山西石墨烯復(fù)合材料改性

隨著人類對能源與日俱增的需求，尋找清潔能源是當(dāng)代科學(xué)的研究發(fā)展方向。石墨烯作為一種二維碳材料，憑借其獨(dú)特的物理化學(xué)性質(zhì)，在新能源研究及實(shí)際生產(chǎn)中得到了廣泛的關(guān)注，為能源領(lǐng)域的不斷發(fā)展提供了無限潛力。氧化石墨烯是石墨烯的一種衍生物，其中大量的含氧官能團(tuán)使其成為石墨烯功能化應(yīng)用的重要物質(zhì)，氧化石墨烯及其復(fù)合物在鋰離子電池、超級電容器、燃料電池、太陽能電池等領(lǐng)域有了越來越多的發(fā)展和應(yīng)用，促進(jìn)了新能源領(lǐng)域的快速進(jìn)步，對提高能源的利用效率、節(jié)能減排及環(huán)境保護(hù)意義重大。石墨烯適用于鋰離子電池正負(fù)極材料導(dǎo)電添加劑，可有效提高電池能量，改善循環(huán)壽命和倍率性能。山西石墨烯復(fù)合材料改性

化學(xué)氧化還原法制備石墨烯是**有希望實(shí)現(xiàn)工業(yè)化宏量生產(chǎn)的方法之一，與其它方法相比，化學(xué)氧化還原法具有成本低廉、工藝簡單、生產(chǎn)設(shè)備簡易、單次產(chǎn)量比較大、產(chǎn)品層數(shù)集中（1~3層）等諸多優(yōu)點(diǎn)，但其石墨烯的sp2雜化完美結(jié)構(gòu)很難通過還原的方式完全恢復(fù)，難以得到電、熱等方面的優(yōu)異性能[28-29].氧化石墨還原法是先用強(qiáng)氧化劑將石墨氧化，通過氧化反應(yīng)在石墨邊緣接上一些羧基，并在石墨層間插入一些環(huán)氧基團(tuán)、羥基和酮基，使石墨層間距增大，范德華力變小，環(huán)氧基團(tuán)、羥基和酮基等基團(tuán)的引入有利于石墨片層的剝離.氧化石墨經(jīng)適當(dāng)?shù)某暡▌冸x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、硼氫化鈉、抗壞血酸、對苯二酚等，然而這些還原劑的毒性大，對人體和環(huán)境均易造成傷害，因此尋找無毒、無害的綠色還原劑或還原方式顯得尤為迫切.還原可以去除氧化石墨烯的大部分環(huán)氧基團(tuán)、羥基、酮基，制備出還原氧化石墨烯納米片，但氧化石墨烯邊緣的羧基很難被還原.由于強(qiáng)氧化劑的氧化作用，氧化石墨烯雖然經(jīng)過一定的還原劑還原，其晶格結(jié)構(gòu)得到一定的修復(fù)，但很難完全還原到石墨六角蜂巢狀結(jié)構(gòu)。常州導(dǎo)電石墨烯復(fù)合材料使用方法常州第六元素?fù)碛惺┪⑵娜毕菪迯?fù)/比表面可控技術(shù)。

制備聚合物/石墨烯納米復(fù)合材料**關(guān)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(tài)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(gè)復(fù)合材料的性能。因此，科學(xué)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(shù)復(fù)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(guī)模制備石墨烯的方法，而制備復(fù)合材料通常需要大量的石墨烯原料，所以制備復(fù)合材料使用的基本上為改性或還原的氧化石墨烯。

由于石墨烯獨(dú)特的電子結(jié)構(gòu)及良好的導(dǎo)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(dǎo)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(guī)模生產(chǎn)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(dǎo)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(xué)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]。科學(xué)家們也開發(fā)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(dǎo)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(diào)至10得到穩(wěn)定的石墨烯分散液，再通過噴涂的方法得到了透明導(dǎo)電薄膜[99]。Dai課題組用―熱膨脹-插層-剝離‖得到的石墨烯分散液為原料，利用LB組裝的方法得到了石墨烯透明導(dǎo)電薄膜，這種薄膜的薄膜電阻為8kΩ/sq，而可見光區(qū)的透過率為83%[113]。Biswas等人利用在水/氯仿這種二元體系的界面自組裝的方法得到了電阻為100Ω/sq，可見光透過率為70%的導(dǎo)電薄膜[117]。Coleman課題組將在有機(jī)溶劑中直接超聲剝離的石墨烯進(jìn)行抽濾成膜，得到了電阻約為3kΩ/sq。玻纖增強(qiáng)復(fù)合材料具有優(yōu)異的力學(xué)與耐磨性能。

聚合物的結(jié)晶過程會(huì)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(fù)合體系中起到成核劑的作用，有效地改善聚合物的結(jié)晶過程。研究人員對聚乳酸（PLLA）/氧化石墨烯納米復(fù)合材料進(jìn)行了非等溫和等溫過程中冷結(jié)晶行為的研究64。通過不同升溫速率的差熱分析發(fā)現(xiàn)，隨著氧化石墨烯負(fù)載量的增加，聚乳酸的結(jié)晶峰溫向低溫范圍轉(zhuǎn)移，這說明聚乳酸的非等溫冷結(jié)晶行為有明顯改善，而且氧化石墨烯可***地提高聚乳酸的結(jié)晶速率，并使其結(jié)晶機(jī)理和晶體結(jié)構(gòu)保持不變。氧化石墨烯分散液含有豐富的羥基、羧基和環(huán)氧基等含氧官能團(tuán)。福建制造石墨烯復(fù)合材料商家

石墨烯的導(dǎo)熱性能優(yōu)異，易分散，易加工。山西石墨烯復(fù)合材料改性

材料的結(jié)晶無疑與材料的性能和應(yīng)用息息相關(guān)65。將氧化石墨烯與結(jié)晶材料復(fù)合，進(jìn)而進(jìn)行材料結(jié)晶過程的定向調(diào)整，可以實(shí)現(xiàn)材料性能的有效提升66。例如通過差熱法研究發(fā)現(xiàn)，氧化石墨烯的負(fù)載量在不斷的提升的同時(shí)，聚合物類氧化石墨烯的結(jié)晶現(xiàn)象也得到了有效的緩解。隨著溫度的不斷降低，與原材料相比，氧化石墨烯聚合物復(fù)合材料的結(jié)晶速度變得緩慢。與此同時(shí)，材料的基本結(jié)構(gòu)并沒有隨著溫度的降低而發(fā)生明顯的改變。由此可見，一些氧化石墨烯聚合物復(fù)合材料可以被應(yīng)用于各種低溫環(huán)境當(dāng)中，實(shí)現(xiàn)耐低溫材料的更加廣泛的應(yīng)用。山西石墨烯復(fù)合材料改性