石墨烯复合材料
一石墨烯/ Fe3O4 复合材料的制备及电磁波吸收性能
摘要：为扩展石墨烯的应用领域, 对磁性功能化石墨烯的电磁波吸收性能进行研究。在氧化石墨与 Fe3O4 粒子的悬浮液中添加还原剂水合肼, 微波辐照反应制备石墨烯/
Fe3O4 复合物。采用 X 射线衍射、透射电镜等手段对材料的结构和 Fe3O4 的分布状态进行了测试表征。采用矢量网络分析仪测定了材料在 0 1 1~ 18 10 GHz 频率范围内的复介电常数和复磁导率。利用 Cole -Cole 图解释了复合材料的介电特性。利用计算机模拟出不同厚度材料的电磁波衰减性能。结果表明, 当石墨烯和 Fe3O4 粒子以质量比 10B 1复合得到的吸波剂材料的匹配厚度在 2 1 0~ 2 1 5 mm 变化时, 反射损耗小于- 20 dB 的频率覆盖 6 1 5~ 817 GHz。调节 Fe3O4 粒子的相对含量, 复合材料的反射损耗最小可以达到- 4917 dB。复合材料的强吸收特性预示了其作为电磁波吸收材料的潜在应用前景。石墨烯自出现以来, 其独特的力学、电学、光学及磁学性能便引起了广泛关注。石墨烯具有的特殊二维片状结构有利于对电磁波的吸收, 以此为基体负载铁氧体形成石墨烯/ 铁氧体复合材料, 可以发挥以下优势: 首先, 石墨烯的电导率和热导率高, 比表面积大, 质量轻, 这些性能有利于电磁波的吸收和衰减; 其次, 铁氧体粒子的引入可以增强石墨烯的铁磁性, 使复合材料兼具磁损耗与电损耗, 有利于实现电磁匹配; 最后,铁氧体的反射率损耗一般发生在较低频率范围( < 10 GHz) , 而石墨材料的反射率损耗通常位于高频区, 因此, 两种材料的复合还有利于吸收频带的拓宽
结论
通过在微波还原 GO 的过程中添加Fe3O4 粒子, 制备出了石墨烯/ Fe3O4 复合材料。
(1) Cole-Cole 图显示, Fe3O4 粒子与石墨烯复合后, 粒子与石墨烯形成界面使得复合材料具有多重介电弛豫。
(2) 反射损耗的计算结果表明, 单一的 Fe3O4粒子在匹配厚度为 2 10~ 4 10 mm 时不能实现有效吸收, 与一定量的石墨烯复合后, 反射损耗能够降低到- 20 dB以下。其中以 GR-Fe3O4-10 B1 为吸收剂的材料在匹配厚度在 2 10~ 2 15 mm 变化时,有效吸收频带可以覆盖 6 15~ 8 17 GHz; 以 GR-Fe3O4-10B2为吸收剂的材料在厚度为3 15 mm、频率为 417 GHz 时的最小反射损耗可以达到- 4917 dB。石墨烯/ Fe3O4 复合材料强吸收的特性以及石墨烯作为基底的广泛适用性为研究新型吸波材料提供了新的思路。
二石墨烯/Pd 复合材料的制备及其形成机制研究近年来，越来越多的科学家致力于以氧化石墨为前驱体合成石墨烯 / 纳米金属或纳米金属氧化物，并研究其物理与化学性质[5-7]。金属钯具有良好的亲氢性，在氢气储存、加氢反应催化剂、燃料电池及化学传感器等方面有着广泛的应用前景，而且纳米金属颗粒与炭材料之间存在溢出效应，故这两者的复合有望提高材料的储氢能力
3
结论1）以氧化石墨和具有良好插层性质的Pd(en)2Cl2为前驱体，能通过化学还原法成功制备出石墨烯 /Pd复合材料。
2）石墨烯/Pd复合材料具有中孔性质，其BET比表面积达230 m2/g，钯纳米颗粒的粒径为2~6 nm，弥散地分布在石墨烯的层间及层的边缘。
3）纳米钯颗粒能阻止石墨烯重新堆积形成石墨结构，其支撑石墨烯层的作用是形成石墨烯复合材料的关键。已有研究表明，石墨烯 /Pd 复合材料在氢气贮存、加氢加成及传感器等方面有广泛的用途[14]。
三石墨烯／ＳｎＯ２／聚苯胺纳米复合材料
石墨烯具有独特的纳米结构和一系列极具吸引力的特性，成为新型纳米复合材料的理想载体，如纳米复合材料分散的基体．提出了一种以石墨，苯胺，四氯化锡为原料制备石墨烯／二氧化锡／聚苯胺的新方法．通过Ｘ－射线衍射，红外光谱，透射电子显微镜，扫描电子显微镜以及紫外－可见光谱对合成的材料进行表征．结果表明：二氧化锡纳米粒子原位吸附在石墨烯的表面，有效地避免了石墨烯片的堆叠，聚苯胺加入后可大大提高二氧化锡的电化学性质。石墨烯，具有一个原子层厚度的二维结构，因其化学稳定性、高电导率、大比表面积而成为电化学储能材料的理想碳材料．石墨烯纳米片还被作为锂离子电池的储能材料进行研究．如果锂可以黏附在石墨烯的两面，那它的储能容量为７７４ｍＡｈ／ｇ．但是，石墨烯片很容易堆叠成多层，从而减小表面积使其物理化学性能大大降低．近年来，人们通过将纳米粒子附着在石墨烯表面来降低石墨烯片的堆叠．纳米粒子可以是金属纳米粒子（如Ａｕ，Ｐｔ等）
，也可以是金属氧化物（如ＴｉＯ２，ＳｎＯ２等）．石墨烯基材料的完美性，有望应用到传感器、超级电容器、锂电池、催化剂等领域．但是这些复合材料都是通过纳米粒子和石墨烯的简单混合得到的，限制了纳米粒子的均匀分散和石墨烯片的有效分离
过渡金属氧化物（ＳｎＯ２，Ｃｏ３Ｏ４，Ｆｅ２Ｏ３，ＮｉＯ，ＣｕＯ等）因其高容量而被研究作为锂离子电池负极材料．其中，ＳｎＯ２最为引人瞩目，
在这个可逆反应中，二氧化锡的理论比容量是７８２ｍＡｈ／ｇ［１３］．但是在锂离子的嵌入和迁出过程中，二氧化锡纳米粒子很容易发生体积膨胀，从而降低电池的循环寿命．因此采用石墨烯表面负载ＳｎＯ２的方法制备纳米复合材料，这样不仅降低石墨烯片的堆叠度，也提高了ＳｎＯ２的储能能力．为了提高电解质离子的转移，通过在石墨烯表面附着导电聚合物，不仅可以进一步拉大石墨烯片的层间距，而且聚合物链的运动使电解质离子更好地迁移．层间距拉大的石墨烯更好地作为锂离子电池电极材料［１４］．在此，提出了一种简便合成石墨烯／ＳｎＯ２／聚苯胺的高性能锂电池负极材料的方法．成功地合成了石墨烯／ＳｎＯ２／聚苯胺纳米复合材料．
结果表明，二氧化锡，聚苯胺很好地附着在石墨烯上形成三明治状的复合结构．聚苯胺和二氧化锡的附着可以有效地解决石墨烯的堆叠问题，石墨烯和聚苯胺的介
入又可以很好地抑制二氧化锡的体积膨胀问题，从而可以进一步提高电极材料的电学性质，使得这种材料成为一种理想的锂离子电池负极材料．可以期望将此方法应用到石墨烯基其他金属氧化物中，从而得到广泛的应用．
四石墨烯 /TiO2复合材料的制备及其光催
化性能的研究
TiO2颗粒由于具有较高的化学稳定性、热稳定性以及优良的光学、力学和电学特性，被应用于诸多工业领域。其中锐钛型 TiO2具有良好的光催化活性，尤其是当颗粒尺寸降到纳米级别时，催化能力更好，在催化降解环境有机污染物方面具有广泛的应用。碳材料在催化中有着极为重要的应用，被广泛用做催化剂的载体，也可以直接作为许多反应的催化剂［5 ］。由于石墨烯是构建众多碳材料包括石墨、碳纳米管、碳纳米纤维和类富勒烯材料的基本单元［6 ］，具有独特的二维表面结构、良好的导电导热性质以及很高的比表面积，可将某些具有催化活性的材料负载在石墨烯表面使其成为新一类石墨烯功能复合材料。
结论
采用溶胶- 凝胶法成功制备出石墨烯/ TiO2光催化复合材料。在紫外光照射下，以甲基橙光催化降解体系为研究对象，石墨烯/ TiO2复合材料用量为2 g/L、紫外光照为3． 5 h、目标降解物初始 pH 为5 时具有最好的催化活性。在同等条件下，石墨烯/ TiO2复合材料光催化降解效果比单一锐钛矿型 TiO2的效果好。
五石墨烯/铂复合材料的制备及电化学性能
研究
采用 Hummers 法制备氧化石墨，再超声分散于去离子水中形成稳定的氧化石墨分散液。分散液与氯铂酸溶液混合后，氧化石墨烯还原氯铂酸产生大量铂纳米粒子，铂粒子被牢固地锚在氧化石墨烯片上，最后将所得到的氧化石墨烯/铂复合物置于管式炉中在 Ar/H2气氛中于 800 ℃下热裂解制备出石墨烯/铂复合材料。形貌与纳米结构分析表明，氧化石墨已被彻底还原成石墨烯，铂纳米粒子均匀分散在褶皱的石墨烯纳米片间。电化学阻抗研究进一步揭示复合材料的电子转移阻抗明显小于石墨烯，呈示铂纳米粒子掺入石墨烯片层大大改善了导电性。石墨烯/铂复合材料应用于对苯二酚的电化学检测，检出限达 1.6×10-7mol · L-1，这说明该材料具有优异的电催化性能。
