超越石墨烯!新型光电子器件材料：二维过渡金属二硫族化合物

江苏先丰纳米材料科技有限公司是国际上提供石墨烯产品很早的公司之一，现专注于石墨烯、超越石墨烯！新型光电子器件材料：二维过渡金属二

硫族化合物

过渡金属二硫族化合物2D-TMDs 是一种新型二维材料，

2D-TMDs 的维度、厚度、平整性、柔性、有限的带隙、合适的载流子迁移率，特别是可能的TMD 垂直、平面异质和超晶格结，吸引了众多研究者的兴趣，已被作为新一代的可调光伏器件和发光器件材料。然而如何获得大面积单晶连续膜是成为制备TMDs 器件的主要障碍。

先丰纳米特推出系列CVD 方法制备的2D-TMDs 材料（MoS2、

WS2

、ReS2、SnS2、PtSe2、ReSe2、SnSe2），形貌多样，面积大，单层率高，光学性质良好。同时还可以提供大面积2D-TMDs 定制服务，为2D-TMDs 材料的器件应用清除障碍。

超越石墨烯！

作为过渡金属二硫族化合物的近亲材料，先丰纳米的黑磷晶体和分散液产品一经推出就引发研究热潮，客户先后在Advanced Materials、Advanced Functional Materials等期刊发表多篇文章，探索了黑磷在非线性光学、光电子器件、储能、生物医学等领域的应用，为黑磷和黑磷分散液的制备和应用提供了新的方法和思路，同时也证明了国际期刊对先丰黑磷产品质量的认可。

过渡金属二硫族化合物材料作为光电器件领域待开发的“荒地”，期待着你的到来!

江苏先丰纳米材料科技有限公司是国际上提供石墨烯产品很早的公司之一，现专注于石墨烯、

石墨烯纳米材料及其应用

墨烯纳米材料及其应

二?一七年十二月

摘要 ................. 错误!未定义书签 1引言................ 错误!未定义书签 2石墨烯纳米材料介绍......... 错误!未定义书签 3石墨烯纳米材料吸附污染物...... 错误!未定义书签金属离子吸附........... 错误!未定义书签 有机化合物的吸附......... 错误!未定义书签 4石墨烯在膜及脱盐技术上的应用..… 错误!未定义书签石墨烯基膜............ 错误!未定义书签 采用石墨烯材料进行膜改进..... 错误!未定义书签 石墨烯基膜在脱盐技术的应用??… 错误!未定义书签5展望................ 错误!未定义书签

石墨烯因为其独特的物理化学方面的性质，特别是其拥有较高的比表面积、 较高的电导率、较好的机械强度和导热性，使其作为一种新颖的纳米材料赢得了越来越广泛的关注。 关键词：石墨烯；碳材料；环境问题；纳米材料 1引言 随着世界人口的增长，农业和工业生产出现大规模化的趋势。空气，土壤和水生生态系统受到严重的污染；全球气候变暖等环境问题正在成为政治和科学关注的重点。目前全球已经开始了解人类活动对环境的影响，并开发新技术来减轻相关的健康和环境影响。在这些新技术中，纳米技术的发展已经引起了广泛的关注。 纳米材料由于其在纳米级尺寸而具有独特的性质，可用于设计新技术或提高现有工艺的性能。纳米材料在水处理，能源生产和传感方面已经有了诸多应用，越来越多的文献描述了如何使用新型纳米材料来应对重大的环境挑战。 石墨烯引起了诸多研究人员的关注。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。在环境领域，石墨烯已被应用于新型吸附剂或光催化材料，其作为下一代水处理膜的构件，常用作污染物监测。 2石墨烯纳米材料介绍 单层石墨烯属于单原子层紧密堆积的二维晶体结构（）。在石墨烯平面内，碳原子以六兀环形式周期性排列，每个碳原子通过C键与临近的二个碳原子相连，S Px和Py三个杂化轨道形成强的共价键合，组成sp2杂化结构，具有120° 的键角。石墨烯可由石墨单层剥离而产生，最初是通过微机械剥离，使用胶带依次将石墨粘黏成石墨烯来实现。Geim和Novoselov

