石墨烯纳米材料(论文)
《石墨烯杂化的TiO2和Li4Ti5O12纳米材料的可控制备、结构调控及性能研究》范文
《石墨烯杂化的TiO2和Li4Ti5O12纳米材料的可控制备、结构调控及性能研究》篇一一、引言随着纳米科技的飞速发展，新型纳米材料的研究与应用逐渐成为科研领域的热点。
石墨烯杂化的TiO2和Li4Ti5O12纳米材料因其独特的物理化学性质，在能源存储、催化、光电器件等领域具有巨大的应用潜力。
本文将对这两种材料的可控制备技术、结构调控及其性能进行研究。
二、可控制备技术1. 石墨烯杂化的TiO2纳米材料制备本部分介绍一种采用溶剂热法可控制备石墨烯杂化的TiO2纳米材料的方法。
首先，通过溶胶-凝胶法合成TiO2前驱体，然后与氧化石墨烯（GO）进行混合，在特定的溶剂中通过溶剂热法进行反应，得到石墨烯杂化的TiO2纳米材料。
通过调整反应条件，可以实现对材料尺寸、形貌和结构的可控制备。
2. Li4Ti5O12纳米材料的制备Li4Ti5O12纳米材料的制备采用溶胶-凝胶法结合高温煅烧法。
首先，通过金属醇盐的聚合反应制备出Li4Ti5O12的前驱体，然后进行高温煅烧，得到Li4Ti5O12纳米材料。
通过调整煅烧温度和时间，可以实现对材料晶粒尺寸和结晶度的控制。
三、结构调控1. 石墨烯杂化的TiO2纳米材料结构调控通过调整制备过程中的反应条件，如温度、时间、浓度等，可以实现对石墨烯杂化的TiO2纳米材料的结构调控。
例如，通过改变GO的掺杂量，可以调整TiO2纳米材料的形貌和比表面积；通过调整溶剂热反应时间，可以控制材料的结晶度和晶粒尺寸。
2. Li4Ti5O12纳米材料结构调控对于Li4Ti5O12纳米材料，通过调整高温煅烧过程中的温度和时间，可以实现对材料晶粒尺寸和结晶度的调控。
此外，还可以通过掺杂其他元素（如Sn、Co等）来优化材料的电子结构和性能。
四、性能研究1. 石墨烯杂化的TiO2纳米材料性能研究通过对石墨烯杂化的TiO2纳米材料进行电化学性能、光催化性能等测试，发现该材料具有优异的电化学性能和光催化性能。
新型材料论文
新型材料论文
近年来，新型材料在各个领域都得到了广泛的应用和研究。
与传统材料相比，新型材料具有更好的性能和更广阔的应用前景。
本文主要介绍了三种新型材料，分别是石墨烯、纳米材料和智能材料。
首先，石墨烯是一种由碳原子构成的二维材料。
由于石墨烯具有超高的导热性和导电性，因此被广泛应用于电子器件和能源领域。
石墨烯的导电性能远超过传统材料，可以制作出更小、更薄、更快的电子器件。
此外，石墨烯还具有很强的机械性能和化学稳定性，使其在材料科学领域具有广泛的应用前景。
其次，纳米材料是指至少在一维尺度上具有纳米级尺寸的材料。
纳米材料具有特殊的物理和化学性质，因此在电子、生物医学和环境等领域有着广泛的应用。
例如，纳米颗粒可以用于制备高效的太阳能电池和光催化材料，用于净化水和空气。
此外，纳米材料还可以用于制备高强度的纳米复合材料，以提高材料的力学性能和耐磨性。
最后，智能材料是一类具有自感知、自诊断和自修复功能的材料。
智能材料可以根据外部环境变化自动调整其结构和性能，具有广泛的应用前景。
例如，智能涂层可以自动修复划痕和表面缺陷，提高材料的耐久性；智能纤维可以根据体温和湿度变化调整透气性和保温性。
此外，智能材料还可以应用于生物医学和传感器领域，用于制备高灵敏度的生物传感器和医学植入器件。
总之，新型材料在科学研究和应用开发中具有重要的地位和作用。
石墨烯、纳米材料和智能材料是近年来备受关注的新型材料，它们在电子、能源、环境和医学等领域都具有广泛的应用前景。
相信随着科学技术的不断进步，新型材料将会在更多领域发挥重要作用，推动社会进步和经济发展。
石墨烯材料的研究进展论文
新材料石墨烯的研究摘要：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。
关键词：石墨烯；纳米复合材料；制备；应用1.材料的基本情况石墨烯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。
石墨烯的理论研究已有６０多年的历史，一直被认为是假设性的结构，无法单独稳定存在。
２００４年，英国曼彻斯特大学物理学家安德烈·海姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫用胶带反复剥离高定向热解石墨的方法，得到了稳定存在的石墨烯。
石墨烯的出现颠覆了传统理论，使碳的晶体结构形成了从零维的富勒烯、一维的碳纳米管、二维的石墨烯到三维的金刚石和石墨的完整体系。
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。
石墨烯是构成石墨，木炭，碳纳米管和富勒烯碳同素异形体的基本单元。
完美的石墨烯是二维的，它只包括六边形(等角六边形); 如果有五边形和七边形存在，则会构成石墨烯的缺陷。