结论
利用氧化石墨烯和氯铂酸的原位氧化还原反应不仅实现了氯铂酸的彻底还原，而且所形成的铂纳米粒子被均匀地锚在氧化石墨烯片层上。结合高温固相还原，成功开发出高性能的石墨烯/铂复合材料。新的方法具有简便、绿色和高效等显著特点，可广泛应用于以满足催化剂和电化学传感器需要为目的的铂、金、钯等贵金属的石墨烯复合材料的合成。
六石墨烯 /TiO2复合材料的制备及其光催化性能的研
究
摘要:本实验以细鳞片石墨为原料，采用 Hummers 法制备氧化石墨，经超声波振荡得到氧化石墨烯，加入水合肼回流制得石墨烯材料。采用溶胶- 凝胶法制备锐钛矿型TiO2及石墨烯/TiO2复合材料。在紫外光照射下，分别以石墨烯/TiO2复合材料及锐钛矿型 TiO2为催化剂，在甲基橙溶液中进行光催化降解，结果显示，石墨烯/TiO2光催化性能明显高于相同条件下的锐钛矿型 TiO2. TiO2颗粒由于具有较高的化学稳定性、热稳定性以及优良的光学、力学和电学特性，被应用于诸多工业领域。其中锐钛型 TiO2具有良好的光催化活性，尤其是当颗粒尺寸降到纳米级别时，催化能力更好，在催化降解环境有机污染物方面具有广泛的应用［1， 2 ］。碳材料在催化中有着极为重要的应用，被广泛用做催化剂的载体［3， 4 ］，也可以直接作为许多反应的催化剂［5 ］。由于石墨烯是构建众多碳材料包括石墨、碳纳米管、碳纳米纤维和类富勒烯材料的基本单元［6 ］，具有独特的二维表面结构、良好的导电导热性质以及很高的比表面积，可将某些具有催化活性的材料负载在石墨烯表面使其成为新一类石墨烯功能复合材料。本课题以石墨烯为载体，利用溶胶- 凝胶法制备石墨烯/TiO2光催化复合材料。同时，以甲基橙光催化降
结论
采用溶胶- 凝胶法成功制备出石墨烯/ TiO2光催化复合材料。在紫外光照射下，以甲基橙光催化降解体系为研究对象，石墨烯/ TiO2复合材料用量为2 g/L、紫外光照为3． 5 h、目标降解物初始 pH 为5 时具有最好的催化活性。在同等条件下，石墨烯/ TiO2复合材料光催化降解效果比单一锐钛矿型 TiO2的效果好。
七石墨烯／环氧树脂复合材料的介电性能
研究
摘要：通过Ｓｔａｕｄｅｎｍａｉｅｒ法制备了完全氧化的氧化石墨（ＧＯ），并通过高温热膨胀制备了单层石墨烯（ｇｒａｐｈｅｎｅ）。用ＦＴ－ＩＲ和ＴＧ对ＧＯ的氧化程度、含氧官能团进行了表征，用ＳＥＭ和ＴＥＭ对天然石墨（ＮＧ）、ＧＯ和ｇｒａｐｈｅｎｅ的微观结构进行了分析。利用
超声共混法制备了ｇｒａｐｈｅｎｅ／环氧树脂介电纳米复合材料，介电性能的测试表明，ｇｒａｐｈｅｎｅ的加入使环氧树脂介电常数大幅提高，当ｇｒａｐｈｅｎｅ添加量为０．２５％（质量分数）时，材料介电常数达到２５，是纯环氧树脂的４倍，介电损耗０．１１。这为石墨烯在介电储能方面的应用和低成本介电复合材料的制备提供了新思路
八石墨烯／聚吡咯复合材料的制备及其导电性能研
究
摘要：在超声条件下通过原位聚合反应制备出石墨烯／聚吡咯导电复合材料．用红外光谱（ＦＴ－ＩＲ）、扫描电镜（ＳＥＭ）和透射电镜（ＴＥＭ）等分析手段对复合材料的结构进行表征．结果表明，聚吡咯均匀地包覆在石墨烯的表面，热重分析（ＴＧ）和电导率测试结果显示复合材料相对于纯聚吡咯具有更好的热稳定性和电导率，这可能得益于原位聚合中聚吡咯基体中的石墨烯纳米薄片的高电导率和高比表面积
结论
采用ＦｅＣｌ３·６Ｈ２Ｏ和对甲苯磺酸钠分别作为氧化剂和掺杂剂，通过超声荡下的原位聚合反应成功制备了石墨烯／聚吡咯纳米复合材料．ＳＥＭ和ＴＥＭ测试结果表明聚吡咯与石墨烯均匀地复合，提高了整个复合材料的导电性，且方便加工成型．热重分析结果说明石墨烯／聚吡咯复合材料具有比纯的聚吡咯更高的热稳定性．当石墨烯和聚吡咯质量比为４％时，复合材料的电导率为４．５１Ｓ·ｃｍ－１．
九石墨烯／聚合物纳米复合材料制备与微波吸收性
能研究进展
摘要：二维片状的石墨烯不仅具有优异的力学、热学和电学性能，而且还具有较好的微波吸收特性。自它被发现以来，一直受到科学界的广泛关注，目前已有学者将其与聚合物复合，制备了石墨烯／聚合物纳米复合材料，这种新型微波吸收材料不仅吸波效果好而且密度小、易加工。目前石墨烯／聚合物纳米复合材料用于微波吸收的报道还比较少，该研究基本处于起步阶段。本文首先概述了石墨烯独特的物理结构优异的力学、热学、电学性能，然后综述了石墨烯／聚合物纳米复合材料的制备方法，并分析了其微波吸收机理，最后结合国内外研究现状展望了石墨烯／聚合物纳米复合材料制备与微波吸收性能研究的发展方向，指出调控复合材料的微观形貌，对石墨烯进行磁性掺杂，探索石墨烯与聚合物微波吸收的协同效应将成为今后研究的重点和热点。结论与展望
自石墨烯于２００４年被发现以来，有关石墨烯及其复合材料的研究报道呈指数增长［６３］，研究取得了较大进步。二维片状石墨烯具有独特的力学、电学和热学性
能，将其与聚合物复合后可得到密度小、易加工、吸波效果好的新材料，然而有关石墨烯／聚合物纳米复合材料用于微波吸收的报道还比较少，该研究基本处于起步阶段。有关这方面研究将朝以下方向发展。（１）对石墨烯／聚合物纳米复合材料的微观形
貌进行调控，进一步提高复合材料的微波吸收性能。例如，将复合材料制成纳米管状或中空球状，改善其吸波性能的同时，还可降低材料的密度。（２）将石墨烯进行磁性掺杂后再与导电聚合物复合，制备兼具磁损耗和电损耗的微波吸收材料，在调控电磁参数的同时拓宽吸收频带。（３）研究石墨烯／聚合物纳米复合材料的微波吸收机理，以及石墨烯与聚合物在微波吸收上的协同效应。（４）研究如何实现石墨烯／聚合物纳米复合材料的大规模合成和产业化应用。
十石墨烯/偶氮杂化材料研究进展
摘要石墨烯作为一种新型二维平面纳米材料, 表现出许多优异的物理性质. 含偶氮苯的化合物和聚合物作为功能材料具有独特的光响应性质. 将石墨烯的特性与偶氮材料的光响应性相结合, 有望发展一类具有卓越性能的新型光电功能材料.
展望
如上所述, 最近几年石墨烯的发现和深入研究为光电功能材料领域的发展注入了新的活力. 石墨烯/偶氮杂化材料结合了石墨烯与偶氮聚合物等材料的特点和功能性, 有望改善并展现出新的光电功能性. 目前, 已报道的石墨烯/偶氮杂化材料包括: 石墨烯表面接枝偶氮聚合物、小分子偶氮分子共价结合的氧化石墨烯、静电层-层自组装薄膜等. 这些材料表现出增强偶氮材料表面起伏光栅衍射效率、光调控电导率变化和良好电化学电极性能等功能性. 基于这些研究进展有望发展性能更加优越的光电功能材料和器件等. 目前, 对于石墨烯/偶氮杂化材料这一崭新课题的研究仍处于起步阶段. 为了充分了解石墨烯/偶氮杂化材料的本征态和聚集态结构以及功能性等, 并进一步发掘这类新型材料的优异性能和应用潜能, 需要进一步系统探索石墨烯/偶氮杂化材料制备新方法, 探索利用共价键、分子间非共价键相互作用等实现功能化的新方法. 通过反应控制实现精确的结构裁剪, 深入研究偶氮苯基团类型、接枝位点位置、官能化度等因素对杂化材料结构和性能的影响, 并深入研究杂化材料在光场、电场条件下的物理性质, 这些研究将为发现新的物理现象, 研制新材料, 并最终实现功能器件应用等奠定坚实的基础.
十一石墨烯/银复合薄膜的制备及表征
摘要：采用静电自组装技术，通过交替沉积聚(二烯丙基二甲基氯化铵)(PDDA)(或硝酸银)和氧化石墨烯，制备氧化石墨烯/PDDA薄膜和氧化石墨烯/硝酸银复合薄膜。然后在 600 ℃下通入氩气和氢气进行气氛还原得到石墨烯薄膜和石墨烯/银复合薄膜。采用 AFM、SEM、XPS、UV-Vis 以及四探针电阻仪等对薄膜结构及性质进行表征。结果表明，通过静电自组装法可以获得生长均匀的薄膜。对比于相同自组装次数的石墨烯
薄膜，石墨烯/银复合薄膜具有更好的透光性和更低的薄膜方块电阻。在λ=500 nm 时，
四层石墨烯/银复合薄膜的透过率为 85%左右，而石墨烯薄膜的透过率为 72%左右石墨烯薄膜的方阻为 161.39 kΩ·□-1，而石墨烯/银复合薄膜的方阻为 99.11 kΩ·□-1。结论