新型石墨烯涂层使金属耐腐蚀性提高百倍

新型石墨烯涂层使金属耐腐蚀性提高百倍 链接：https://www.sodocs.net/doc/be18069286.html,/tech/39047.html 新型石墨烯涂层使金属耐腐蚀性提高百倍 最近，澳大利亚莫纳什大学和美国莱斯大学研究人员合作，用肉眼看不见的石墨烯薄膜作为涂层，使铜的耐腐蚀性增强近百倍，为恶劣环境下的金属防洪提供了巨大潜力。研究人员指出，用石墨烯薄膜作防腐蚀涂层也意味着在开发保护性涂层方面有了模式性转变。相关论文发表在9月出版的《碳》杂志上。 作为广受关注的新材料，目前，科学家们正在开发用石墨烯提高金属耐腐蚀性方面的潜能。研究小组通过一种叫做“化学气相沉积”的技术，在800—900摄氏度时使石墨烯紧密贴在铜上，并在盐水中对其进行测试。“我们的成果也是迄今为止所报道的最佳改进之一。”论文合著者曼纳卡玛加姆德说，“其耐腐蚀性比未经处理的铜提高了近100倍。其他研究可能只有五六倍或更多。这是一个相当大的飞跃。” 该研究的主要实验人员帕拉玛班纳吉说，石墨烯具有优良的机械性能和很高的强度。金属上常用的聚合物涂层很容易被刮伤，降低了保护性能。虽然石墨烯涂层从外观上既看不到也摸不着，却更加坚固抗损伤。“我把它叫做‘神奇的材料’。” “在澳大利亚这样被海洋包围的国家，用原子涂层为环境提供特殊保护尤为重要。”班纳吉说，虽然初步实验仅限于铜，目前他们已在用其他金属开展实验。 研究人员指出，这项技术具有广泛的应用前景，从远洋轮船到电子产品，在任何用到金属并有腐蚀风险的地方，都能大大延长金属的使用寿命。这也意味着许多行业将因此节约巨大的成本。目前，该技术的工艺过程尚处于实验测试阶段。玛加姆德说，他们不仅在各种金属上进行实验，还研究怎样在低温下制作涂层，这将简化生产并提高产品的市场潜力。（记者 常丽君） 原文地址：https://www.sodocs.net/doc/be18069286.html,/tech/39047.html 页面 1 / 1

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。

纳米石墨烯的特性以及应用

纳米石墨烯的特性以及应用 摘要：石墨烯是指从石墨材料中剥离出来、由碳原子组成的只有一层原子厚度的二维晶体。在石墨烯中，碳原子之间以σ键相连接，这些σ键赋予了石墨烯极其强大的机械性能；同时，由于碳原子的结合方式为SP2杂化，因此每个碳原子都有一个孤电子，从而赋予了其优秀的导电性。而近年来，纳米石墨烯以及其氧化物，由于自身良好的生物相容性以及较大的表面积，在生物医药等领域的应用取得了极大的进展，本文将简述石墨烯以及其氧化物的特性，并举例分析其在生物载药工厂中的作用。 关键词：纳米石墨烯；纳米氧化石墨烯；生物医药；药物传递 一．纳米石墨烯以及氧化纳米石墨烯自身特性 1.1 纳米石墨烯自身特性 纳米石墨烯与石墨烯的概念容易混淆，但本质上是同一个物质。纳米石墨烯代表的是厚度在纳米级别的石墨烯。一般程度上严格定义的石墨烯都是单层的，而纳米石墨烯则有可能是多层的。纳米石墨烯常常被称为石墨烯纳米片，也被称为碳纳米片（ CNFs ）或碳纳米壁（ CNWs）。人们所熟悉的富勒烯，碳纳米管，石墨等碳材料，本质的基础单元就是石墨烯。 石墨烯最迷人的地方在于它的纯粹。单层原子的结构使得石墨烯具有极薄的性质，但由于碳原子之间强韧的σ键以及整个二维晶体平面的拉伸性能，使得石墨烯同时具有了非常高的强度性能，杨氏模量为1100Gpa，而断裂强度则达到惊人的125Gpa，这样的机械性能使得石墨烯几乎可以被利用在任何需要高强度材料的领域。 而与此同时，石墨烯二维晶体表面流动的孤电子赋予了它优越的导电性能。由于自身电阻率非常小，石墨烯被视为下一个可以取代“硅”的导电原材料，人们希望能制备出具有更高性能的现代计算机芯片或处理器。 1.2 氧化纳米石墨烯自身特性 氧化纳米石墨烯，英文缩写为GO，顾名思义是石墨烯的氧化物。氧化石墨烯保留了原有的层状结构，通过强氧化剂（例如高锰酸钾）开环，使得部分双键断裂，引入了许多含氧的官能团，例如羧基，羟基，环氧基等。这些活泼的含氧功能团赋予了石墨烯更为活泼的性能。