12个五角形石墨烯会共同形成富勒烯。
石墨烯卷成圆桶形可以用为碳纳米管石墨烯的出现在科学界激起了巨大的波澜，人们发现，石墨烯具有非同寻常的导电性能、超出钢铁数十倍的强度和极好的透光性，它的出现有望在现代电子科技领域引发一轮革命。
石墨烯目前是世上最薄却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；导热系数高于碳纳米管和金刚石，石墨烯是迄今为止世界上强度最大的材料，据测算如果用石墨烯制成厚度相当于普通食品塑料包装袋厚度的薄膜（厚度约100 纳米），那么它将能承受大约两吨重物品的压力，而不至于断裂，石墨烯是世界上导电性最好的材料。
《石墨烯杂化的TiO2和Li4Ti5O12纳米材料的可控制备、结构调控及性能研究》范文
《石墨烯杂化的TiO2和Li4Ti5O12纳米材料的可控制备、结构调控及性能研究》篇一摘要：本文研究了石墨烯杂化的TiO2和Li4Ti5O12纳米材料的可控制备技术，详细探讨了材料的结构调控方法及其在能源存储与转换领域的应用性能。
通过一系列实验设计和理论分析，实现了材料的高效合成、结构优化和性能提升，为相关领域的研究与应用提供了有力的技术支持。
一、引言随着纳米科技的飞速发展，石墨烯杂化的金属氧化物纳米材料因其独特的物理化学性质和潜在的应用价值，成为了当前研究的热点。
TiO2和Li4Ti5O12作为典型的金属氧化物，其与石墨烯的复合材料在锂离子电池、光催化等领域具有广阔的应用前景。
因此，本篇论文致力于石墨烯杂化的TiO2和Li4Ti5O12纳米材料的可控制备、结构调控及性能研究。
二、材料制备1. 材料选择与制备方法本部分详细介绍了实验中选用的原料、化学试剂及制备方法。
采用溶胶-凝胶法结合热处理工艺，实现了石墨烯杂化的TiO2和Li4Ti5O12纳米材料的可控制备。
2. 制备过程中的参数控制探讨了制备过程中温度、时间、浓度等参数对材料性能的影响，通过实验数据的分析，总结了最佳制备参数。
三、结构调控1. 材料结构分析利用X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）等手段，对制备得到的石墨烯杂化纳米材料进行了结构表征。
2. 结构调控方法通过调整制备过程中的前驱体比例、掺杂元素等方法，实现了对材料结构的调控，得到了具有不同晶型和微观形貌的纳米材料。
四、性能研究1. 电池性能研究将石墨烯杂化的TiO2和Li4Ti5O12纳米材料应用于锂离子电池中，研究了其在充放电过程中的电化学性能，包括比容量、循环稳定性等。
2. 光催化性能研究探讨了材料在光催化领域的应用性能，通过降解有机污染物等实验，评价了其光催化活性和稳定性。
五、结果与讨论1. 制备结果分析详细分析了实验过程中制备得到的石墨烯杂化纳米材料的形貌、结构和性能，总结了制备过程中的规律和经验。
石墨烯纳米材料
石墨烯纳米材料
石墨烯是一种由碳原子构成的二维晶格结构材料，具有许多出色的特性，如高
导热性、高机械强度和优异的电学特性。
由于这些特性，石墨烯被广泛认为是未来材料科学领域的一个重要研究方向。
首先，石墨烯的高导热性使其成为热管理领域的理想材料。
石墨烯的热导率非
常高，远远超过许多其他材料。
这使得石墨烯可以应用于电子设备和热管理系统中，提高设备的散热效率，从而延长设备的使用寿命。
其次，石墨烯的高机械强度使其成为一种理想的结构材料。
石墨烯的强度非常高，即使是单层石墨烯也可以承受很大的拉伸力。
这使得石墨烯可以应用于制备高强度的复合材料，用于航空航天和汽车等领域，提高材料的强度和耐久性。
另外，石墨烯的优异电学特性也为其在电子领域的应用提供了广阔的空间。
石
墨烯具有非常高的电子迁移率和热稳定性，使其成为一种优秀的导电材料。
这使得石墨烯可以用于制备高性能的电子器件，如场效应晶体管和光电探测器等。
总的来说，石墨烯作为一种纳米材料，具有许多出色的特性，使其在热管理、
结构材料和电子器件等领域都有着广阔的应用前景。
随着石墨烯制备技术的不断进步，相信石墨烯将会在未来的材料科学领域发挥越来越重要的作用。
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：***学号：************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)引言石墨烯自2004年被发现以来，因其优异的电学、力学、热学、光学等性能，已经深深地影响了物理、化学和材料学领域，被广泛应用于复合材料、纳米电子器件、能量储存、生物医学和传感器等范围，表现出巨大的潜在应用前景。
《2024年石墨烯的制备及在超级电容器中的应用》范文
《石墨烯的制备及在超级电容器中的应用》篇一一、引言随着科技的进步，纳米材料的应用已经引起了科学界的广泛关注。