采用静电自组装技术和 Ar/H2还原工艺，成功制备出生长均匀的石墨烯/银复合薄膜。XPS 检测证明了银粒子的存在。相比于石墨烯薄膜，石墨烯/银复合薄膜具有较优的光、电性能，其 500 nm 处透过率为 85%，而石墨烯薄膜仅为 72%；薄层方块电阻为 99.11 kΩ·□-1，而石墨烯薄膜为 161.39 kΩ·□-1。研究结果表明银的加入可以同时改善薄膜的透光性和导电性。由于银含量较少(0.02at%)，因此在后续研究中将进一步考察银含量对薄膜性能的影响。
十二石墨烯表面接枝聚(3- 己基噻吩)分子刷的制备与表征
摘要
结合高效率重氮盐加成和 Kumada 催化-转移缩聚反应(KCTP)，聚 3-己基噻吩(P3HT) 被共价接枝在石墨烯(GN)表面，形成聚合物分子刷(P3HT-GN)．通过重氮盐偶合反应，溴苯分子首先被共价连接在氧化还原方法制备的 GN 表面，由此锚固的
Ni(PPh3)4随后引发 3-己基噻吩的催化-转移聚合．原子力显微和热失重分析结果表明，接枝GN 表面的 P3HT 分子刷厚度约为 5 nm，重量分数为 20. 1% ．当假设
P3HT 以伸直链构象接枝在 GN 表面时，估计的接枝密度为每 6. 53 nm2含有 1 个
P3HT 链，链间平均距离为 2. 556 nm． P3HT-GNs 的 X 射线衍射在扫描范围内没有GN 层间衍射峰出现，表明接枝后的 GN 是很好剥离的． P3HT-GN 的紫外- 可见光谱在 300 ～ 500 nm 范围内显示有比纯 P3HT 更弱的吸收峰，表明 P3HT 与 GN 之间存在显著的相互
作用，与 X-射线光电子能谱中增大的氧化噻吩环含量的结果是一致的． P3HT 与 GN 的强相互作用使得光诱导产生的荧光几乎完全被淬灭，量子产率仅为 0. 042% ，相当于纯 P3HT 的 1 /80，显示了突出的电荷转移效率．
结论
报道一种将 P3HT 共价接枝到 GN 表面形成P3HT 分子刷的新方法，制备的分子刷具有显著的电荷转移效率．制备过程包括 3 个主要环节:(1)用氧化-还原方法在表面活性剂存在下制备GN;(2)通过重氮盐加成反应在 GN 表面引入溴苯官能团;(3)溴苯官能团锚固催化剂 Ni(PPh3)4在 GN 表面，并通过 KCTP 在 GN 表面生长 P3HT分子刷．利用显微、波谱及热分析技术，我们对制备的 P3HT 分子刷进行了表征．结果表明，P3HT分子刷层的厚度在 5 nm 左右，占 P3HT-GN 分子刷总重量的 20. 1% ;假设接枝
P3HT 采取完全伸展构象，则估计的接枝密度为每 6. 53 nm2含有 1个 P3HT 分子链，接枝 P3HT 链间距离为 2. 556nm;制备的分子刷使光激发 P3HT 产生的荧光几乎被全部淬灭，量子效率仅为 0. 042% ，显示了突出的电荷转移效率，可望在光子收集、传感器等许多功能性材料领域获得应用．
十三石墨烯材料在本体异质结太阳电池中
的研究进展
摘要:总结了近年来功能化石墨烯在本体异质结太阳电池(BHJ- SCs)中的研究进展。针对石墨烯在不同结构层中的应用分别进行了阐述，主要介绍石墨烯作为透明阳极导电层材料和活性层材料在 BHJ- SCs 中的应用。
结束语
本文结合目前本体异质结太阳电池的研究，综述了石墨烯在以下三方面的应用进展: (1)通过 Hummer 法和 CVD 法，都可以得到单层或多层石墨烯材料，都可以作为透明阳极导电材料。Hummer 法制得的石墨烯操作简单，但氧化过程对其共轭结构造成较大破坏，石墨烯层厚较难控制。而 CVD 法可制得少层连续结构的石墨烯，由于其内电阻小，能更好的发挥石墨烯优良的电学性能，但该方法实验条件较为苛刻、产量较低。(2)作为活性层材料，石墨烯作为受体材料的器件性能仍然较低，但由于功能化石墨烯在普通溶剂中具有较好的分散性，且通过功能化等方法得到的石墨烯的能带具有可调节性，故石墨烯材料在未来将会是替代 PCBM 作为受体材料的理想选择。
(3)空穴传输层材料的应用是石墨烯应用领域的又一突破，通过在 ITO 等表面用石墨烯进行修饰，不仅可以改善 ITO 等的表面粗糙程度，还可以为空穴提供良好的传输通道。独特的结构和性能，低廉的价格，简单的加工技术以及丰富的资源，使石墨烯成为光电领域里具有较高价值的新材料。但由于目前尚在研究的起步阶段，石墨烯材料在异质结太阳电池领域的应用还存在着很多亟待解决的问题，如转化率仍较低，耐久性差，载流子迁移率低等问题。在今后的研究中，通过调整能带和能级以及嫁接官能团改变石墨烯的溶解性等手段，石墨烯凭借自身卓越的电学性能、热稳定性以及良好的机械韧性等，在光伏领域的应用必将让人拭目以待。
十四石墨烯掺杂LiFePO4电极材料的合成
及其电化学性能
采用水热辅助法合成石墨烯改性的LiFePO4多孔微球电极材料. 并对材料进行了X射线衍射(XRD), 扫描电子显微镜(SEM), 透射电子显微镜(TEM), 傅里叶变换红外(FT-IR)光谱, 充放电等表征. 从结果可以看出在2 mol · L-1LiNO3电解液体系中单纯包碳的LiFePO4微球在1C、 50C倍率时的比容量分别为137、 64 mAh · g-1,而石墨烯改性的
LiFePO4微球的比容量分别为141、 105 mAh · g-1, 表现出较好的倍率特性. 恒流循环充放电测试 60 次后两种材料容量保持率分别为 70.2%、 83.7%. 说明掺杂石墨烯构成的三维导电网络能明显改善LiFePO4的电化学性能.
结论
采用水热辅助法合成了掺杂石墨烯的碳包覆LiFePO4多孔纳米微球材料, 相比单纯碳包覆的LiFePO4样品, 其具有更好的倍率特性和较好的循环性能. 在电流密度为 50C 时, 容量可以达到 105mAh·g-1. 在水系体系中, 1C电流密度下循环充放60次后两样品的容量保持率分别为83.7%、 70.2%.石墨烯在其中起了关键性的作用, 不但改善了LiFePO4的导电性, 并且有效缓解了水中的氧气和OH-离子对电极材料的影响,从而进一步改善了LiFePO4材料在水溶液体系中的循环稳定性.
石墨烯聚乳酸复合材料
Preparation of Polylactide/Graphene Composites From Liquid-Phase Exfoliated Graphite Sheets Xianye Li,1Yinghong Xiao,2Anne Bergeret,3Marc Longerey,3Jianfei Che1 1Key Laboratory of Soft Chemistry and Functional Materials,Nanjing University of Science and Technology, Nanjing210094,China 2Jiangsu Collaborative Innovation Center of Biomedical Functional Materials,Jiangsu Key Laboratory of Biomedical Materials,College of Chemistry and Materials Science,Nanjing Normal University, Nanjing210046,China 3Materials Center,Ales School of Mines,30319Ales Cedex,France Polylactide(PLA)/graphene nanocomposites were pre-pared by a facile and low-cost method of solution-blending of PLA with liquid-phase exfoliated graphene using chloroform as a mutual solvent.Transmission electron microscopy(TEM)was used to observe the structure