金属嵌入石墨烯

金嵌入石墨烯：一个可能具有高活性的催化剂 Au嵌入石墨烯的催化活性是通过使用CO的氧化为基准探针并且利用第一性原理方法来研究的。CO氧化Au嵌入石墨烯的催化的第一个最可能的步骤是继续进行朗缪尔 - 欣谢尔伍德反应(CO + O2→OOCO→ CO2 +O),其能量势垒是低至0.31ev。氧化的第二步骤将是埃利-Rideal反应（CO+O→ CO2）其具有小得多的能量势垒（0.18ev）。金部分填充d状态处于费米能级的周围，由于Au与相邻的碳原子之间的相互作用。Au嵌入石墨烯的高活性可能归因于CO，O2，Au之间的电子共振，尤其，是在Au原子的d状态和CO和O2的反键2π状态。这将打开一个新的途径来制造低成本，高活性碳系催化剂。 介绍 石墨烯、单原子厚度的碳板具有独特的电子和几何特性,被认为是最有前途的下一代电子材料。完美的石墨烯在正常环境下化学惰性是稳定的。然而，对于过渡金属催化剂而言，纳米结构的碳材料和石墨烯是比较好的基底材料，如碳纳米管（CNT）和碳纳米纤维（CNFs）。主要由于其高的表面积，已被广泛地研究。近来，有报道说，金属subnanoclusters，包含仅有几个原子，在石墨烯片显示出对氧化反应不寻常的高活性。金属簇和石墨烯之间的强相互作用被发现。在单层石墨烯或碳原子的悬空键处的碳空位可以调节负载金属簇的电子结构。调查了过渡金属利用密度泛函理论嵌入石墨烯,发现过渡金属原子和相邻的碳原子之间的键确定系统的磁性和电子结构。因此，惰性石墨烯可以通过碳空位和金属簇，甚至一个单一的原子之间的相互作用转变为非常活泼的催化剂。该金属原子的嵌入石墨烯结构最近已制造，并且金属原子在石墨烯平面中的扩散可被控制。它开辟了新的途径来设计基于石墨烯的先进催化剂。在本文中，我们使用CO氧化为基准探头，对金嵌入石墨烯的催化活性进行研究。我们对金特别感兴趣，因为金是最高贵的金属而且并没有被认为是一个很好的催化剂，直到最近。我们的计算显示，金嵌入石墨烯是一个很好的高效催化剂，并且成本低。

石墨烯柔性压力传感器

石墨烯柔性压力传感器 传感技术被认为是21世纪科学技术发展的重要组成部分，传感技术、计算机技术和通信技术被称为现代信息产业的三大支柱，广泛应用于电子、航天航空、国防、科研等领域。 石墨烯因其优异的电学和力学性能成为科研的热点，近年来由于石墨烯在柔性基底材料和导电材料方面的进展和突破，使石墨烯柔性压力传感器拥有更多更优异的性能，如传感器质量更轻、使用更方便、灵敏度更高、稳定性更好等。 一、石墨烯柔性压力传感器原理 石墨烯柔性压力传感器是用石墨烯作为柔性基底材料。基底材料对于传感器而言是作为支架而存在的，同时因石墨烯优异的物理特性、晶格结构，使石墨烯基底材料具有高电子迁移率和很好的拉伸性。 石墨烯薄膜是柔性传感器的核心，生长参数的设置会影响石墨烯的质量以及层数，所以必须严格的控制石墨烯的生长参数。相较于单层的石墨烯而言，少层石墨烯的稳定更好，能够提高传感器的检测范围。因此制备少层石墨烯薄膜作为柔性传感器的敏感层。