在众多纳米材料中，石墨烯因其独特的物理、化学性质，特别是其超高的电导率和极大的比表面积，已成为近年来材料科学领域的研究热点。
本篇论文旨在深入探讨石墨烯的制备方法以及其在超级电容器中的应用。
二、石墨烯的制备石墨烯的制备方法多种多样，常见的包括机械剥离法、化学气相沉积法、氧化还原法等。
1. 机械剥离法：此方法主要是通过机械力将石墨薄片剥离成单层或多层石墨烯。
此法虽然可以制备出高质量的石墨烯，但生产效率较低，不适合大规模生产。
2. 化学气相沉积法：此法通过在高温条件下使气体中的碳原子在基底上沉积形成石墨烯。
此法可以制备大面积的石墨烯，但制备过程需要高温和特定的气体环境。
3. 氧化还原法：此法首先通过强酸等化学试剂将天然石墨氧化，形成氧化石墨（GO），然后通过还原GO得到石墨烯。
此法生产效率高，成本低，适合大规模生产。
三、石墨烯在超级电容器中的应用超级电容器是一种具有高能量密度和高功率密度的储能器件，而石墨烯因其独特的物理性质，使其成为超级电容器的理想材料。
1. 石墨烯的电化学性质：石墨烯具有超高的比表面积和良好的导电性，这使其在电化学反应中能够提供更多的活性位点，从而提高电容器的电容量。
2. 石墨烯在超级电容器中的应用：由于石墨烯的优异性能，其被广泛应用于超级电容器的电极材料。
在电极中，石墨烯不仅可以提供大量的电荷传输通道，还可以通过其大比表面积提供更多的电荷存储空间。
此外，石墨烯的优异导电性可以降低电极的内阻，从而提高电容器的充放电速率。
四、结论随着科技的发展，石墨烯的制备技术已经越来越成熟，其在超级电容器中的应用也越来越广泛。
未来，随着对石墨烯性能的深入研究以及制备技术的进一步优化，石墨烯在超级电容器以及其他领域的应用将更加广泛。
同时，我们也需要关注到石墨烯在实际应用中可能面临的问题和挑战，如成本、环境影响等，以期在未来的研究中找到更好的解决方案。
石墨烯论文总结范文
摘要：石墨烯作为一种新型二维材料，具有独特的物理化学性质，在众多领域展现出巨大的应用潜力。
本文对石墨烯的制备方法、特性、应用领域进行了综述，旨在为石墨烯材料的研究提供参考。
一、引言石墨烯是一种由单层碳原子构成的二维晶体，具有优异的力学、电学、热学和光学性能。
自2004年石墨烯被发现以来，其研究取得了显著的进展。
本文对石墨烯的制备方法、特性、应用领域进行综述，以期为石墨烯材料的研究提供参考。
二、石墨烯的制备方法1. 机械剥离法：机械剥离法是制备石墨烯的一种简单、高效的方法。
通过将石墨片在金刚石针尖下进行机械剥离，可以得到单层石墨烯。
2. 化学气相沉积法：化学气相沉积法是一种制备高质量石墨烯的方法。
该方法在高温下将碳源气体在金属催化剂上分解，形成石墨烯。
3. 水热法：水热法是一种制备石墨烯的新技术。
通过将石墨烯前驱体在高温高压下进行反应，可以得到高质量的石墨烯。
4. 微机械剥离法：微机械剥离法是一种基于微机械加工技术制备石墨烯的方法。
通过在石墨烯上施加应力，使其发生剥离，从而获得单层石墨烯。
三、石墨烯的特性1. 优异的力学性能：石墨烯具有极高的强度和韧性，是已知材料中最强的二维材料。
2. 良好的电学性能：石墨烯具有优异的电导率，是已知材料中最高的二维材料。
3. 热学性能：石墨烯具有优异的热导率，可以有效传递热量。
4. 光学性能：石墨烯具有优异的光吸收和光催化性能。
四、石墨烯的应用领域1. 电子器件：石墨烯具有优异的电学性能，可以应用于制备高性能电子器件，如场效应晶体管、晶体管等。
2. 能源存储与转换：石墨烯具有良好的电化学性能，可以应用于锂离子电池、超级电容器等能源存储与转换领域。
3. 光学器件：石墨烯具有优异的光学性能，可以应用于制备高性能光学器件，如光子晶体、光学传感器等。
4. 生物医学领域：石墨烯具有良好的生物相容性，可以应用于生物医学领域，如药物载体、生物传感器等。
五、结论石墨烯作为一种新型二维材料，具有独特的物理化学性质，在众多领域展现出巨大的应用潜力。
科技石墨烯征文
科技石墨烯征文石墨烯是一种由碳原子形成的二维蜂窝结构的材料，具有许多令人惊叹的特性和潜力。
它被誉为“二十一世纪的奇迹材料”，在科技领域引起了极大的关注。
本文将全面介绍科技石墨烯的特性、应用和未来发展。
1. 特性石墨烯具有许多独特的特性，使其在科技领域具有巨大的潜力。
1.1 二维结构石墨烯是一种由一层厚度仅为一个原子的碳原子构成的二维材料。
这种二维结构使得石墨烯具有许多独特的性质，例如高度柔韧性和导电性。
1.2 强度和柔韧性尽管石墨烯只有一个原子的厚度，但它却是已知最强硬的材料之一。
它的强度是钢铁的200倍，但却非常轻巧。
这种强度和柔韧性使得石墨烯在制造高强度材料和纳米电子设备方面具有巨大的潜力。
1.3 高导电性石墨烯具有出色的导电性，甚至比铜还要好。
它的电子在结构中的移动速度非常快，使得石墨烯成为制造高速电子设备的理想材料。
此外，石墨烯还具有热导率高、透明度高等优点，使其在电子和光学领域具有广泛的应用。
