顧材料的強度與韌性，因此對GO的分散性和GO與橡膠基體間的相互作用要求更高。主要通過將GO與橡膠分子交聯，或對GO改性，增強其對橡膠分子的親和性來實現47,48。Liu等42以極性XNBR為載體，將GO轉移到SBR基體中。GO懸浮液與XNBR膠乳混合，然后將其加入到SBR膠乳中，再進行膠乳共凝聚。用X射線衍射（XRD）和掃描電子顯微鏡（SEM）對填料在SBR基體中的分散進行了表征并研究了納米復合材料的力學性能。研究發現，XNBR可以通過氫鍵與GO相互作用，并與SBR形成化學交聯。因此XNBR可以防止SBR基體中GO片層聚集，改善GO和SBR的相互作用。圖5.1中描述了...

Li等人58制備了氧化石墨烯/SBS復合材料，結果發現氧化石墨烯在基體中具有良好的分散性，并且氧化石墨烯和基體之間的界面作用很強，從而在還原后提高了復合材料的導電性，其導電滲流閾值低至0.12vo1.%。陳翔峰等人59制備了氧化石墨烯/丙烯腈苯乙烯導電復合材料，發現氧化石墨烯的徑厚比對復合材料的體積電阻率有很大影響，徑厚比大能夠使其在基體中更易形成導電網絡，從而降低復合材料的電阻率。此外，不同的加工的方式也會導致材料性能差異。玻纖增強復合料材質地輕、流動性好，良好的加工性能。全國導電石墨烯復合材料氧化石墨烯（GO）是化學氧化法制備石墨烯的一種中間產物，具有SP2（C=O、C=C等）和SP3（C...

利用原位聚合法制備了氧化石墨烯/聚乙烯導電復合材料，結果發現當石墨烯含量為2wt.%時，復合材料的導電率達到比較高2.9x10-2s/cm，作者認為氧化石墨烯在基體中分散性較好且形成了有效的導電網絡。用格氏試劑將GO表面的羥基、環氧基和羧基格氏化，然后與TiCl4反應可制備Ziegler-Natta催化劑。利用改性過的催化劑，原位催化丙烯在GO表面聚合可生成聚丙烯-g-GO（PP-g-GO）復合材料11。該復合材料在PP樹脂中可均勻分散，減少了GO在PP中的團聚。PP-g-GO在高溫（190°C）加工過程中，GO被初步還原，從而提高了復合材料的導電性。通過這種原位聚合的方式，1.52wt.%的...

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...

還原石墨烯以及改性的石墨烯已經被用在藥物載體、活細胞成像、生物分子檢測等生物領域[50]。相比于碳納米管，石墨烯基材料在生物領域的應用有著明顯的優勢。首先，它不含金屬催化劑等雜質，因此不會對細胞產生生物應激。其次，改性的石墨烯的分散不需要表面活性劑而且具有更好的水溶性。再次，石墨烯極高的比表面積能使載藥量**提高。改性石墨烯同樣也被用在一些生物器件上，檢測生物細胞以及生物分子。它能作為界面對單個細菌進行識別，也能作為無標記，可逆DNA檢測器，或是作為一種極性特定的分子晶體吸附蛋白質/DNA[123]。由于石墨烯獨特的電子結構及良好的導電性，因此石墨烯很有可能成為組成納米電子器件的比較好材料。全...

氧化石墨烯可以用于提高環氧樹脂、聚乙烯、聚酰胺等聚合物的導熱性能。通常而言，碳基填料可以提高聚合物的熱導率，但無法像提高導電性那么明顯，甚至低于有效介質理論。其原因可能是因為熱能傳遞主要是以晶格振動的形式，填料與聚合物之間以及填料與填料之間較弱的振動模式也會增加熱阻。液態硅橡膠（LSR）廣泛應用于電子器件的密封。然而，在一般情況下，LSR的導熱性較差使得涂層或盆栽器件散熱過量，從而導致器件損壞或壽命降低。為了緩解這一現狀，Mu等人研究了寬體積范圍內填充ZnO的硅橡膠的熱導率，并研究了形成的導電粒子鏈對熱導率的影響。同時也研究了Al2O3用量對硅橡膠導熱性能和力學性能的影響。玻纖增強復合材料具有...

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...