石墨烯复合材料的压力传感器 二、柔性压力传感器的分类 柔性压力传感器一般是用柔性基底材料和敏感材料制备，敏感材料作为柔性压力传感器的核心部分，必须具有很好的导电性、柔性以及机械强度。随着材料科学和力学研究的进步，传感器的敏感材料从最初的硅到现在以碳纳米管、石墨烯、氧化石墨烯为主的纳米材料，因纳米材料具备很好的柔性、很高的的机械强度、良好的导电性等特性成为最炙手可热的柔性传感器敏感材料，因此石墨烯成为21世纪研究最广泛的纳米材料。 1、电阻式柔性压力传感器 电阻式柔性压力传感器是将感知的压力值大小转化为电阻值或者电压值输出的器件。按照电阻式压力传感器的工作机理可以分为两类：应变式和压阻式。应变式压力传感器受力产生形变，引起电阻值发生变化。 压阻式压力传感器的工作机理：传感器受到压力后敏感元件发生形变导致传感器的电阻也发生改变，再通

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/be18069286.html,/journal/ms https://https://www.sodocs.net/doc/be18069286.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

石墨烯在金属防腐蚀领域中的应用

金属材料的腐蚀不仅给社会带来了巨大的经济损失，而且给工业生产、运输及 家居生活带来了安全隐患。为解决这一问题，常在金属表面涂覆防腐涂料，这 种方法便于施工和维护，且成本低。其原理是利用涂料固化成膜后隔绝氧气、 水分子等腐蚀介质，达到保护基材的作用。石墨烯是碳原子以sp2 轨道杂化形 成的二维网状碳材料，其中每个碳原子与其相邻的3 个碳原子形成C－C σ键，按正六边形紧密有序排列形成稳定结构。单层石墨烯理论厚度0. 35 nm，具有 超大的比表面积（达2630 m2/g），超高的力学性能（杨氏模量达1100 GPa，断裂强度达130 GPa），超快的载流子迁移率（达15 000 cm2/（V·s））。 凭借这些优异的性能，石墨烯在防腐蚀领域得到了广泛的应用。 1石墨烯的制备 1．1 机械剥离法机械剥离法的应用原理是通过物理作用力克服石墨分子层间的范德华力，进而分离石墨片获得石墨烯。2004 年，Novoselov 等使用机械剥离法，用胶带反复剥离石墨片直至获得仅一个原子厚度的石墨单片，即为石墨烯。此外，用石墨反复摩擦另一个固体表面，从而获得附着于该固体表面上的石墨 烯层。早期对石墨烯片层的研究是通过扫描隧道显微镜或原子力显微镜的针尖 与石墨相互作用而获得石墨烯的结构。通过机械玻璃法合成的石墨烯分子缺陷少，但制备时间久、产率低下，不适于大规模生产。 1．2 氧化还原法先将石墨氧化。石墨在氧化过程中，表面和边缘会形成大量含氧官能团，如—COOH、—C = O、—OH、—O—等。氧原子进入石墨层间，拉大 了氧化石墨层间距。再经超声使得层与层剥离得到氧化石墨烯，最后利用还原 反应将氧化石墨烯中氧化基团还原为C—C 结构，得到石墨烯。其中，石墨的 氧化方法包括Brodie法、Staudenmaier 法和Hummers 法，三种方法均用强质 子酸( 如浓H 2SO 4 、HNO3或其混合物) 处理原始石墨，形成石墨层间化合物，再 利用强氧化剂( 如KMnO 4、KClO 3 等)对其进行氧化，得到氧化石墨。经超声后得 氧化石墨烯，再将氧化石墨烯还原。根据还原方法的不同，可以分为热还原、化学试剂还原、光照还原、水热还原等。 1．3 化学气相沉积法( CVD)CVD 法是将含碳化合物作为碳源在基体表面升温至气态，气态碳源裂解形成的碳原子在金属基体表面沉积生成石墨烯。由于铜薄膜对碳源、温度、压力等要求较低，因此一般用铜作为基体，在铜表面富集石墨烯，这是CVD 中最有前景的制备高质量石墨烯的方法。 为了进一步降低石墨烯的制备温度和能耗，采用等离子体增强化学气相沉积法( PECVD)，生长温度为700 ℃，在镍/石英衬底上直接生长单层石墨烯，比使用热CVD 合成的石墨烯低250 ℃。Li 等以苯为碳源，在300 ℃下制得质量优异的单层石墨烯片。CVD 法制得的石墨烯质量高、可大面积生长，已成为制备石墨烯的主要方法。 1．4 外延生长法是指利用晶格匹配，在一个晶体层基质上生长出另外一种晶体层的方法。基于不同的基底材料，外延生长法可以分为金属催化外延生长法和碳化硅外延生长法。金属催化外延生长法是指特定温度和压强条件下，在基底( 如Pt、Ir、Ｒu、Cu 等) 表面进行碳氢化合物(碳源) 的吸附，通过催化剂作用及加热，使吸附气体催化脱氢，从而制得石墨烯。碳化硅外延生长法是通过高温加热碳化硅使其分解，当表面硅原子气化离开后，剩余的碳原子在碳