1.4 透明度和灵活性尽管石墨烯只有一个原子的厚度，但它却是透明的。
这使得石墨烯在显示器、太阳能电池等领域具有巨大的潜力。
此外，石墨烯具有极高的柔韧性，可以弯曲和拉伸而不会破裂，这使得它在可穿戴设备和柔性电子方面具有广阔的应用前景。
2. 应用石墨烯的独特特性使得它在许多领域都有着广泛的应用。
2.1 电子领域石墨烯在电子领域具有巨大的潜力。
由于其高导电性和高迁移率，石墨烯可以用于制造更快、更小、更节能的电子设备。
例如，石墨烯晶体管可以替代硅晶体管，使得电子设备更加高效和可靠。
此外，石墨烯还可以用于制造柔性电子设备，如可弯曲显示屏和智能穿戴设备。
2.2 能源领域石墨烯在能源领域也有着广泛的应用前景。
首先，石墨烯可以用于制造高效的太阳能电池。
由于其高透明度和导电性，石墨烯可以在太阳能电池中起到收集和传导光能的作用，提高太阳能电池的转换效率。
其次，石墨烯还可以用于储能设备，如锂离子电池和超级电容器，以提高能量密度和充电速度。
石墨烯毕业论文
石墨烯毕业论文石墨烯毕业论文石墨烯，作为一种新兴的二维材料，近年来备受关注。
它具有出色的电子、热学、力学和光学性能，被认为是未来科技领域的重要材料。
在我即将毕业的时刻，我决定以石墨烯为研究对象，撰写一篇毕业论文，以探索其潜在应用和进一步发展的可能性。
首先，我将介绍石墨烯的基本性质和制备方法。
石墨烯是由碳原子构成的单层晶体结构，具有高度的强度和导电性。
其制备方法多种多样，包括机械剥离、化学气相沉积和化学还原等。
在论文中，我将详细描述这些方法的优缺点，并提出一种新的制备方法，以提高石墨烯的质量和可扩展性。
其次，我将研究石墨烯的电子性质。
石墨烯的电子结构具有独特的带隙特性，使其成为一种理想的载流子传输材料。
我将通过实验和数值模拟，研究石墨烯的载流子输运特性，并探索其在电子器件中的应用潜力。
例如，石墨烯可以作为高性能的晶体管材料，用于制造更快、更小、更节能的电子器件。
此外，我将研究石墨烯在能量存储和转换领域的应用。
石墨烯具有高比表面积和良好的电导率，使其成为一种理想的电极材料。
我将探索石墨烯在锂离子电池、超级电容器和燃料电池等能源存储和转换设备中的应用潜力。
通过优化石墨烯的结构和制备工艺，可以提高这些设备的性能和循环寿命。
除了电子和能源领域，石墨烯还具有广泛的应用前景。
例如，在生物医学领域，石墨烯可以用于制造生物传感器、药物传递系统和组织工程材料。
在环境保护领域，石墨烯可以用于制造高效的吸附剂、催化剂和分离膜。
在纳米电子学领域，石墨烯可以用于制造纳米传感器、纳米电子器件和纳米机械系统。
在论文中，我将介绍这些领域的最新研究进展，并提出一些新的应用方向。
最后，我将总结石墨烯的研究成果，并展望其未来的发展前景。
石墨烯作为一种多功能材料，具有巨大的潜力。
然而，目前仍存在一些挑战，如大规模制备、稳定性和可扩展性等。
我将提出一些解决这些挑战的方法和建议，并展示石墨烯在未来科技领域的应用前景。
在整个研究过程中，我将采用实验和理论相结合的方法，以确保研究结果的准确性和可靠性。
《石墨烯纳米片增强Mg-4Zn-0.5Mn复合材料的组织与力学性能研究》范文
《石墨烯纳米片增强Mg-4Zn-0.5Mn复合材料的组织与力学性能研究》篇一一、引言随着现代科技的发展，新型材料的研究与应用逐渐成为科技领域的重要方向。
其中，镁基复合材料因其轻质、高强和良好的耐腐蚀性等特性，在航空航天、汽车制造等领域具有广泛的应用前景。
近年来，石墨烯纳米片因其独特的二维结构和优异的物理化学性能，被广泛用于增强金属基复合材料的力学性能。
本文旨在研究石墨烯纳米片对Mg-4Zn-0.5Mn复合材料组织结构及力学性能的影响。
二、实验材料与方法1. 材料准备本实验采用Mg-4Zn-0.5Mn合金作为基体材料，石墨烯纳米片作为增强相。
通过熔炼、铸造和热处理等工艺制备复合材料试样。
2. 制备工艺（1）将石墨烯纳米片与Mg-4Zn-0.5Mn合金进行混合；（2）在高温条件下进行熔炼和铸造，形成复合材料铸锭；（3）对铸锭进行热处理，以优化组织和性能。
3. 实验方法（1）采用X射线衍射（XRD）分析复合材料的物相组成；（2）利用扫描电子显微镜（SEM）观察复合材料的显微组织；（3）通过拉伸试验、硬度测试等手段评估复合材料的力学性能。
三、实验结果与分析1. 显微组织分析XRD分析结果表明，复合材料中出现了Mg、Zn、Mn等元素的特征峰，以及石墨烯的特征峰，表明石墨烯纳米片成功加入到Mg-4Zn-0.5Mn合金中。
SEM观察显示，石墨烯纳米片在基体中分布均匀，有效地提高了合金的显微组织均匀性。
2. 力学性能研究（1）拉伸性能：随着石墨烯纳米片的加入，复合材料的拉伸性能得到显著提高。
加入适量的石墨烯纳米片可以显著提高复合材料的抗拉强度和延伸率。
这是因为石墨烯纳米片能够有效提高材料的韧性，抵抗裂纹扩展。
