石墨烯产业化及其复合材料应用研发团队简介1团队主要研究方向2

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关于石墨烯材料的调研报告

1关于石墨烯材料的调研报告目录调研提纲 (1)报告正文 (3)一、石墨烯简介 (3)二、石墨烯的性质 (3)三、石墨烯的制备方法 (4)四、石墨烯的应用 (5)五、石墨烯在锂电池中的应用 (7)六、石墨烯产业的国际现状 (8)七、我国石墨烯发展所存在的问题 (8)八、推进我国石墨烯产业健康发展的对策建议 (10)调研材料 (11)1调研提纲从2010年10月初两位英国科学家因为发现石墨烯而获得诺贝尔物理学奖后，石墨烯在我国成为热点词汇，各地科研院所争相研究，企业争相投资，连地方政府也考虑将其产业化。

石墨烯成为争取国家资金支持最热的项目，似乎石墨烯时代已经到来，世界将由石墨烯应用而发生重大改变。

本文在全面分析石墨烯全球技术和产业进展的同时，对到底如何正确认识石墨烯，石墨烯行业的整体轮廓如何，石墨烯产业化的道路到底还有多远，并提出了发展我国石墨烯技术和产业的切实建议。

2004年，英国曼彻斯特大学的两位科学家安德烈·盖姆(Andre Geim)和康斯坦丁·诺沃消洛夫(Konstantin Novoselov)发现他们能用一种非常简单的方法得到越来越薄的石墨薄片。

他们从高定向热解石墨中剥离出石墨片，然后将薄片的两面粘在一种特殊的胶带上，撕开胶带，就能把石墨片一分为二。

不断地这样操作，于是薄片越来越薄，最后，他们得到了仅由一层碳原子构成的薄片，这就是石墨烯。

这以后，制备石墨烯的新方法层出不穷。

2009年，安德烈·盖姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫在单层和双层石墨烯体系中分别发现了整数量子霍尔效应及常温条件下的量子霍尔效应，他们也因此获得2010年度诺贝尔物理学奖。