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

纳米材料石墨烯

石墨烯 前言： 石墨烯是继富勒烯、碳纳米管之后纳米材料研究领域又一里程碑式的重大科学发现。2004年英国Manchester大学的Geim等Science上报道了单层石墨烯( graphene)的发现，石墨烯研究热潮的序幕就此拉开。至此，碳纳米家族中的零维富勒烯、一维碳纳米管、二维石墨烯，加上此前早为人们所熟知的宏观碳晶体材料三维金刚石和石墨，所有维度上具有晶体结构的碳材料均已被人们所认识和发现。碳纳米材料在基础科学研究领域享有很高的关注度，1985年发现的富勒烯荣获1996年的诺贝尔化学奖，2010年石墨烯在其被发现的第6个年头就获得了诺贝尔物理奖，这些足以证明碳纳米材料发现和研究的重要科学意义。 石墨烯是碳原子以sp杂化连接的单原子层构成的二维原子晶体，其基本结构单元为有机材料中最稳定的苯六元环结构，从结构上来看石墨烯可以看做是富勒烯、碳纳米管以及石墨等碳材料的基本组成单元，其通过包裹成球可以得到富勒烯，沿着固定轴旋转可以形成碳纳米管，多层石墨烯堆叠组装在一起就形成了石墨片。 石墨烯是单层原子厚度的石墨，当施加外力时，碳原子面就弯曲变形，从而使碳原子不必重新排列也保持结构稳定。石墨烯中的电子在轨道中移动时，不会因晶格缺陷或引入外来原子而发生散射。由于石墨烯片平面内π轨道的存在，电子可在晶体中自由移动，使得石墨烯具有十分优异的电子传输性能。其还具有很多特殊性质，比如零能隙，反常的量子霍耳效应，朗道量子性等，吸引了国内外学者从凝聚态电子结构、输运性质到相对论的研究等众多方面的研究兴趣。 虽然石墨烯刚刚被发现不久，目前也已经有了一定的应用领域，但是制备石墨烯的方法都比较复杂，整个工艺过程很难控制，且只能生产少量的石墨烯纳米薄膜。虽然石墨烯作为工程材料具有很大的应用前景，然而如何有效方便地制备出高质量二维石墨烯纳米薄膜是发展研究和应用的关键所在。因此，应寻找一种快速的、可控的高质量石墨烯纳米薄膜的制备工艺。 正文 目前，石墨烯的制备手段通常可以分为两种类型：化学方法和物理方法。物理方法，是从具有高晶格完备性的石墨或者类似的材料来获得，获得的石墨烯尺度都在80 nm 以上。而化学方法是通过小分子的合成或溶液分离的方法制备的，得到石墨烯尺度在