（2）硬度：通过硬度测试发现，添加石墨烯纳米片的复合材料硬度明显高于未添加的基体合金。
这归因于石墨烯纳米片的加入使得合金的晶粒细化，晶界增多，从而提高了材料的硬度。
四、讨论本实验结果表明，石墨烯纳米片的加入能够显著提高Mg-4Zn-0.5Mn复合材料的组织均匀性和力学性能。
《石墨烯杂化的TiO2和Li4Ti5O12纳米材料的可控制备、结构调控及性能研究》范文
《石墨烯杂化的TiO2和Li4Ti5O12纳米材料的可控制备、结构调控及性能研究》篇一摘要：随着纳米科技的发展，石墨烯杂化的金属氧化物纳米材料因其优异的物理和化学性质在能源存储、催化等领域展现出巨大的应用潜力。
本文针对石墨烯杂化的TiO2和Li4Ti5O12纳米材料的可控制备、结构调控及其性能进行了深入研究。
通过精细的合成策略和先进的表征技术，探讨了材料的结构与性能之间的关系，为相关领域的应用提供了理论依据和实验支持。
一、引言石墨烯作为一种新型的二维材料，具有优异的电学、热学和力学性能，其与金属氧化物的复合材料在诸多领域如锂电池、光催化等具有显著的应用价值。
TiO2和Li4Ti5O12作为典型的金属氧化物，在能源存储和转换领域有着广泛的应用。
本文旨在通过可控制备技术，制备出石墨烯杂化的TiO2和Li4Ti5O12纳米材料，并对其结构进行调控，以优化其性能。
二、材料制备与结构调控1. 制备方法采用溶胶-凝胶法结合热处理技术，成功制备了石墨烯杂化的TiO2和Li4Ti5O12纳米材料。
通过调整溶胶的浓度、石墨烯的掺杂量以及热处理温度等参数，实现了对材料形貌和尺寸的可控制备。
2. 结构调控通过调整石墨烯的掺杂量和热处理条件，实现了对材料微观结构的调控。
利用X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）和透射电子显微镜（TEM）等手段对材料的结构进行了表征，探讨了不同结构对材料性能的影响。
三、性能研究1. 电化学性能通过对石墨烯杂化的TiO2和Li4Ti5O12纳米材料进行电化学性能测试，发现其作为锂电池负极材料时，具有较高的比容量和优异的循环稳定性。
石墨烯的引入有效提高了材料的导电性和锂离子扩散速率，从而改善了材料的电化学性能。
2. 光催化性能在光催化领域，石墨烯杂化的TiO2纳米材料表现出优异的光催化活性。
其能够有效地吸收和利用太阳能，将光能转化为化学能，提高了光催化反应的效率和稳定性。
四、结论本文通过可控制备技术，成功制备了石墨烯杂化的TiO2和Li4Ti5O12纳米材料，并对其结构进行了调控。
石墨烯的制备及其电化学性能
石墨烯的制备及其电化学性能一、本文概述石墨烯，一种由单层碳原子紧密排列构成的二维纳米材料，自2004年被科学家首次成功制备以来，便因其独特的结构和优异的性能引发了全球范围内的研究热潮。
石墨烯以其高导电性、高热导率、高强度以及良好的化学稳定性等特性，在材料科学、电子学、能源科学等多个领域展现出巨大的应用潜力。
特别是在电化学领域，石墨烯因其高比表面积、优良的电子传输性能和化学稳定性，被广泛应用于电极材料、储能器件以及电化学传感器等方面。
本文旨在全面介绍石墨烯的制备方法及其电化学性能。
我们将概述石墨烯的基本结构和性质，以及其在电化学领域的应用背景。
随后，我们将详细介绍石墨烯的几种主要制备方法，包括机械剥离法、化学气相沉积法、氧化还原法等，并分析各方法的优缺点及适用范围。
接着，我们将重点探讨石墨烯在电化学领域的应用，包括其在锂离子电池、超级电容器、燃料电池等储能器件中的性能表现，以及其在电化学传感器中的应用。
我们将对石墨烯的电化学性能进行综合分析，展望其在未来电化学领域的发展趋势和应用前景。
二、石墨烯的制备方法石墨烯的制备方法多种多样，根据其制备原理，主要可以分为物理法和化学法两大类。
物理法：物理法主要包括机械剥离法、取向附生法和碳纳米管切割法等。
机械剥离法是最早用来制备石墨烯的方法，其原理是利用物体与石墨烯之间的摩擦和相对运动，得到石墨烯薄层材料。
取向附生法则是在一定条件下，使碳原子在金属单晶（如Ru）表面生长出单层碳原子，然后利用金属与石墨烯之间的弱相互作用，将石墨烯与金属基底分离。
碳纳米管切割法则是通过切割碳纳米管得到石墨烯纳米带。
化学法：化学法主要包括氧化还原法、SiC外延生长法、化学气相沉积法（CVD）等。
氧化还原法是通过将天然石墨与氧化剂反应，得到氧化石墨，再将其进行热还原或化学还原，从而制备出石墨烯。
SiC外延生长法是在高温条件下，使SiC中的Si原子升华，剩余的C 原子在基底表面重新排列，形成石墨烯。
基于石墨烯纳米材料的新型结构与电容器件研究共3篇
基于石墨烯纳米材料的新型结构与电容器件研究共3篇基于石墨烯纳米材料的新型结构与电容器件研究1基于石墨烯纳米材料的新型结构与电容器件研究随着人类社会科技的不断发展，科学家们不断探索新型材料的性质和应用。
其中，石墨烯因其独特的结构和优异的物理化学特性而备受瞩目。