在发现石墨烯以前，大多数物理学家认为，热力学涨落不允许任何二维晶体在有限温度下存在。

所以，它的发现立即震撼了凝聚体物理学学术界。

虽然理论和实验界都认为完美的二维结构无法在非绝对零度稳定存在，但是单层石墨烯能够在实验中被制备出来。

石墨烯基复合材料的制备及性能研究

石墨烯基复合材料的制备及性能研究石墨烯是一种由碳原子构成的单层二维晶体材料，具有多种优异的物理、化学和机械性质，被广泛认为是材料科学领域的革命性发现之一。

石墨烯具有极高的电子迁移率、巨大的表面积和出色的机械强度，使其成为制备复合材料的理想增强剂。

石墨烯基复合材料的制备方法有多种，其中最常用的方法之一是化学气相沉积法（Chemical Vapor Deposition，CVD）。

CVD法通过将碳源气体（如甲烷）在高温下引入反应室中，经过化学反应生成石墨烯，并将其沉积在基底材料上。

CVD法制备的石墨烯通常为大面积单层石墨烯，具有较高的质量和较少的缺陷。

石墨烯基复合材料的性能研究是一个热门领域。

其中一个典型应用是石墨烯纳米复合材料的电子器件方面。

石墨烯的高电子迁移率和大量的自由电子使其成为理想的导电层材料，可以用于制备高性能的柔性电子器件、传感器和太阳能电池。

另外，石墨烯还可以作为增强剂用于制备高性能的复合材料。

石墨烯具有极高的拉伸强度和刚度，可以有效地增强复合材料的力学性能。

研究表明，在复合材料中引入少量的石墨烯可以显著提高复合材料的强度、刚度和耐磨性。

除了力学性能的增强，石墨烯还可以改善复合材料的导热性能。

石墨烯具有优异的热导率，能够有效地传导热量。

因此，将石墨烯引入导热性能较差的基体材料中，可以显著提高复合材料的导热性能。

这对于一些需要高导热材料的领域（如电子散热材料）具有重要意义。

此外，石墨烯还可以提高复合材料的抗腐蚀性能。

石墨烯具有较高的化学稳定性，可以有效地防止基体材料受到腐蚀。

因此，在复合材料中引入石墨烯可以增强复合材料的耐腐蚀性能，延长其使用寿命。

总之，石墨烯基复合材料的制备和性能研究是一个充满挑战和潜力的领域。

石墨烯的优异性能使其成为制备高性能电子器件和复合材料的理想材料。

未来，随着对石墨烯制备技术和性能研究的不断深入，相信石墨烯基复合材料将在各个领域展现出更多的应用前景。

石墨烯相关科研院校

合材料/纳米储能材料的研究
7
中国科学院西安光学精密机械研究所
汪德伟
8 北京理工大学曹传宝
新型碳基材料（如石墨烯，氮化
9
上海交通大学
李新昊
碳，氮化硼等）及其纳米复合材料的制备，性能表征及在催化，光催
化，电催化等领域的应用
10 郑州轻工业学院孙淑敏
11 华东理工大学
王潇
12
南昌大学
张荣斌
13
郑州大学
烯新材料应用提供科研和生产支撑。
石墨烯粉体制备及应用技术支撑人员1名,负责石墨烯粉体制备工艺线的的运行和维护，同时负责石墨烯粉
体的性能表征工作，部分参与科研工作。
备注
董，硕士，研二，18301352315，实验室主要以石墨烯作石墨烯泡沫、纤维，储能材料（储氢、储电）
由留德归国博士陈成猛发起组建,本课题组坚持基础研究和应用技术开发并重的协同发展模式，致力于解决石墨烯领域重大科学
问题，产学研结合，推进产业孵化。本课题组自2007年起，开展石墨烯及其关联材料的基础科学研究、合成与应用技术开发，是国内较早从事石墨烯研究的机构。目前已掌握高品质石墨烯批量制备、气液界面自组装薄膜、三维多孔结构、多元复合与杂化材料等多项特色及核心技术，并在石墨
市东川路800号建工楼505室
浙江大学高分子科学与工程学系，057187952088
0512-62872827
李老师手机：18734580787 电话： 03514049061
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氧化石墨烯增强的高分子复合材料的研究

氧化石墨烯增强的高分子复合材料的研究氧化石墨烯增强的高分子复合材料是当今材料科学领域备受关注的研究方向之一。

它结合了高分子材料和石墨烯的优点，具有优异的力学性能和热导率，因此在诸多领域都有着广泛的应用前景。

首先，让我们来了解一下氧化石墨烯。

石墨烯是一种由碳原子构成的二维材料，具有超高的机械强度和导电性能。

而氧化石墨烯是在石墨烯上引入氧原子后形成的材料。

氧化石墨烯具有高度的化学稳定性和良好的分散性，能够与高分子材料充分接触并形成复合材料。

然而，单独的高分子材料往往具有较低的力学性能，无法满足某些特殊需求。

因此，研究人员开始将氧化石墨烯引入高分子材料中，以期望从中得到增强的性能。

通过将氧化石墨烯纳入高分子基体中，可以有效提高材料的力学强度、刚度和耐热性能。

在制备氧化石墨烯增强的高分子复合材料时，研究人员通常采用不同的方法。

一种常见的方法是机械搅拌法。

该方法首先将氧化石墨烯分散在适当的溶剂中，然后与高分子基体进行搅拌。

通过搅拌使得氧化石墨烯均匀分散于高分子基体中，从而增强材料的性能。

除了机械搅拌法，还有其他方法可以制备氧化石墨烯增强的高分子复合材料，例如原位聚合法和柔性基质法。

这些方法在不同的应用领域中发挥了重要的作用。

例如，在航空航天领域，研发出了氧化石墨烯增强的高分子复合材料，用于制备轻质高强度的飞机结构材料。

在电子器件领域，氧化石墨烯增强的高分子复合材料因其导电性能被广泛应用于制备柔性电子器件。

此外，氧化石墨烯不仅可以用于增强高分子材料的力学性能，还可用于提高材料的导热性能。

石墨烯具有极高的热导率，因此将其引入高分子材料中可以显著提高材料的热导率。

对于一些需要散热的应用，如电子器件、电池等领域，氧化石墨烯增强的高分子复合材料具有巨大的潜力。

总之，氧化石墨烯增强的高分子复合材料是一种非常有前景的研究方向。

它结合了高分子材料的可塑性和氧化石墨烯的优异性能，具有广阔的应用前景。

随着研究的不断深入，相信这种复合材料将在各个领域中发挥重要作用，并为我们的生活带来更多的便利和创新。

石墨烯碳纳米创业计划书

石墨烯碳纳米创业计划书一、公司简介石墨烯是一种由碳原子构成的二维晶格材料，具有极高的导电性、导热性和机械强度，是一种非常重要的材料。

随着科技的发展，石墨烯应用越来越广泛，尤其在电子、光电子和能源等领域有着极大的应用潜力。

我们公司专注于石墨烯碳纳米材料的研发和生产，致力于将石墨烯碳纳米技术应用到各个领域，提供高品质的产品和服务。

我们团队具有丰富的石墨烯碳纳米材料研发经验，拥有先进的生产设备和技术，能够满足不同客户的需求。

二、产品介绍我们公司主要生产石墨烯碳纳米材料，包括石墨烯薄膜、石墨烯纳米颗粒、碳纳米管等。

这些产品具有优异的导电性、导热性和机械强度，可以广泛应用于电子、光电子、能源、生物医药等领域。

在电子领域，石墨烯薄膜可以用于制造柔性显示屏、智能触控器、柔性电子设备等产品；在光电子领域，石墨烯纳米颗粒可以用于制造高性能的太阳能电池、荧光材料等产品；在能源领域，碳纳米管可以用于制造超级电容器、锂离子电池等产品。