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。

石墨烯纳米材料(论文)

《应用胶体化学》论文大作业 ——石墨烯纳米材料 姓名：杨晓 学号：200900111143 年级：2009级 2011-12-11

摘要：石墨烯是继富勒烯、碳纳米管之后发现的一种具有二维平面结构的碳纳米材料,它自 2004 年发现被以来，成为凝聚态物理与材料科学等领域的一个研究热点。石墨烯是目前发现的唯一存在的二维自由态原子晶体, 它是构筑零维富勒烯、一维碳纳米管、三维体相石墨等sp2 杂化碳的基本结构单元, 具有很多奇异的电子及机械性能。因而吸引了化学、材料等其他领域科学家的高度关注。本文简要介绍了石墨烯的性能特点、制备方法，着重对石墨烯纳米复合材料进行了介绍，对石墨烯纳米材料的制备方法、理化性质、国内外研究进展、石墨烯纳米材料的优缺点及应用前景进行了详细介绍。 关键词：石墨烯纳米材料复合物特性制备应用

目录 引言 (4) 一石墨烯纳米材料的理论与实际意义 (4) 二石墨烯纳米材料的国内外研究现状及比较分析 (5) 2.1 石墨烯纳米材料的国内外研究 (5) 2.1.1 国外研究 (5) 2.1.2 国内研究 (8) 2.2 石墨烯纳米材料的国内外研究比较分析 (11) 三文献中石墨烯纳米材料的研究方案 (11) 3.1 聚乳酸/ 纳米羟基磷灰石/ 氧化石墨烯(PLA/n-HA/GO)纳米复合膜的制备及生物性 (11) 3.1.1 实验试剂 (11) 3.1.2 PLA/n-HA/GO纳米复合膜的制备 (11) 3.2 石墨烯负载Pt催化剂的制备及催化氧还原性能[43] (12) 3.2.1 试剂和仪器 (12) 3.2.2 石墨烯负载Pt催化剂的制备 (12) 3.3 石墨烯的制备和改性及其聚合物复合的研究进展[44] (12) 3.3.1 石墨烯的制备 (12) 3.3.2 制备聚合物基复合材料 (14) 3.4 石墨烯/聚合物复合材料的研究进展[45] (14) 3.4.1 石墨烯的制备 (14) 3.4.2 石墨烯/聚合物复合材料的制备 (15) 3.5 石墨烯的合成与应用[46] (16) 3.5.1 微机械分离法（micromechanical cleavage） (16) 3.5.2 取向附生法———晶膜生长（eqitaxial growth） (16) 3.5.3 加热SiC的方法 (17) 3.5.4 化学分散法 (17) 四结合胶体理论与性质比较分析各种石墨烯纳米材料的优缺点 (17) 4.1 石墨烯 (17) 4.2 氧化石墨烯 (18) 4.3 石墨烯/无机物纳米材料 (18) 4.4 石墨烯/聚合物纳米材料 (18) 五展望石墨烯纳米材料的应用前景 (18) 参考文献 (20)