and morphology of the exfoliated graphene. The dispersion of graphene in PLA matrix was exam-ined by scanning electron microscope,X-ray diffrac-tion,and TEM.FTIR spectrum and the relatively low I D/I G ratio in Raman spectroscopy indicate that the structure of graphene sheets(GSs)is intact and can act as good reinforcement fillers in PLA matrix.Ther-mogravimetric analysis and dynamic mechanical analy-sis reveal that the addition of GSs greatly improves the thermal stability of PLA/GSs nanocomposites.More-over,tensile strength of PLA/GSs nanocomposites is much higher than that of PLA homopolymer,increasing from36.64(pure PLA)up to51.14MPa(PLA/GSs-1.0). https://www.sodocs.net/doc/856043361.html,POS.,35:396–403,2014.V C2013Society of Plastics Engineers INTRODUCTION Polylactide(PLA),a renewable,sustainable,biode-gradable,and eco-friendly thermoplastic polyester,has balanced properties of mechanical strength[1],thermal plasticity[2],and compostibility for short-term commod-ity applications[3,4].It is currently considered as a promising polymer for various end-use applications for disposable and degradable plastic products[5–8].Never-theless,improvement in thermal and mechanical proper-ties of PLA is still needed to pursue commercial success. To achieve high performance of PLA,many studies on PLA-based nanocomposites have been performed by incorporating nanoparticles,such as clays[9,10],carbon nanotubes[11–13],and hydroxyapatite[14].However, research on PLA-based nanocomposites containing gra-phene sheets(GSs)or graphite nanoplatelets has just started[15–17].GSs exhibit unique structural features and physical properties.It has been known that GSs have excellent mechanical strength(Young’s modulus of1,060 GPa)[18],electrical conductivity of104S/cm[19],high specific surface area of2,630m2/g[20],and thermal sta-bility[21].Polymer nanocomposites based on graphene show substantial property enhancement at much lower fil-ler loadings than polymer composites with conventional micron-scale fillers,such as glass[22]or carbon fibers [23],which ultimately results in lower filler ratio and simple processing.Moreover,the multifunctional property enhancement of nanocomposites may create new applica-tions of polymers. However,the incorporation of graphene into PLA matrix is restricted by cost and yield.Although the weak interactions that hold GSs together in graphite allow them to slide readily over each other,the numerous weak bonds make it difficult to separate GSs homogeneously in sol-vents and polymer matrices[24].Many methods have been reported for exfoliation of graphite,such as interca-lation with alkali metals[25]or oxidation in strong acidic conditions[26–29].Recently,exfoliation of graphite in liquid-phase was found to be able to give oxide-free GSs with high quality and yield at relatively low cost[30–35]. Correspondence to:Y.H.Xiao;e-mail:yhxiao@https://www.sodocs.net/doc/856043361.html, or J.F.Che; e-mail:xiaoche@https://www.sodocs.net/doc/856043361.html, Contract grant sponsor:Specialized Research Fund for the Doctoral Program of Higher Education of China;contract grant number: 20123219110010;contract grant sponsor:Natural Science Foundation of Jiangsu Province of China;contract grant number:BK2012845;contract grant sponsors:Priority Academic Program Development of Jiangsu Higher Education Institutions(PAPD),contract grant sponsor:Financial support for short visit from Ales School of Mines,France. DOI10.1002/pc.22673 Published online in Wiley Online Library(https://www.sodocs.net/doc/856043361.html,). V C2013Society of Plastics Engineers POLYMER COMPOSITES—2014