石墨烯是一种由碳原子构成的单层薄板材料，拥有高导电性、热导率、机械强度和化学惰性等特性，具有广泛的应用前景。
本文将着重介绍基于石墨烯纳米材料的新型结构与电容器件研究。
一、石墨烯纳米材料的新型结构石墨烯纳米材料的制备方法主要有机械剥离、化学气相沉积、化学还原、分子束外延等方法。
在传统的石墨烯纳米材料中，通常是通过多层石墨烯或还原氧化石墨烯(LGO)形成的。
但是，这些方法制备的石墨烯纳米材料具有非平面的层面结构，其材料性能和应用效果可能受到一定的限制。
为了实现石墨烯纳米材料的新型结构，科学家们提出了一些有效的方法。
例如，2016年，科学家在一次实验中，通过光学捕获技术制备了一种具有锯齿状边缘的石墨烯纳米结构。
该结构除了具有石墨烯的传统优异性能外，还具有更高的柔韧性和优异的应变性能。
这与石墨烯板的单平面结构完全不同。
此外，其他科学家还提出了一些新型的石墨烯纳米结构。
例如，在2013年，科学家们在一个铂晶体的表面制备了一种具有核壳结构的石墨烯纳米材料。
该材料由一个石墨烯球包围着一个小球形奈米金属铂核，高度稳定。
这种石墨烯纳米材料可以延长电容器的寿命，并且具有优异的电化学性能。
二、石墨烯纳米材料的电容器件研究石墨烯材料在电容器件领域的应用，已是一个研究热点。
石墨烯纳米材料在电容器件领域的大量应用也日益提高了石墨烯材料的价值。
石墨烯电容器件除了具有传统电容器件的存储功能之外，还具有较高的功率密度和能量密度、长寿命和快速的充电和放电速度。
对于石墨烯电容器件的研究，科学家们探索了各种石墨烯纳米的结构以及利用不同的纳米材料进行组合的结构。
具有核壳结构的石墨烯纳米材料作为电容器件的电极，其性能显著提高，例如提高了能量密度和储存能力，并减少了内部电阻。
精选石墨烯材料分析论文
一、概念、制备与结构篇1、什么是石墨烯答：将石墨的层状结构无限剥离，直到原子级厚度，该薄层碳材料的性质与原来的石墨有极大的不同（电子运动性质发生重大变化），该薄层碳材料取名石墨烯。
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，成功地从石墨中剥离出石墨烯，并表征了它的性质，两人也因“在二维石墨烯材料的开创性实验”为由，共同获得2010年诺贝尔物理学奖。
2、石墨烯和石墨在结构上有什么区别？答：石墨是由一层层蜂窝状有序排列的平面碳原子构成的。
当把石墨片层剥成单层之后，这种只有一个单原子层的石墨薄片称为单碳层石墨烯。
3、石墨烯可以分为哪几类？（提示：以层数来划分）答：单碳层石墨烯、双碳层石墨烯、多碳层石墨烯（3-10层）。
4、单层石墨烯的厚度是多少？答：0.335 nm，大约是头发丝的二十万分之一。
5、石墨烯主要是由什么元素组成的？答：碳元素。
6、石墨烯和石墨最本质的区别在哪里？答：电子性质发生了改变，因此其许多性质都不同。
7、石墨烯、碳纳米管、炭黑在结构上有什么区别？答：微观上石墨烯为二维薄片状，碳纳米管为一维线状，炭黑为零维粒子状。
8、石墨烯与石墨的关系是什么？答：石墨由很多层石墨烯构成;石墨一层一层剥离就变成石墨烯。
9、石墨烯最早是如何被制备、发现的？答：利用胶带剥离法从高定向裂解石墨块中剥离得到的。
10、铅笔在纸上轻轻划过留下痕迹是否有可能含有单原子层石墨烯？答：可能。
铅笔芯材料为石墨材料，在纸上划过，将发生碳层的剥离。
11、石墨烯制备方法目前主要有哪些？答：机械剥离法、CVD法、化学氧化还原法、插层剥离法等。
12、氧化石墨烯用Hummer法制备需要哪些化学物质？答：浓硫酸、高锰酸钾、蒸馏水、双氧水等。
13、石墨烯利用化学氧化还原法制备有哪些优缺点？答：优点：可以大规模制备氧化石墨烯、还原氧化石墨烯、其中氧化石墨烯水溶性好、利用其可进行化学接枝改性；缺点：制备得到石墨烯缺陷大、破坏了石墨烯原有的结构、大量使用强酸和强氧化剂，易造成环境污染。
《2024年石墨烯吸附材料的制备与应用研究进展》范文
《石墨烯吸附材料的制备与应用研究进展》篇一一、引言石墨烯自被发现以来，凭借其卓越的物理、化学和电学性质，已经成为全球范围内众多科学家的研究焦点。
本文着重对石墨烯吸附材料的制备工艺以及应用进展进行研究探讨，以期为相关领域的研究提供参考。
二、石墨烯吸附材料的制备（一）化学气相沉积法化学气相沉积法是制备石墨烯的一种常用方法。
该方法通过高温催化分解碳源，使碳原子在基底上形成石墨烯薄膜。
其优点是能够大规模制备，但制备过程较为复杂，对设备要求较高。
（二）液相剥离法液相剥离法是利用溶液中的剥离剂将石墨剥离成单层或多层石墨烯片材的方法。
这种方法制备的石墨烯片材质量高，但产率相对较低。
（三）溶胶-凝胶法溶胶-凝胶法是制备石墨烯基复合材料的有效方法。
该方法首先通过溶胶制备出含石墨烯的前驱体溶液，再经过凝胶化、固化等过程，最终形成石墨烯复合材料。
此法操作简单，材料性能良好。