我们公司还可以根据客户的需求定制不同规格和性能的石墨烯碳纳米材料，为客户提供全方位的解决方案。

三、市场分析随着科技进步和社会发展，石墨烯碳纳米材料的市场需求越来越大。

在电子领域，随着智能手机、平板电脑、电子书等产品的普及，对柔性显示屏、智能触控器等产品的需求也越来越大；在光电子领域，随着LED照明、太阳能电池等新型光电子产品的发展，对高性能光电子材料的需求也越来越大；在能源领域，随着新能源的推广和应用，对超级电容器、锂离子电池等产品的需求也越来越大。

在国际市场上，美国、欧洲、日本等国家已经建立起了比较完善的石墨烯碳纳米产业链，具有较强的竞争力；在国内市场上，虽然石墨烯碳纳米产业仍处于起步阶段，但随着政府的支持和行业的发展，市场潜力巨大。

四、发展战略我们公司将采取以下发展战略，不断提升企业竞争力：1. 创新研发：加大石墨烯碳纳米材料的研发力度，不断提升产品性能和品质，推出更多创新产品，满足客户需求。

石墨烯复合材料的制备、性能与应用

石墨烯复合材料的制备、性能与应用摘要：纳米科学技术是当今社会科学中一个重要的研究话题。

它是现代科学技术的重要内容，也是未来技术的主流。

是基础研究与应用探索紧密联系的新兴高尖端科学技术。

石墨烯具有独特的结构和优异的电学、热学、力学等性能,自从2004年被成功制备出来,一直是全世界范围内的一个研究热点。

由于石墨烯具有巨大的表面体积比和独特的高导电性等特性,石墨烯及其复合材料在电化学领域中有着诱人的应用前景,因此,石墨烯材料的制备及其在电化学领域应用的研究是石墨烯材料研究的一个重要领域。

综述了石墨烯与石墨烯复合材料的制备及其在超级电容器、锂离子电池、太阳能电池、燃料电池等电化学领域中应用的研究现状,展望了石墨烯材料的制备及其在电化学领域应用的未来发展前景。

关键词;复合材料纳米材料石墨烯正文;一，石墨烯复合材料的制备石墨烯是2004年才被发现的一种新型二维平面复合材料，其特殊的单原子层决定了它具有丰富而新奇的物理性质。

研究表明，石墨烯具有优良的电学性质，力学性能及可加工性。

石墨烯复合材料的制备是石墨烯研究领域的一个重要的课题，如何简单，快速，绿色地制备其复合材料，而又采用化学分散法大量制备氧化石墨烯,并采用直接共混法制备氧化石墨烯/酚醛树脂纳米复合材料。

通过AFM、SEM、FT-IR、TG等对其进行表征,结果表明,氧化石墨烯完全剥离,并在基体中分散均匀,而且两者界面相容性好,提高了复合材料的热稳定性。

通过高温热处理使复合材料薄膜在兼顾形貌的同时实现导电,当氧化石墨烯含量为2%(质量分数)时,其导电率为96.23S/cm。

采用原位乳液聚合和化学还原法制备了石墨烯和聚丙乙烯的复合材料。

研究表明PS微球通过公家方式连接到石墨烯的表面。

通过PS微球修饰后的石墨烯在氯仿中变现良好的分散性。

制备的复合材料具有优良的导电性，同时PS的玻璃化温度的热稳定性得到了提高。

本研究所提出的方法具有环境友好高效的特点，渴望被采用到其他聚合物和化合物来修饰石墨烯。

石墨烯复合材料研究进展

石墨烯复合材料研究进展摘要：近年来石墨烯因其优良的力学、电学、热学和光学等特性, 且添加到基体材料中可以提高复合材料的性能，拓展其功能，因此石墨烯复合材料的制备成为研究热点之一。

本文介绍了国内外对石墨烯复合材料的研究，对石墨烯复合材料的研究进展及现状进行了详细的介绍，并对石墨烯复合材料的发展趋势进行了展望。

关键词：石墨烯；复合材料；研究进展一、引言石墨烯因其优异的物理性能和可修饰性, 受到国内外学者的广泛关注。

石墨烯的杨氏模量高达1TPa、断裂强度高达130GPa，是目前已知的强度性能最高的材料，同时是目前发现电阻率最小的材料, 只有约10-8Ω·m；拥有很高的电子迁移率，且具有较高的导热系数。