氧化石墨烯（GO）納米片表面存在親水官能團，可以在水中形成穩定的懸浮液，對水泥基材料具有很高的親和力，易于摻入水泥基材料中。目前，關于GO改性水泥復合材料的研究已經很多，國內外相關研究表明，GO對水泥基材料各項性能的影響非常***，GO的添加可以影響水泥基材料的水化過程，提升水泥基材料的力學性能和耐久性，GO還可以用于水泥基復合材料的功能相，提高水泥基材料的吸附性能、電磁屏蔽性能、導電性能等91-93，因此在水泥復合材料中具有很好的應用前景。石墨烯導熱性能優異，可制備導熱復合材料、散熱涂料等。天津石墨烯復合材料有哪些隨著人類對能源與日俱增的需求，尋找清潔能源是當代科學的研究發展方向。石墨烯作為...

外，其他方面的應用也和聚合物導電性的提升緊密相關。例如，應用原位聚合法可以將氧化石墨烯與導電聚合物材料進行復合。這一方法可以在保證制備得到的超級電容器電極高充放電性能和高穩定性的同時提升電容器的安全性。聚合物和氧化石墨烯復合材料已經被廣泛應用于電容器電極材料中，制備的電容器電極材料的比電容可達421.4F/g甚至更高50-52。因此，還原后的氧化石墨烯作為填料對提升聚合物的導電性能具有明顯的效果，極大地促進了各種高分子材料在電容器及多種電子元件生產中的應用。高導電石墨烯銅復合材料的電導率可以達到108-118 % IACS，高于單晶銅和銀的電導率。山東附近石墨烯復合材料生產企業氧化石墨烯（GO...

隨著工業生產和科學技術的發展,人們對導電材料提出了更新、更高的要求。目前,導電高分子材料的研究主要集中在碳系導電填料填充熱塑性基體類上,而石墨烯[1](GNS)作為一種新型的單原子層碳材料,因其獨特的結構對改善聚合物的力學性能、電性能和熱性能等具有很大的潛力。GNS的制備方法主要有:化學氣相沉積法[2,3]、外延生長法[4]和氧化還原法[5]等。相比而言,氧化還原法具有成本低、產率高等特點,有望成為規?；苽銰NS的有效途徑之一。超高分子量聚乙烯(UHMWPE)具有極好的耐磨性,良好的耐低溫沖擊性和自潤滑性。本文采用溶液混合、超聲分散的方法制備了GNS/UHMWPE復合材料,發現GNS能均勻地...

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。常州第六元素擁有回收/循環氧化技術等自主知識產權。石墨烯復合材料性能許多對聚合物/碳納米管納米復合材料的...

在橡膠類體系中，需要同時兼顧材料的強度與韌性，因此對GO的分散性和GO與橡膠基體間的相互作用要求更高。主要通過將GO與橡膠分子交聯，或對GO改性，增強其對橡膠分子的親和性來實現47,48。Liu等42以極性XNBR為載體，將GO轉移到SBR基體中。GO懸浮液與XNBR膠乳混合，然后將其加入到SBR膠乳中，再進行膠乳共凝聚。用X射線衍射（XRD）和掃描電子顯微鏡（SEM）對填料在SBR基體中的分散進行了表征并研究了納米復合材料的力學性能。研究發現，XNBR可以通過氫鍵與GO相互作用，并與SBR形成化學交聯。因此XNBR可以防止SBR基體中GO片層聚集，改善GO和SBR的相互作用。圖5.1中描述了...

化學氧化還原法制備石墨烯是**有希望實現工業化宏量生產的方法之一，與其它方法相比，化學氧化還原法具有成本低廉、工藝簡單、生產設備簡易、單次產量比較大、產品層數集中（1~3層）等諸多優點，但其石墨烯的sp2雜化完美結構很難通過還原的方式完全恢復，難以得到電、熱等方面的優異性能[28-29].氧化石墨還原法是先用強氧化劑將石墨氧化，通過氧化反應在石墨邊緣接上一些羧基，并在石墨層間插入一些環氧基團、羥基和酮基，使石墨層間距增大，范德華力變小，環氧基團、羥基和酮基等基團的引入有利于石墨片層的剝離.氧化石墨經適當的超聲波剝離處理，得到氧化石墨烯納米片.然后再還原剝離的氧化石墨烯片，常用的還原劑有水合肼、...

聚合物太陽能電池常采用氧化銦錫（ITO）作為透明導電電極。其中ITO成本較高，機械穩定性較差，即使在很小的外界機械應力作用下ITO膜也易產生微裂紋導致膜電阻增加，從而使光電器件的性能下降。石墨烯優異的光學性能和機械強度及韌性，使其在柔性光伏器件的透明電極中具有更好應用潛力[97]。Xu等[98]將氧化石墨烯溶液旋涂成膜，然后在700℃下用肼蒸汽還原，所得石墨烯薄膜的薄層電阻為1.79×104Ω／sq，電導率為22.3S／cm，將其在有機光伏電池中（OPVs）作為透明電極，所得器件的功率轉換效率為0.13%。這種方法制備得到的石墨烯薄膜不僅可以用于有機光伏電池，還可以用于其他光學器件，例如平板顯...