石墨烯在金属表面上 Graphene on metal surfaces

U N C O R R E C T E D P R O O F 1 2 Graphene on metal surfaces 3 J.Wintterlin a,*,M.-L.Bocquet b 4a Ludwig-Maximilians-Universit?t München,Dept.Chemie und Biochemie and Center for Nanoscience CeNS,Butenandtstr.5-13,81377Munich,Germany 5 b Universitéde Lyon,Laboratoire de Chimie,Ecole Normale Supérieure de Lyon,CNRS,F69007Lyon,France 68a r t i c l e i n f o 9Article history: 10Available online xxxx 11Keywords:12Review 13Graphene 14Metal surfaces 15Nickel 16Ruthenium 17Platinum 18Iridium 19 20a b s t r a c t 21The article reviews work on graphene monolayers adsorbed on metal surfaces.Graphene layers on metals 22have been prepared by surface segregation of carbon and by decomposition of hydrocarbons.The ?lms 23are often not rotationally aligned to the metal surface.However,for a number of hexagonally close-24packed surfaces perfectly ordered epitaxial overlayers can be obtained,with domains larger than the ter-25races of the metal substrate.In most cases the well-ordered overlayers display moiréstructures with 26large periodicities,resulting from the lattice mismatch between graphene and the underlying metal.27These structures are connected with a buckling of the graphene layer indicating local variations of the 28binding to the metal.For the metal–graphene spacings values between approximately 2.1and 3.8?were 29found,depending on the metal.Reasons for these strong variations are not yet clear,but there are indi-30cations that the systems fall into two classes that differ qualitatively with respect to the metal/graphene 31interaction.These variations are also re?ected by the electronic structure.There are metal–graphene sys-32tems in which the p band is signi?cantly downshifted in energy compared to the free-standing graphene, 33and a band gap of order eV has opened at the K point of the Brillouin zone.In other systems,the electronic 34structure of free-standing graphene is almost intact.The perfectness of the epitaxial moiréphases offers 35promising applications,e.g.,as templates for nanostructures. 36ó2009Published by Elsevier B.V. 37 3839 1.Introduction 40The publication in 2004of a method to prepare free-standing 41graphene,single 2D carbon sheets with the same structure as the 42individual layers in graphite,has initiated enormous scienti?c 43activities [1–4].Graphene is a unique material.It is strictly 2D 44(apart from a small,long-range buckling [5]),it has a high crystal-45lographic quality,and it is stable under ambient conditions.It has a 46very special electronic structure,the p and p *bands touch in a sin-47gle point at the Fermi energy (E F )at the corner of the Brillouin 48zone,and close to this so-called Dirac point the bands display a lin-49ear dispersion.This topology of the bands gives rise to exotic elec-50tronic transport properties –the charge carriers behave like 51relativistic particles –which manifest themselves in unusual phe-52nomena such as an anomalous quantum Hall effect [6,7].The bal-53listic charge carrier transport at 300K and at high charge carrier 54concentrations makes graphene also interesting for applications 55in electronic devices [4]. 56In the adsorbed form on metal surfaces graphene has been 57known for at least 40years.The formation of graphene was ?rst 58observed during preparation of Pt and Ru single crystal surfaces 59[8–12].When during the usual preparation the samples were 60 annealed to high temperatures,carbon impurities segregated from 61the bulk to the surface.It was soon realized that one form of this 62surface carbon is graphene [11].Graphene on metal surfaces is also 63known from industrial heterogeneous catalysis,where,for reac-64tions involving hydrocarbons,the deposition of graphitic carbon 65on the catalyst surface is a major reason for deactivation [13,14].66Recent investigations have shown that these graphitic layers can 67consist of a few graphene layers only,or even of monolayers 68[15].Not surprisingly,the current boom in research on free-stand-69ing graphene has led to renewed interest in graphene adsorbed on 70metal surfaces.Exploration of these systems has meanwhile be-71come a third main ?eld of graphene research,in addition to inves-72tigations of free-standing graphene and of epitaxial graphene on 73SiC.(The decomposition of SiC is the second major method for 74graphene preparation [16–18],apart from the mechanical exfolia-75tion from graphite.) 76In this contribution,we give an overview of results for metal–77graphene systems.The available published material on graphene 78on metals has strongly grown since two previous reviews from 791997[19,20],and currently the ?eld is developing so rapidly that 80we cannot hope to provide much more than a snapshot.An impor-81tant issue in many of the investigations has been the question of 82how the graphene layer interacts with the metal,which,of course,83is the discriminating factor from isolated and SiC-supported graph-84ene:Is the graphene layer physisorbed –as one may expect from 85the very weak interaction between the layers in bulk graphite –86 or is it bound more strongly?And how is the electronic structure 0039-6028/$-see front matter ó2009Published by Elsevier B.V.doi:10.1016/j.susc.2008.08.037 *Corresponding author.Tel.:+4908921807606;fax:+49089218079994.E-mail address:wintterlin@cup.uni-muenchen.de (J.Wintterlin).Surface Science xxx (2009)xxx–xxx Contents lists available at ScienceDirect Surface Science j o u r n a l ho m e p a g e :w w w.e l s e vier.c om/locate/susc