氧化石墨烯作为石墨烯的重要派生物，氧化石墨烯薄片在剪切力作用下很容易平行排列于复合材料中, 从而提高复合材料的性能。

本文总结介绍了几种常见的石墨烯复合材料。

二、石墨烯复合材料（1）石墨烯及氧化石墨烯复合材料膜聚乙烯醇（PVA）结构中有非常多的羟基，因此其能与水相互溶解，溶解效果很好。

GO和PVA都可以在溶液中形成均匀、稳定的分散体系。

干燥成型后，GO在PVA中的分散可以达到分子水平，GO表面丰富的含氧官能团可以与PVA的羟基形成氢键，因此添加少量的GO可以显著提高复合材料的力学性能。

樊志敏[1]等制备出了氧化石墨烯纳米带/TPU复合膜。

通过机械测试显示，当加入氧化石墨烯纳米带的量为2%时，复合薄膜的弹性模量和抗拉强度与不加氧化石墨烯纳米带的纯TPU薄膜相比都得到了非常大的提高，分别提高了160%和123%。

马国富[2]等人发现，在聚乙烯醇（PVA）和氧化石墨烯（GO）复合制备的得复合薄膜中，GO均匀的分散在PVA溶液中，PVA的羟基与GO表面的含氧基团发生相互作用复合而不分相。

加入GO之后，大大提高了复合膜的热稳定性，当加入的GO量为3%时，纳米复合膜力学性能测试出现最大值，此时断裂伸长率也出现了最大值，这表明在此GO含量时复合膜有最佳性能；与不加GO的纯PVA膜相比，当加入的GO量为3%时，耐水性也大大地提高。

石墨烯的研究与应用综述、产业现状

石墨烯的研究与应用综述一、石墨烯的结构与特性石墨烯是碳原子紧密堆积成单层二维蜂窝状晶格结构的一种碳质新材料，是最薄的二维材料，单层的厚度仅0.335nm。

石墨烯可塑性极大，是构建其他维数碳材料的基本单元，可以包裹成零维的富勒烯结构，卷曲成一维的碳纳米管，以及堆垛成三维的石墨等。

石墨烯的理论研究已有60多年的历史，但直至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，利用胶带剥离高定向石墨的方法获得真正能够独立存在的二维石墨烯晶体，二人因此荣获2010年诺贝尔物理学奖。

石墨烯具有一些奇特的物理特性：导电性极强：石墨烯中的电子没有质量，电子的运动速度能够达到光速的1/300，是世界上电阻率最小的材料。

良好的导热性：石墨烯的导热性能优于碳纳米管和金刚石，单层石墨烯的导热系数可达5300瓦/米水度，远高于金属中导热系数高的银、铜等。

极好的透光性：石墨烯几乎是完全透明的，只吸收2.3%的光，并使所有光谱的光均匀地通过。

超高强度：石墨烯被证明是当代最牢固的材料，硬度比莫氏硬度10级的金刚石还高，却又拥有很好的韧性，可以弯曲。

超大比表面积：石墨烯拥有超大的比表面积(单位质量物料所具有的总面积)，这使得石墨烯成为潜力巨大的储能材料。

石墨烯特殊的结构形态，具备目前世界上最硬、最薄的特征，同时具有很强的韧性、导电性和导热性，这些极端特性使其拥有巨大发展空间，应用于电子、航天、光学、储能、生物医药、日常生活等大量领域。

二、石墨烯的制备方法石墨烯的制备方法主要有机械法和化学法2种。

机械法包括微机械分离法、取向附生法和加热碳化硅法；化学法包括外延生长法、化学气相沉积法与氧化石墨还原法。

微机械分离法是直接将石墨烯薄片从较大的晶体上剪裁下来，可获得高品质石墨烯，且成本低，但缺点是石墨烯薄片尺寸不易控制，不适合量产；取向附生法是利用生长基质原子结构“种”出石墨烯，石墨烯性能令人满意，但往往厚度不均匀；加热碳化硅法能可控地制备出单层或多层石墨烯，是一种新颖、对实现石墨烯的实际应用非常重要的制备方法，但制备大面积具有单一厚度的石墨烯比较困难。

2024年石墨烯报告研究

2024年石墨烯报告研究•石墨烯概述与基本特性•2024年石墨烯市场现状及趋势分析•石墨烯在能源领域应用研究进展•石墨烯在生物医学中应用前景探讨目•石墨烯在复合材料中增强作用研究•挑战、机遇与政策建议录石墨烯概述与基本特01性石墨烯定义及结构石墨烯定义石墨烯是一种由单层碳原子以sp2杂化方式形成的二维材料，具有蜂窝状晶格结构。