氧化石墨烯與聚合物復合材料的制備可以追溯到上個世紀。在這些復合材料中，氧化石墨通常是在水溶液中超聲剝離，盡管在當時單層的氧化石墨烯并沒有被明確的指出，但是科學家發現這種超聲剝離后的片層非常薄，厚度在1.8~2.8nm之間，說明得到的氧化石墨烯不超過3層[59,60]。直到2006年，Rouff等人證明了單層氧化石墨烯并制備了改性氧化石墨烯/聚苯乙烯復合材料之后[61]，利用氧化石墨烯制備復合材料的研究才真正開始受到***的重視。。氧化石墨烯應用于熱管理、橡膠、塑料、樹脂、纖維等高分子復合材料領域。云南新型石墨烯復合材料圖片利用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G...

石墨烯材料具有強大的導電性能，而且石墨烯是由大量的碳原子組成，以及它具有極強的**性，碳原子的未成鍵π與電子之間相互作用，所以，石墨烯材料得到了廣泛的應用。此外，石墨烯材料還具有其他性質，例如：電學性質、電子傳輸性。石墨烯電流遷移率逐漸提高，而且其遷移率也在以光的速度來計算，已經達到***時期，而且也是硒化鉛等半導體材料所無法比擬的。經過對石墨烯性能的研究，研究發現石墨烯材料并不均衡，而且石墨烯的機械性能也成為了石墨烯的主要性能之一，就目前的情況而言，石墨烯復合材料的研究已經成為了主要研究的問題之一。石墨烯的出現，使得石墨烯復合材料的強度有所提高，經研究發現，與不添加石墨烯的復合材料相比，添加...

聚合物的結晶過程會直接影響其加工性能，氧化石墨烯加入到聚合物中可以在復合體系中起到成核劑的作用，有效地改善聚合物的結晶過程。研究人員對聚乳酸（PLLA）/氧化石墨烯納米復合材料進行了非等溫和等溫過程中冷結晶行為的研究64。通過不同升溫速率的差熱分析發現，隨著氧化石墨烯負載量的增加，聚乳酸的結晶峰溫向低溫范圍轉移，這說明聚乳酸的非等溫冷結晶行為有明顯改善，而且氧化石墨烯可***地提高聚乳酸的結晶速率，并使其結晶機理和晶體結構保持不變。玻纖增強復合材料具有優異的力學與耐磨性能。山東導熱石墨烯復合材料使用方法石墨烯材料可以應用于阻燃橡膠領域。由于石墨烯是一種特殊材料，屬于二維片層結構，石墨烯與橡膠的...

隨著工業生產和科學技術的發展,人們對導電材料提出了更新、更高的要求。目前,導電高分子材料的研究主要集中在碳系導電填料填充熱塑性基體類上,而石墨烯[1](GNS)作為一種新型的單原子層碳材料,因其獨特的結構對改善聚合物的力學性能、電性能和熱性能等具有很大的潛力。GNS的制備方法主要有:化學氣相沉積法[2,3]、外延生長法[4]和氧化還原法[5]等。相比而言,氧化還原法具有成本低、產率高等特點,有望成為規?；苽銰NS的有效途徑之一。超高分子量聚乙烯(UHMWPE)具有極好的耐磨性,良好的耐低溫沖擊性和自潤滑性。本文采用溶液混合、超聲分散的方法制備了GNS/UHMWPE復合材料,發現GNS能均勻地...

在橡膠類體系中，需要同時兼顧材料的強度與韌性，因此對GO的分散性和GO與橡膠基體間的相互作用要求更高。主要通過將GO與橡膠分子交聯，或對GO改性，增強其對橡膠分子的親和性來實現47,48。Liu等42以極性XNBR為載體，將GO轉移到SBR基體中。GO懸浮液與XNBR膠乳混合，然后將其加入到SBR膠乳中，再進行膠乳共凝聚。用X射線衍射（XRD）和掃描電子顯微鏡（SEM）對填料在SBR基體中的分散進行了表征并研究了納米復合材料的力學性能。研究發現，XNBR可以通過氫鍵與GO相互作用，并與SBR形成化學交聯。因此XNBR可以防止SBR基體中GO片層聚集，改善GO和SBR的相互作用。圖5.1中描述了...