水热合成Fe2O3石墨烯纳米复合材料及其电化学性能研究
常熟理工学院学报（自然科学）Journal of Changshu Institute Technology （Natural Sciences ）第26卷第10Vol.26No.102012年10月Oct.,2012 收稿日期：2012-09-05 作者简介：季红梅（1982—），女，江苏启东人，讲师，工学硕士，研究方向：无机功能材料．水热合成Fe 2O 3/石墨烯纳米 复合材料及其电化学性能研究 季红梅1，于湧涛2，王露1，王静1，杨刚1 （1.常熟理工学院化学与材料工程学院，江苏常熟215500；2.吉林石化公司研究院，吉林吉林132021） 摘要：利用水热法成功合成了Fe 2O 3/石墨烯（RGO ）锂离子电池负极材料.导电性能良好的石墨烯网络起到连接导电性能极差的Fe 2O 3和集流体的作用.电化学性能测试表明，180℃下得到的 Fe 2O 3/RGO 具有良好的比容量和循环稳定性.在不同倍率充放电过程中，初始放电比容量为1023.6mAh/g （电流密度为40mA/g ），电流密度增加到800mA/g 时，放电比容量维持在406.6 mAh/g ，大于石墨的理论放电比容量~372mAh/g.在其他较高的电流密度下比容量均保持基本不变.该Fe 2O 3/RGO 有望成为高容量、低成本、低毒性的新一代锂离子电池负极材料.关键词：Fe 2O 3；石墨烯；负极材料中图分类号：TM911文献标识码：A 文章编号：1008-2794（2012）10-0055-05 自从P.Poizot [1]等报道过渡金属氧化物可以作为锂离子电池负极材料这一研究后，金属氧化物负极便逐渐引起人们的重视.铁的氧化物具有比容量大、倍率性能好和安全性能高等优点，且原料来源丰富、价格低廉、环境友好，因此是一类很有发展潜力的动力锂离子电池负极材料.Fe 2O 3作为一种常温下最稳定的铁氧化合物，理论容量为1005mAh/g ，远高于石墨类材料的理论比容量，已经成为锂离子电池负极材料的一个研究热点.近年来，石墨烯由于其高的电传导性，大的比表面积，良好的化学稳定性和柔韧性而被尝试用于与活性锂离子电池负极材料复合，提升材料的电化学性能.比如，Cui Y [2]课题组在溶剂热条件下两步法得到Mn 3O 4与石墨烯的复合材料，改善了Mn 3O 4的比容量和循环性能.Co 3O 4，Fe 3O 4等金属氧化物材料与石墨烯复合也有被研究，本课题组在石墨烯和金属氧化物材料复合方面也做了大量的工作[3].本文通过水热法一步合成Fe 2O 3/石墨烯纳米复合材料，并研究了其电化学性能，合成过程中采用三乙烯二胺提供反应的碱性环境，并控制Fe 2O 3的粒子生长.1 实验 1.1试剂和仪器 三乙烯二胺（C 6H 12N 2）；无水三氯化铁（FeCl 3）；石墨；硝酸钠（NaNO 3）；浓硫酸（H 2SO 4）；高锰酸钾（KMnO 4）；双氧水（H 2O 2）和盐酸（HCl ），以上试剂均为分析纯.实验用水为去离子水.日本理学H-600型透射电子显微镜；日本理学D/max2200PC 型X 射线衍射仪；德国Bruker Vector 22红外光谱仪；日本JEOL-2000CX 透射电镜；美国Thermo Scientific Escalab 250Xi 光电子能谱仪；LAND 电池
石墨烯复合材料的研究及其应用
石墨烯复合材料的研究及其应用 任成，王小军，李永祥，王建龙，曹端林 摘要：石墨烯因其独特的结构和性能，成为物理化学和材料学界的研究热点。本文综述了石墨烯复合材料的结构和分类，主要包括石墨烯-纳米粒子复合材料、石墨烯-聚合物复合材料和石墨烯-碳基材料复合材料。并简述石墨烯复合材料在催化领域、电化学领域、生物医药领域和含能材料领域的应用。 关键词：石墨烯；复合材料；纳米粒子；含能材料 Research and Application of Graphene composites ABSTRACT: Graphene has recently attracted much interest in physics,chemistry and material field due to its unique structure and properties. This paper reviews the structure and classification of graphene composites, mainly inclouding graphene-nanoparticles composites, graphene-polymer composites and graphene-carbonmaterials composites. And resume the application of graphene composites in the field of catalysis, electrochemistry, biological medicine and energetic materials. Keywords: graphene; composites; nanoparticles; energetic materials 石墨烯自2004年曼彻斯特大学Geim[1-3]等成功制备出以来，因其独特的结构和性能，颇受物理化学和材料学界的重视。石墨烯是一种由碳原子紧密堆积构成的二维晶体，是包括富勒烯、碳纳米管、石墨在内的碳的同素异形体的基本组成单元。石墨烯的制备方法主要有机械剥离法，晶体外延法，化学气相沉积法，插层剥离法以及采用氧化石墨烯的高温脱氧和化学还原法等[4-10]。与碳纳米管类似，石墨烯很难作为单一原料生产某种产品，而主要是利用其突出特性与其它材料体系进行复合．从而获得具有优异性能的新型复合材料。而氧化石墨烯由于其特殊的性质和结构，使其成为制备石墨烯和石墨烯复合材料的理想前驱体。本文综述了石墨烯复合材料的结构、分类及其在催化领域、电化学领域、生物医药领域和含能材料领域的应用。
高分子_石墨烯纳米复合材料研究进展
高分子／石墨烯纳米复合材料研究进展 高秋菊１，夏绍灵１，２＊ ，邹文俊１，彭 进１，曹少魁２ （１．河南工业大学材料科学与工程学院，郑州 ４５０００１；２．郑州大学材料科学与工程学院，郑州 ４５００５２ ）收稿：２０１２－０１－０９；修回：２０１２－０４－ ２４；基金项目：郑州科技攻关项目（０９１０ＳＧＹＧ２３２５８－ １）；作者简介：高秋菊（１９８４—），女，硕士研究生，主要从事高分子复合材料的研究。Ｅ－ｍａｉｌ：ｇａｏｑｉｕｊ ｕ２００８＠ｙａｈｏｏ．ｃｏｍ．ｃｎ；＊通讯联系人，Ｔｅｌ：０３７１－６７７５８７２２；Ｅ－ｍａｉｌ：ｓｈａｏｌｉｎｇ ＿ｘｉａ＠ｈａｕｔ．ｅｄｕ．ｃｎ． 摘要： 石墨烯以其优异的力学、光学、电学和热学性能，得到日益广泛的关注和研究。本文介绍了石墨烯的结构、性能和特点，并对石墨烯的改性方法进行了概括。本文着重综述了高分子／石墨烯纳米复合材料的研究现状和进展，并介绍了高分子／石墨烯纳米复合材料的三种制备方法，即原位插层聚合法、溶液插层法和熔融插层法。此外，还对高分子／石墨烯纳米复合材料的应用前景进行了展望，并对石墨烯复合材料研究存在的问题和未来的研究方向进行了讨论。 关键词：石墨烯；高分子；纳米复合材料；研究进展 引言 石墨烯是以ｓｐ２ 杂化连接的碳原子层构成的二维材料， 其厚度仅为一个碳原子层的厚度。