结构特点石墨烯的每个碳原子通过σ键与相邻的三个碳原子连接，形成稳定的六边形结构；剩余的π电子形成离域大π键，赋予石墨烯优异的电学和热学性能。

电学性能石墨烯具有零带隙半导体特性，载流子迁移率高，电导率高。

热学性能石墨烯具有极高的热导率，优于大多数已知材料。

力学性能石墨烯的强度极高，是已知材料中强度最高的之一。

化学稳定性石墨烯具有较高的化学稳定性，但在特定条件下可发生化学反应。

基本物理和化学特性利用胶带反复剥离石墨片层，得到单层或多层石墨烯。

机械剥离法在高温下，利用含碳气体在金属基底上分解生成石墨烯。

化学气相沉积法（CVD ）通过化学方法将石墨氧化成氧化石墨，再还原成石墨烯。

氧化还原法利用溶剂与石墨之间的相互作用力，将石墨剥离成单层或多层石墨烯。

液相剥离法制备方法简介石墨烯可用于制造高速、高灵敏度的电子器件，如晶体管、传感器等。

电子器件能源存储与转换复合材料生物医学石墨烯可用于制造高性能的电池、超级电容器等能源存储器件，以及燃料电池等能源转换器件。

石墨烯可与其他材料复合，提高复合材料的力学、电学、热学等性能。

石墨烯可用于生物医学领域，如生物成像、药物输送、组织工程等。

应用领域概览2024年石墨烯市场02现状及趋势分析全球市场规模与增长趋势市场规模根据研究数据，2024年全球石墨烯市场规模已达到数十亿美元，并且呈现出快速增长的态势。