三、石墨烯吸附材料的应用进展（一）环境治理领域石墨烯吸附材料具有较高的比表面积和良好的吸附性能，可以广泛应用于废水处理、空气净化等环境治理领域。
通过负载特定的催化剂或活性物质，可以提高石墨烯吸附材料对有机物、重金属离子等污染物的吸附效果。
（二）能源领域在能源领域，石墨烯吸附材料可以用于锂电池、超级电容器等储能设备的制备。
通过在石墨烯中掺杂其他元素或制备复合材料，可以提高其电化学性能，从而满足不同能源设备的需要。
（三）生物医药领域由于石墨烯具有良好的生物相容性和导电性，可以作为药物载体、生物传感器等在生物医药领域发挥重要作用。
例如，通过将药物分子与石墨烯复合，可以提高药物的稳定性和药效。
此外，石墨烯还可以用于制备生物传感器，用于监测生物分子的浓度和变化。
四、研究展望随着科技的不断发展，石墨烯吸附材料在制备工艺和应用领域都将取得更大的突破。
未来研究方向包括：进一步优化制备工艺，提高石墨烯吸附材料的产率和质量；拓展应用领域，如将石墨烯吸附材料应用于新型能源设备、生物医药等领域；研究石墨烯吸附材料的复合材料和功能化改性，以提高其性能和降低成本。
细谈石墨烯纳米材料在药物释放和基因传递中的应用论文
细谈石墨烯纳米材料在药物释放和基因传递中的应用论文 1 引言Geim 和Novoselov在xx 年发现了石墨烯，石墨烯是一种由sp2 杂化的碳原子连接的单原子层的新型二维原子晶体。
石墨烯具有比表面积大、良好的电导性和热传导等优点，已报道了石墨烯氧化物和石墨烯在物理、化学、生物和材料科学等不同领域的应用。
石墨烯的功能化包括共价键功能化和非共价键功能化，其中石墨烯的共价功能化有石墨烯的聚合物功能化和石墨烯的小分子功能化，石墨烯的非共价功能化包含有π-π堆垛相互作用，疏水作用，静电作用等非共价键作用，使修饰分子对石墨烯进行表面功能化，形成稳定的分散体系。
研究表明石墨烯是一种有前景的材料，有潜力应用于药物传递、骨组织工程支架、移植、生物传感器等。
本文探讨了石墨烯基材料在药物释放和基因传递领域的应用。
2 药物释放利用石墨烯的高比表面积、π-π堆积、静电作用以及疏水作用来实现难溶性药物的高负载量，Liu 等[2]是最早在这领域进行研究的研究者之一，他们合成负载了喜树碱( CPT) 衍生物SN38 的聚乙二醇( PEG) -功能化的纳米石墨烯氧化物( NGO) ，NGO-PEG-SN38 复合物既保持了SN38 优良性能也表现出了良好的水溶性。
在HCT-116 细胞中，该复合物也具有较高的细胞毒性，比CPT 强1000 倍，这导致了许多研究组对石墨烯基复合材料在药物传递中的应用展开了一系列的研究。
在另一项研究中，他们也探索了含有共轭结构PEG-NGO 的rituxan( 抗体CD20 + ) 的靶向给药，也对体外非共价π-π堆积负载阿霉素( DOX) 的PEG-NGO共轭型和pH 值依赖型的药物释放进行了研究。
一般情况下，纳米载体是与细胞膜相互作用以及通过内吞作用进入细胞内的。
石墨烯功能化已成功地用于开发释放药物在细胞质内的刺激响应性纳米载体。
例如Kim 等利用谷胱甘肽( GSH) 的近红外( NIR) 、酸性pH 值和高细胞内水平来进行DOX 中的包质交付。
《2024年石墨烯吸附材料的制备与应用研究进展》范文
《石墨烯吸附材料的制备与应用研究进展》篇一一、引言随着环境污染的日益严重，吸附材料在环境保护领域中发挥着越来越重要的作用。
石墨烯作为一种新型的二维纳米材料，具有高比表面积、优异电性能和机械强度等优点，为吸附材料的研发提供了新的可能性。
本文将针对石墨烯吸附材料的制备方法、性能及其应用研究进展进行综述。
二、石墨烯吸附材料的制备方法1. 化学气相沉积法：通过高温条件下，利用气体反应生成石墨烯，再将其转移到基底上。
该方法制备的石墨烯具有较高的纯度和结晶度，但制备成本较高。
2. 液相剥离法：利用强酸或强碱将石墨剥离成单层或多层石墨烯，再通过离心、透析等方法分离得到石墨烯。
该方法简单易行，但得到的石墨烯尺寸较小。
3. 还原氧化石墨烯法：通过氧化石墨的还原反应得到还原氧化石墨烯（rGO），具有较高的比表面积和良好的吸附性能。
三、石墨烯吸附材料的性能1. 高比表面积：石墨烯具有极高的比表面积，为吸附过程提供了丰富的活性位点。
2. 优异电性能：石墨烯具有良好的导电性，有利于电子的传输和吸附过程的进行。
3. 机械强度高：石墨烯具有优异的机械强度和柔韧性，可应用于各种复杂环境。
4. 良好的化学稳定性：石墨烯具有良好的化学稳定性，可应对各种不同的污染物质。
四、石墨烯吸附材料的应用研究进展1. 水处理领域：石墨烯吸附材料可有效去除水中的重金属离子、有机污染物等，提高水质。
2. 气体分离：利用石墨烯的高比表面积和良好的孔道结构，实现气体的高效分离和纯化。
3. 能源储存：石墨烯吸附材料可应用于锂电池、超级电容器等能源储存器件，提高能量密度和循环稳定性。
4. 生物医学领域：石墨烯吸附材料可用于生物分子的分离、纯化和检测等方面，具有广阔的应用前景。