这种“只有一层碳原子厚的碳薄片”，被公认为目前世界上已知的最薄、最坚硬、最有韧性的新型材料。石墨烯具 有超高的强度，碳原子间的强大作用力使其成为目前已知力学强度最高的材料。石墨烯比钻石还坚硬， 强度比世界上最好的钢铁还高１００倍［１］ 。石墨烯还具有特殊的电光热特性， 包括室温下高速的电子迁移率、 半整数量子霍尔效应、自旋轨道交互作用、高理论比表面积、高热导率和高模量、高强度，被认为在单分子探测器、集成电路、场效应晶体管等量子器件、功能性复合材料、储能材料、催化剂载体等方面有广泛 的应用前景［ ２］ 。石墨烯是一种疏松物质，在高分子基体中易团聚，而且石墨烯本身不亲油、不亲水，在一定程度上也限制了石墨烯与高分子化合物的复合，尤其是纳米复合。因而，很多学者对石墨烯的改性进行了大量的研究，以提高石墨烯和高分子基体的亲和性，从而得到优异的复合效应。 １ 石墨烯的改性方法 １．１ 化学改性石墨烯 该方法基于改性Ｈｕｍｍｅｒｓ法［３］ 。首先，由天然石墨制得石墨氧化物， 再通过几种化学方法获得可溶性石墨烯。其化学方法包括：氧化石墨在稳定介质中的还原［４］、通过羧基酰胺化的共价改性［５］ 、还原氧化石墨烯的非共价功能化［ ６］、环氧基的亲核取代［７］、重氮基盐的耦合［８］ 等。此外，还出现了对石墨烯的氨基化［９］、酯化［１０］、异氰酸酯［１１］ 改性等。用化学功能化的方法对石墨烯进行改性，不仅可以提高其溶解性 和加工性能，还可以增强有机高分子间的相互作用。１．２ 电化学改性石墨烯 利用离子液体对石墨烯进行电化学改性已见报道［１２］ 。用电化学的方法，使石墨变成用化学改性石 墨烯的胶体悬浮体。石墨棒作为阴极，浸于水和咪唑离子液的相分离混合物中。以１０～２０Ｖ的恒定电 · ７８· 第９期 高 分 子 通 报
石墨烯复合材料
石墨烯复合材料 石墨烯是单层碳原子通过sp2杂化形成的蜂窝点阵结构，属于二维原子晶体，此独特的空间结构，给石墨烯带来了优异的电学、力学、热学和比表面积大等性质。但是二维石墨烯由于片层之间具有较强的π-π作用和范德华力，使得石墨烯容易聚集形成石墨，限制了石墨烯在各个领域中的应用。因此，为了防止石墨烯的聚集和拓展石墨烯的应用，科研工作者将石墨烯与高分子或者无机纳米粒子进行复合，从而得到具有优异性能的复合材料。石墨烯的复合材料具有化学稳定性高、比表面积大，易回收等特点，在环境治理方面受到了科学家的青睐。 一、石墨烯复合材料的分类和制备 1、石墨烯-高分子复合材料 石墨烯-高分子复合材料，石墨烯的独特的结构和性能，对于改善高分子的导电性、热性能和吸附能力等方面有非常大的应用价值。制备石墨烯-高分复合材料最直接的方法是将高分子溶液与石墨烯的溶液混合，其中高分子和填充物在溶剂中的溶解能力是保证最佳分散度的重要因素。因此，在溶液混合时，可以将石墨基质表面功能化来提高它在多种溶剂中的溶解度。例如，异氰酸
苯酯修饰的GO在在聚苯乙烯的DMF溶液中表现出了较好的溶解度。 2、石墨烯-无机纳米粒子复合材料 无机纳米粒子存在着易于团簇的问题，并且选择合适的载体也是其广泛应用需要解决的问题。石墨烯具有多种优异的性能，并且具有较大的比表面积，可以成为无机纳米材料的载体。无机纳米粒子可以将易于团簇的石墨烯片层分开，防止团簇，从而两者形成石墨烯-无机纳米粒子新型的复合材料，这些材料广泛的应用于检测、催化和气体存储等方面。目前已报道的有负载的金属纳米粒子Ag、Au、氧化物纳米粒子ZnO和Fe3O4等。 3、其它石墨烯复合材料 石墨烯不仅仅可以和高分子、无机纳米材料复合，还可以同时结合高分子、纳米粒子和碳基材料中的一种或者两种，形成多元的含有石墨烯的复合材料。这类材料具有多功能性，用于超级电容器或者传感器等。 二、石墨烯复合材料在水治理的应用 1、吸附作用 碳材料中活性碳和碳纳米管被广泛的应用于水净化领域，将石墨烯与其它化合物进行复合，这些复合材料在吸附污染物上有非常高的效率，可以应用于染料、多芳香环烃和汽油的吸附。比如利用磁性-壳聚糖-石墨烯的复合材料可以大大提高去除溶液中的亚甲基蓝的效率，吸附能力达到
石墨烯基复合材料的制备及吸波性能研究进展
石墨烯基复合材料的制备及吸波性能研究 进展 摘要随着吉赫兹（GHz）频率范围的电磁波在无线通信领域的广泛应用，诸如电磁干扰、信息泄露等问题亟待解决。此外，军事领域中的电磁隐身技术与导弹的微波制导需要，使得电磁波吸收材料受到持续而广泛的关注。因此，迫切需要发展一种厚度薄、频带宽、强吸收的吸波材料。 石墨烯作为世界上最薄硬度最强的纳米材料，优点很多，例如石墨烯制成的片状材料中，厚度最薄，比表面积较大，具有超过金刚石的强度等，这些优点满足吸波材料的需求。石墨烯基复合材料在满足吸波材料基本要求的基础上又提升了材料吸收波的能力。 本文简单地介绍了吸波材料及石墨烯，综述概况了石墨烯基复合材料的研究现状，包括石墨烯复合材料制备方法、微观形貌以及复合材料的吸波性能，提出了石墨烯基复合吸波材料未来的发展方向。 关键词石墨烯基；吸波材料；纳米材料
Progress in Preparation and absorbing properties of graphene-based composites Abstract With the gigahertz (GHz) frequency range of the electromagnetic waves are widely used in wireless communications, such as electromagnetic interference, information leaks and other problems to be solved. In addition, military stealth technology in the field of electromagnetic and microwave guided missiles require such electromagnetic wave absorbing material is subjected to a sustained and widespread concern. Therefore, an urgent need to develop a thin, wide frequency band, a strong absorption of absorbing materials. Graphene as the strongest of the world's thinnest hardness nanomaterials, has many advantages, such as a sheet material made of graphene, the thinnest, large specific surface area, with more than a diamond of strength, these benefits meet absorbers It needs. Graphene-based composites on the basis of absorbing materials to meet the basic requirements but also enhance the ability of the material to absorb waves. This article briefly describes the absorbing material and graphene, graphene reviewed before the status quo based composite materials research, including graphene composite material preparation, morphology and absorbing properties of composites made of graphene-based composite