增长趋势随着石墨烯制备技术的不断成熟和应用的不断拓展，预计未来几年全球石墨烯市场将继续保持高速增长，年复合增长率有望达到20%以上。

中国作为全球最大的石墨烯生产国，中国在石墨烯领域的研究、开发和产业化方面取得了显著进展，已形成了完整的产业链和庞大的市场规模。

石墨烯基复合材料的制备与性能研究

石墨烯基复合材料的制备与性能研究石墨烯是一种单层碳原子排列成的二维晶体，具有极高的强度、导电性和导热性。

在过去的几年里，石墨烯在材料科学领域引起了广泛的关注。

为了进一步发展石墨烯的应用，研究人员开始将石墨烯与其他材料相结合，形成石墨烯基复合材料。

这些复合材料具有优异的性能和多样化的应用前景。

本文将探讨石墨烯基复合材料的制备方法以及其性能研究。

一、石墨烯基复合材料的制备方法1. 化学气相沉积法（CVD）化学气相沉积法是一种常用的制备大面积石墨烯的方法。

该方法通过在金属衬底上加热挥发的碳源，使其在高温下与金属表面反应生成石墨烯。

石墨烯的生长在具有合适结晶特性的金属表面上进行，如铜、镍等。

CVD法制备的石墨烯可以获得高质量、大尺寸的单层石墨烯。

2. 液相剥离法液相剥离法是一种以石墨为原料制备石墨烯的方法。

通过在石墨表面涂覆一层粘性聚合物，然后利用粘性聚合物与石墨之间的相互作用力，将石墨从衬底上剥离，最终得到石墨烯。

这种方法能够制备出大面积的石墨烯，并且使用简便、成本较低。

3. 氧化石墨烯还原法氧化石墨烯还原法是一种制备石墨烯的简单方法。

首先将石墨烯氧化生成氧化石墨烯，然后通过还原处理，还原为石墨烯。

该方法可以在实验室条件下进行，操作简单方便。

然而，由于氧化石墨烯的导电性较差，所得石墨烯的质量较低。

二、石墨烯基复合材料的性能研究1. 机械性能石墨烯具有出色的机械性能，其强度和刚度超过大多数材料。

石墨烯基复合材料的机械性能主要取决于基体材料和石墨烯的界面相互作用。

研究表明，合适添加石墨烯可以显著提升材料的强度和硬度。

2. 电学性能石墨烯具有优异的电学性能，可以用作电极材料、导电填料等。

石墨烯基复合材料在导电性能方面表现出色，可以用于制备柔性电子器件、传感器等。

3. 热学性能由于石墨烯的热导率高达3000-5000 W/(m·K)，石墨烯基复合材料在热学性能方面具有巨大的潜力。

石墨烯能够显著提高基体材料的热导率，因此可以应用于散热材料、热界面材料等领域。

石墨烯纳米复合材料的制备与应用研究进展

石墨烯纳米复合材料的制备与应用研究进展宋月丽;谈发堂;王维;乔学亮;陈建国【摘要】石墨烯是近年被发现和合成的一种新型二维碳质纳米材料.由于其独特的结构和新奇的物化性能,在改善复合材料的热性能、力学性能和电性能等方面具有很大的潜力,已成为纳米复合材料研究的热点.综述了石墨烯纳米复合材料的制备与应用研究进展,并对石墨烯纳米复合材料的发展前景进行了展望.%Graphene is a new type of two-dimensional carbon nanomaterial, which has been discovered and synthesized in recent years. Graphene has great potential in terms of improving the thermal,mechanical and e-lectrical properties of its composites,which is also a new hot research area of nanocomposites,due to its unique structure and novel physical and chemical properties. In this article,advances in preparation and application of graphene nanocomposites were reviewed and future development of graphene nanocomposites was also proposed.【期刊名称】《化学与生物工程》【年(卷),期】2012(029)009【总页数】5页(P6-10)【关键词】石墨烯;纳米复合材料;制备;应用【作者】宋月丽;谈发堂;王维;乔学亮;陈建国【作者单位】华中科技大学材料科学与工程学院材料成形与模具技术国家重点实验室,湖北武汉430074;平顶山学院电气信息工程学院,河南平顶山467000;华中科技大学材料科学与工程学院材料成形与模具技术国家重点实验室,湖北武汉430074;华中科技大学材料科学与工程学院材料成形与模具技术国家重点实验室,湖北武汉430074;华中科技大学材料科学与工程学院材料成形与模具技术国家重点实验室,湖北武汉430074;华中科技大学材料科学与工程学院材料成形与模具技术国家重点实验室,湖北武汉430074【正文语种】中文【中图分类】O613.71;TB33石墨烯(Graphene)是碳原子紧密堆积成单层二维蜂窝状晶格结构的碳质材料，是构成其它碳同素异形体的基本单元。

石墨烯及其复合材料的制备、性质及应用研究共3篇

石墨烯及其复合材料的制备、性质及应用研究共3篇石墨烯及其复合材料的制备、性质及应用研究1石墨烯及其复合材料的制备、性质及应用研究石墨烯是一种由碳原子构成的单层蜂窝状结构材料，具有独特的电学、光学、热学和机械性质。

自2004年它被首次发现以来，它的研究成果一直是纳米科学和材料科学最活跃的领域之一。

石墨烯具有很高的载流子迁移率、良好的机械强度和高比表面积，因此在传感器、电子器件、能量存储装置、超级电容器、太阳能电池、催化剂和生物医学传感器等领域具有广泛的应用。

本文旨在介绍石墨烯及其复合材料的制备方法、性质及其应用研究进展。

石墨烯的制备有许多方法，包括机械剥离、化学气相沉积、物理气相沉积、化学还原、流体力学剥离和微波辐射法等。

其中，机械剥离法是第一个制备单层石墨烯的方法，虽然成本低、易于实现，但需要大量时间和劳动力，并存在控制问题。

化学还原法则采用氧化石墨的还原，得到具有一定缺陷的石墨烯，且杂质易残留影响性质。

化学气相沉积法制备石墨烯具有高晶格载流子迁移率、具有极高的缺陷密度的石墨烯，但过程复杂，成本高。

物理气相沉积法适合生产无缺陷石墨烯，但难以控制多层石墨烯形成、且温度高，影响成品质量。

流体力学剥离法利用石墨烯的自身表面张力减小形成薄膜，但制备过程仍需要控制单层厚度。

微波辐射法是最新的石墨烯制备方法，采用微波对石墨进行瞬间加热、膨胀、冷却制备大面积石墨烯，具有制备速度快、质量好、颗粒易于控制等优点。

石墨烯的独特性质使其在许多应用中具有广阔的前景。

首先，在电子领域，石墨烯可以用来制造微电子器件、包括场效应晶体管、半导体和光电器件等。

FET型石墨烯晶体管基于石墨烯中载流子迁移率的高值，值得在短时间获得了重大的研究进展；二维电子系统(2DEG)可以用于制造高速逻辑电路和高灵敏感受器。

其次，在传感器领域，石墨烯表现出高度灵敏性，可以用于制造各种传感器，如光学传感器、生物传感器等。

此外，石墨烯还可以用于制造锂离子电池、超级电容器、声波马达等能量存储装置中。

石墨烯基复合材料的制备及性能分析

石墨烯基复合材料的制备及性能分析石墨烯是一种新型的碳材料，由于其独特的结构和优异的性能，被广泛应用于材料科学领域。

石墨烯基复合材料作为一种将石墨烯与其他材料复合而成的新材料，具有石墨烯的优势和复合材料的多功能性，因此在材料制备和性能分析方面备受关注。

一、石墨烯基复合材料的制备方法目前，制备石墨烯基复合材料的方法主要包括机械混合法、溶液处理法和化学气相沉积法等。

机械混合法是最简单的制备方法，将石墨烯和其他材料进行物理混合。

这种方法操作简单，成本低廉，但是石墨烯与其他材料的界面结合较弱，对复合材料性能的提升有限。

溶液处理法是通过将石墨烯分散于溶液中，与其他材料形成复合体。

这种方法不仅能够提高石墨烯与其他材料的界面结合，还可以调控复合体的结构和性能。

然而，溶液处理法对石墨烯的分散性要求较高，操作复杂。

化学气相沉积法是一种高温气相合成法，通过在金属基底上沉积石墨烯。

这种方法制备的石墨烯基复合材料具有较高的结晶质量和界面结合强度，但是设备要求高、制备时间长。

二、石墨烯基复合材料的性能分析石墨烯基复合材料的性能主要包括力学性能、导电性能和热学性能等。

力学性能是衡量材料抗拉、抗压、抗弯等力学性能的指标。

石墨烯具有极高的强度和刚度，因此能够大幅提升复合材料的力学性能。

石墨烯基复合材料的强度和刚度通常随着石墨烯含量的增加而增加，但是当石墨烯含量过高时，由于石墨烯的堆叠导致复合材料的脆性增加。

导电性是衡量材料传导电流的性能指标。

石墨烯是一种具有优异导电性的材料，其导电性能主要取决于石墨烯的层数和形态。

石墨烯基复合材料通常具有较好的导电性能，且导电性能能够随着石墨烯含量的增加而增加。

热学性能是衡量材料导热性能的指标。

石墨烯具有很高的导热性能，因此能够显著提高复合材料的导热性能。

石墨烯基复合材料的导热性能通常随着石墨烯含量的增加而增加，但是石墨烯的堆叠也会对导热性能产生一定的影响。

除了上述性能分析，石墨烯基复合材料还具有其他一些特殊的性能。

石墨烯及其复合材料导热性能的研究现状

可使石墨烯与 S i衬底的热耦合作用很小。所以热波在石墨烯悬空部分上产生后向散热片扩散。
经多次试验将实验中的激光波长选择为 488nm。
SLG 上的热扩散具体模式不明确, 其取决于
薄片及其边界形状。径向热流从两个方向向沟
槽边缘传输, 即从悬空薄片的中间部分向其边界
传播及平面波从两个相反方向向沟槽边缘传播。
碳材料
GTS( 导热石墨片 ) CNT ( s) 金刚石石墨烯
1500~ 1700 3000~ 3500 1000~ 2200 4000~ 6600
其它
硅胶
1~ 3
碳材料的导热性能受材料微晶结构, 组成相种类及 sp2 / sp3 无序程度等因素的影响, 且二维材料的导热系数较难测试, 需测试其平面及横向阻力, 几何结构等 [ 10] 。
的热传输理论模拟与分析仍然处于探索中。已知的可行性方法包括 F ourier定律的数解, 以及基于波尔兹曼 Bo ltzm ann传输方程和分子动力学 M o lecular dynam ics ( MD) 模拟的分析方法都存在各自局限性。当材料的尺寸降至纳米尺度时, 温度也变得较不稳定。在平衡系统中, 温度是基于材料的平均能量做出的定义, 对于石墨烯等纳米系统, 材料的尺寸太小, 很难确定局部温度。所以不能将平衡条件下的温度概念运用于纳米材料, 以至于较难进行纳米尺度的热传导的理论分析。
到石墨烯片中间部分温度的升高。在距离沟槽
边缘 9~ 10 m 处的大尺寸石墨片在测试模型中
96 充当散热片。
材料开发与应用
2010年 12月
图 1 单层石墨烯导热系数的非接触光学测试模型
由于使用的是低功率激光, 所以散热片温度在实验过程中保持恒定。部分悬空石墨烯的微

石墨烯复合材料的研究及其应用综述

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 compositesABSTRACT: 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/铝复合材料的研究现状及应用展望

石墨烯/铝复合材料的研究现状及应用展望作者：杨文澍武高辉肖瑞董蓉桦来源：《新材料产业》 2014年第11期文/ 杨文澍1 武高辉1，2 肖瑞3 董蓉桦11. 哈尔滨工业大学材料学院金属复合材料与工程研究所2. 哈尔滨翔科新材料有限公司3. 中国电子科技集团公司南京第十四研究所石墨烯(Graphene)是一种由碳原子构成的单层片状结构新材料。