石墨烯在复合材料中的应用
石墨烯在复合材料中的应用 龚欣 （东南大学机械工程学院南京211189） 摘要：介绍了石墨烯与有机高聚物、无机纳米粒子以及其它碳基材料的复合物，同时展望了这些材料在相关领域中的应用前景． 关键词：石墨烯纳米复合材料 2004年至今, 关于石墨烯的研究成果已在SCI检索期刊上发表了超过2000篇论文, 石墨烯开始超越碳纳米管成为了备受瞩目的国际前沿和热点．基于石墨烯的纳米复合材料在能量储存、液晶器件、电子器件、生物材料、传感材料和催化剂载体等领域展现出许多优良性能，具有广阔的应用前景．目前研究的石墨烯复合材料主要有石墨烯/聚合物复合材料和石墨烯/无机物复合材料两类，其制备方法主要有共混法、溶胶-凝胶法、插层法和原位聚合法.本文将对石墨烯的纳米复合材料及其性能等方面进行简要的综述． 一、基于石墨烯的复合物 利用石墨烯优良的特性与其它材料复合可赋予材料优异的性质．如利用石墨烯较强的机械性能，将其添加到高分子中，可以提高高分子材料的机械性能和导电性能；以石墨烯为载体负载纳米粒子，可以提高这些粒子在催化、传感器、超级电容器等领域中的应用． 1.1 石墨烯与高聚物的复合物 功能化后的石墨烯具有很好的溶液稳定性，适用于制备高性能聚合物复合材料．根据实验研究，如用异氰酸酯改性后的氧化石墨烯分散到聚苯乙烯中，还原处理后就可以得到石墨烯-聚苯乙烯高分子复合物．该复合物具有很好的导电性，添加体积分数为1%的石墨烯时，常温下该复合物的导电率可达0.1S/M，可在导电材料方面得到的应用． 添加石墨烯还可显著影响高聚物的其它性能，如玻璃化转变温度(Tg)、力学和电学性能等．例如在聚丙稀腈中添加质量分数约1%的功能化石墨烯，可使其Tg 提高40℃．在聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）中仅添加质量分数0.05%的石墨烯就可以将其Tg提高近30℃．添加石墨烯的PMMA比添加膨胀石墨和碳纳米管的PMMA具有更高的强度、模量以及导电率．在聚乙烯醇（PVA）和PMMA中添加质量分数0.6% 的功能化石墨烯后，其弹性模量和硬度有明显的增加．在聚苯胺中添加适量的氧化石墨烯所获得的聚苯胺-氧化石墨烯复合物的电容量（531F/g）比聚苯胺本身的电容量（约为216F/g）大1倍多，且具有较大的拉伸强度（12.6MPa）．这些性能为石墨烯-聚苯胺复合物在超级电容器方面的应用创造了条件． 石墨烯在高聚物中还可形成一定的有序结构．通过还原分散在Nafition膜中
石墨烯及其纳米复合材料发展.
河北工业大学 材料科学与工程学院 石墨烯及其纳米复合材料发展概况 专业金属材料 班级材料116 学号111899 姓名李浩槊 2015年01月05日
摘要 自从2004年，英国曼彻斯特大学物理学家安德烈·海姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫，成功地在实验中从石墨中分离出石墨烯，石墨烯因其优异的力学、电学和热学性能已经成为备受瞩目的研究热点。 石墨烯的碳原子排列与石墨的单原子层雷同，是碳原子以sp2混成轨域呈蜂巢晶格(honeycomb crystal lattice)排列构成的单层二维晶体。石墨烯可想像为由碳原子和其共价键所形成的原子尺寸网。石墨烯是世上最薄也是最坚硬的纳米材料，它几乎是完全透明的，只吸收2.3%的光；导热系数高达5300 W/（m·K），高于碳纳米管和金刚石，常温下其电子迁移率超过15000 cm2 /（V·s），又比纳米碳管或硅晶体高，而电阻率只约10-6Ω·cm，比铜或银更低，为世上电阻率最小的材料。因为它的电阻率极低，电子跑的速度极快，因此被期待可用来发展出更薄、导电速度更快的新一代电子元件或晶体管。由于石墨烯实质上是一种透明、良好的导体，也适合用来制造透明触控屏幕、光板，甚至是太阳能电池。 石墨烯的结构非常稳定，石墨烯内部的碳原子之间的连接很柔韧，当施加外力于石墨烯时，碳原子面会弯曲变形，使得碳原子不必重新排列来适应外力，从而保持结构稳定。这种稳定的晶格结构使石墨烯具有优秀的导热性。 但是，因为石墨烯片层之间存在很强的范德华力，导致其很容易堆积团聚，在一般溶剂中的分散性很差，所以其应用领域受到了限制。本文通过收集、查阅多篇有关石墨烯研究的论文，分析、整理了石墨烯及其纳米复合材料的制备技术发展及其应用的相关知识、理论。 关键词：石墨烯纳米材料制备复合材料
石墨烯增强铝基复合材料的研究进展
Material Sciences 材料科学, 2019, 9(8), 803-812 Published Online August 2019 in Hans. https://www.sodocs.net/doc/856043361.html,/journal/ms https://https://www.sodocs.net/doc/856043361.html,/10.12677/ms.2019.98100 Research Progress on Graphene Reinforced Aluminum-Based Composites Jiangyu Li1, Shourong Zhao2, Wei Zhang1,2, Yunlai Deng2, Keda Jiang2 1Guangxi Liuzhou Yinhai Aluminum Co., Ltd., Liuzhou Guangxi 2Light Alloy Research Institute, Central South University, Changsha Hunan Received: July 29th, 2019; accepted: August 13th, 2019; published: August 20th, 2019 Abstract Graphene possesses excellent mechanical properties, high thermal conductivity and low density. It is recognized as an ideal reinforcing material for metal matrix composites (MMC). In this paper, the preparation methods of graphene reinforced aluminum matrix composites are reviewed, the research status of powder metallurgy, stir casting process and other methods is summarized. Casting process effects of different preparation methods on the microstructure and properties of graphene reinforced aluminum matrix composites were discussed. Its application prospect is also predicted at last. Keywords Grapheme, Aluminum-Based Composites, Manufacturing Methods, Properties 石墨烯增强铝基复合材料的研究进展 李江宇1，赵寿荣2，张伟1,2，邓运来2，姜科达2 1广西柳州银海铝业股份有限公司，广西柳州 2中南大学轻合金研究院，湖南长沙 收稿日期：2019年7月29日；录用日期：2019年8月13日；发布日期：2019年8月20日 摘要 石墨烯具有优异的力学性能、高导热系数和低密度，被公认为金属基复合材料(MMC)的理想增强材料。 本文综述了石墨烯增强铝基复合材料的制备方法，归纳了粉末冶金法、搅拌鋳造法及其他多种方法的研
Pt-石墨烯复合材料