由于其特殊的二维结构，石墨烯的电学、光学、热学和机械性能优异。

自2004年被成功制备后[1]，石墨烯相关的基础研究和工程应用研究也成为近几年的研究热点之一，在我国已经得到了政府、学术界和企业界的高度重视。

国家科技重大专项、国家“973”计划围绕“石墨烯宏量可控制备”、“石墨烯基电路制造设备、工艺和材料创新”等方向也均部署了一批重大项目[2]。

随着宁波300t石墨烯规模生产线的投产，我国在石墨烯宏量制备方面取得了重要突破[3]，但石墨烯的应用仍然处于由研发向产业化迈进的阶段。

利用石墨烯的高强高韧性能来增强树脂、陶瓷或金属是石墨烯应用研究的一个重要方向[4，5]。

本文结合笔者课题组的相关研究结果，重点讨论了石墨烯增强铝基复合材料的性能特点和相关应用前景。

一、金属基复合材料简介金属基复合材料是采用人工的方法，将不同尺寸和形态的增强相（包括纤维、晶须、颗粒、纳米相等）加入到金属基体中而获得的一类新材料，其最大的特点是性能的可设计性：通过选择不同的增强体、基体合金以及不同的界面，可以获得所需要的特性及功能[6]。

由于其性能的多样性明显优于传统合金和其他复合材料，所以金属基复合材料被称为“21世纪的材料”[7]。

因此金属基复合材料的研发获得了世界技术发达国家的高度重视，并在已广泛应用的国防及高端民用领域发挥着具有不可替代的作用[8]。

近年来，金属基复合材料的应用逐渐地从军事领域转向民用领域，并在陆上运输(汽车和火车)、热处理、民用航空、休闲娱乐等诸多领域实现商业化的应用。

石墨烯材料研发管理制度

石墨烯材料研发管理制度石墨烯是近年来科学界研究的热点，被誉为材料科学领域的“黑金”，具有极高的导电性、热导性以及力学强度。

为了更好地管理和推动石墨烯材料的研发工作，制定一套科学合理的石墨烯材料研发管理制度是非常必要的。

一、研发目标石墨烯材料的研发目标是实现其在各个领域的广泛应用，包括电子、能源、生物医学等领域。

通过开展科学研究，提高石墨烯的制备工艺，改善材料的性能，并将其应用于实际生产中，促进产业化发展。

二、组织结构石墨烯材料研发团队应当建立完整的组织结构，包括：1. 研发总监：负责统筹规划和指导整个研发过程，制定研发计划和目标。

2. 研发人员：负责具体的实验研究和数据分析工作，包括制备石墨烯样品、测试性能等。

3. 市场调研人员：负责市场需求的调研工作，及时掌握市场动态，为研发团队提供参考依据。

4. 技术支持团队：负责提供必要的技术支持，解决研发过程中遇到的技术问题。

三、研发流程石墨烯材料的研发过程通常包括以下几个阶段：1. 前期调研：了解石墨烯材料的研究现状，分析市场需求，明确研发方向和目标。

2. 材料制备：根据研发目标，选择适当的制备方法和工艺参数，制备出优质的石墨烯样品。

3. 性能测试：对制备的石墨烯样品进行各项性能测试，包括导电性、热导性、力学性能等，以评估材料的性能。

4. 数据分析：根据测试结果，进行数据分析，总结并评估石墨烯材料的性能优势和不足，并提出改进的方案。

5. 材料优化：根据数据分析结果，对材料进行进一步优化，改进其性能，提高其应用价值。

6. 产业化推广：将研发成功的石墨烯材料投入实际生产，推动其在各个领域的应用。

四、质量管理石墨烯材料的研发过程中，应严格遵守质量管理的原则，确保研发结果的准确性和可靠性。

1. 设立质量管理部门：负责制定和执行质量管理制度，监督和检查研发工作的质量。

2. 建立标准操作流程：对研发中的各个环节和操作进行规范化，确保实验数据准确、可靠。

3. 严格实验记录管理：研发人员应按照规定要求记录实验过程和结果，确保数据的真实性和可追溯性。

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石墨烯产业化及其复合材料应用研发团队简介
1.团队主要研究方向：
（1）石墨烯及其应用产品的研发和产业化；
（2）非重金属量子点的制备及应用；
（3）RAFT 可控自由基聚合功能高分子的合成及生物分子改造；（4）电化学及电化学发光传感器的组装及应用；
（5）电磁流变智能材料的制备，高性能水基润滑液制备；
（6）无机非金属复合材料的制备及在能源、防腐、吸波中的应用研究。

2.团队情况：
（1）团队人员梯队结构情况
本团队现有教授1名，副教授2名，讲师4名，博士后1名，其中青岛大学一层次特聘教授2名，二层次特聘教授1名；在读博士研究生2名，在读硕士研究生19名。

本课题组与国内外多所大学的知名教授建立了紧密、长久、务实的合作关系。

（2）团队负责人情况简介
刘敬权，男，教授，博士生导师。

青岛大学石
墨烯应用技术创新研究院院长。

1989年7月于山东
大学获得学士学位，1998年到澳大利亚留学，并分
别于1999年和2004年在新南威尔士大学获得硕士
和博士学位，在国外学习和工作近13年。

2010年4
月回国并担任青岛大学教授，入选山东省万人计划第一层次，受聘泰
1。