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石墨烯复合材料的制备及其性能研究进展
石墨烯复合材料的制备及其性能研究进展
论文 题目: 石墨烯复合材料的制备 及其性能研究进展学生姓名: 学号： 院（系）：化工与制药工程系专业班级： 指导教师： 职称： 201 年月
石墨烯复合材料的制备及其性能研究进展 摘要: 石墨烯以其优异的性能和独特的二维结构成为材料领域研究热点。本文综述了石墨烯的制备方法并分析比较了各种方法的优缺点, 简单介绍了石墨烯的力学、光学、电学及热学性能。基于石墨烯的复合材料是石墨烯应用领域中的重要研究方向, 本文详细介绍了石墨烯聚合物复合材料和石墨烯基无机纳米复合材料的制备及应用，以及石墨烯复合材料的展望。 关键词:石墨烯;制备;性能;复合材料
Research Progress on Preparation and properties of graphene composite materials Abstract: Graphene has become a hot research field of material for its excellent performance and unique two-dimensional structure. This paper summarizes the method for preparing graphene and compared the advantages and disadvantages of various methods,introduces the mechanics,graphene optical,electrical and thermal properties. Composite materials based on graphene is an important research direction in the field of application of graphene,this paper introduces the preparation and application of graphene polymer composites and graphene based inorganic nano composite material,and the prospect of graphene composite materials. Key words:graphene;preparation;properties;composite materials
石墨烯基复合材料的制备及其性质
研究生专业课程考试答题册 学号2016260713 姓名李亚飞 考试课程先进复合材料学 考试日期2016年1月16日 西北工业大学研究生院
石墨烯基复合材料的制备及其性质 摘要 石墨烯以其优异的性能和独特的二维结构成为材料领域研究热点。本文综述了石墨烯的制备方法并分析比较了各种方法的优缺点, 简单介绍了石墨烯的力学、光学、电学及热学性能。基于石墨烯的复合材料是石墨烯应用领域中的重要研究方向, 本文介绍了石墨烯基聚合物复合材料和石墨烯无机纳米复合材料的 制备及性质。 关键词：石墨烯；制备；性质；复合材料 Abstract Graphene its excellent performance and unique two-dimensional structure has become a hot research field of materials. This article reviews the graphene preparation and analysis and comparison of the advantages and disadvantages of each method, a brief introduction to mechanical, optical, electrical and thermal properties of graphene. Graphene-based composite material is graphene applications in important research, this paper describes the preparation and properties ofgraphene-based polymer composites and inorganic nano-graphenecomposites. Keywords:graphene; preparation; properties; composite 一、引言 自从石墨烯单层结构被诺沃肖洛夫等人在2004年首次剥离之后，有关石墨烯及其应用特性的研究在多个领域得到了广泛发展。石墨烯是sp2杂化碳原子形成的厚度仅为单原子层，排列成二维六角网格状的晶体。当施加外部机械力时，碳原子层就会弯曲变形来适应外力，而不必使碳原子重新排列，这样就保持了结构的稳定。石墨烯中的电子在二维六角网格中运动时，不会因晶格缺陷或掺杂原子而发生散射。由于原子间相互作用力较强，即使在常温下周围碳原子间发生挤撞，石墨烯中电子受到的干扰也非常小。石墨烯具有许多优异的性质，如理论上理想的单层石墨烯的比表面积达2630 m2/g，而厚度仅为0.35 nm；理想情况下，电子在石墨烯上的运动速度远超过在一般导体中的运动速度，达到了光速的1/300；石墨烯的拉伸模量和力学强度分别可达1000和130GPa，是目前已知最高的，为钢的100多倍。为了在各种应用中进一步发掘这些性质，研究人员对石墨烯及石墨烯基复合材料的合成进行了多种合成路径的开发。迄今为止，石墨烯已经被成功地与无机纳米结构、有机晶体、聚合物、金属有机框架结构、生物材料、碳纳米管等材料复合，并在电池、超级电容器、燃料电池、光催化、传感、拉曼增强等领域得到了广泛的研究。 1.1、石墨烯的制备 石墨烯的制备从最早的机械剥离法开始逐渐发展出多种制备方法, 如: 晶体外延生长法、化学气相沉积法、液相直接剥离法以及高温脱氧和化学还原法等。我国科研工作者较早开展了石墨烯制备的研究工作。化学气相沉积法是一种制备
石墨烯增强金属基复合材料项目
石墨烯增强金属基复合材料项目 可行性研究报告 有色金属及复合材料研究所编制 二零一四年十月
目录 第一章研究概论 (1) 第二章项目背景和发展概况 (4) 第三章项目发展环境分析 (12) 第四章应用技术方案 (20) 第五章 项目企业竞争策略 (21) 第六章行业国内市场分析 (22) 第七章可行性研究结论与建议 (27) 报告撰写人 冷金凤 二〇一五年十月
第一章 研究概述 1.1研究背景及目标 上世纪九十年代，我国开始金属基复合材料（MMC）的研究，经过二十多年发展，金属基复合材料已经在军事国防领域取得了产业化应用并向民用领域渗透，如今已在陆上交通、民航、工业和体育休闲产业等诸多领域实现商业化的应用。从全球溯源及发展来看，美国是起步最早、投入最大，也是终端产品应用最多的国家，日本和英国也拥有一些生产工艺成熟的企业。相比较而言，我国在金属基研究方向起步较晚，目前在军工、航天领域已在某些器件上获得规模化应用，但也存在生产工艺不成熟，成品率低等问题，在民用领域还没有大的突破。同时，对于颗粒增强金属基复合材料的增强体选择上，通常为陶瓷相，产业化上应用最多的是SiC、Al2O3等陶瓷颗粒，由于硬、脆质点的本征属性，导致金属基复合材料难以进一步塑形成型，同时加工成本高。所以，从金属基复合材料应用深度和广度来看，有必要进一步完善金属基复合材料的制备工艺，提高工艺稳定性，降低制备和加工成本。二维特殊结构石墨烯纳米材料的出现，为解决硬、脆质点加入导致的难以二次加工提供了解决方案，同时进一步降低密度，提高综合性能，所以有必要研究石墨烯增强的金属基复合材料，以满足我国航空航天、军工、交通运输及热管理领域等需求。本文目标在于论证石墨烯增强金属基复合材料在国内生产的项目可行性研究。