五、未来展望未来，石墨烯吸附材料的研究将进一步深入，制备方法将更加多样化、高效化。
同时，针对不同领域的应用需求，将开发出具有特定功能、高性价比的石墨烯吸附材料。
此外，对于石墨烯吸附材料的实际应用，还需解决其在实际环境中的稳定性和可重复利用性等问题。
纳米材料论文—石墨烯
纳米科技前沿Page1of 18题目：纳米材料——石墨烯摘要随着纳米材料的快速发展，纳米材料有着众多优秀的理化性质，同时，还包括在应用领域优秀的应用性能，本文从纳米材料的基本性质出发，叙述纳米材料的特有性质，继而本文叙述了对于标志这纳米材料发展的有着重要意义的三种材料——富勒烯，碳纳米管，石墨烯。
而本文的核心是关于目前最具前景的纳米材料——石墨烯。
石墨烯是一种碳纳米二维材料，原子以sp2杂化轨道方式构成，平面像六角的蜂巢结构，质料非常牢固坚硬，在室温状况，传递电子的速度比已知导体都快，而全材料仅一个碳原子厚度，是全世界已知材料最薄的材料。
本文从石墨烯的发展历史出发，叙述石墨烯的优异理化性质，最后叙述石墨烯的不同制备方法以及该方法的优劣之处。
关键词：石墨烯理化性质制备方法AbstractWith the rapid development of nanomaterials, nanomaterials have many excellent physical and chemical properties, as well as excellent application properties in the field of application. Starting from the basic properties of nanomaterials, this paper describes the unique properties of nanomaterials, and then describes three kinds of materials which are of great significance to mark the development of nanomaterials: fullerenes, carbon nanotubes, carbon nanotubes, Graphene. The core of this paper is about the most promising nano material graphene.Graphene is a kind of carbon nano two-dimensional material. The atoms are composed of SP2 hybrid orbitals. The plane is like a hexagonal honeycomb structure. The material is very firm and hard. At room temperature, the speed of electron transfer is faster than that of known conductors. The whole material is only one carbon atom thick, which is the thinnest known material in the world. Starting from the development history of graphene, this paper describes the excellent physical and chemical properties of graphene, and finally describes the different preparation methods of graphene and the advantages and disadvantages of this method.Key words: physical and chemical properties of graphene, preparation methods.目录1纳米材料概述 (4)1.1纳米材料 (4)1.2纳米材料的基本特性 (4)1.2.1 表面效应 (4)1.2.2 小尺寸效应 (4)1.2.3 磁学性质 (6)1.2.4 量子尺寸效应 (6)1.2.5 宏观量子隧道效应 (6)1.2.6 纳米材料奇特的物理性能 (7)1.3纳米材料的发展 (7)1.3.1 富勒烯 (7)1.3.2 碳纳米管 (9)1.3.3 石墨烯 (10)2石墨烯 (13)2.1石墨烯概述 (13)2.2石墨烯的性质 (13)2.2.1 结构性质 (13)2.2.2 电子性质 (14)2.2.3 其他性值 (16)2.3石墨烯的制备 (16)2.3.1 机械剥离法 (17)2.3.2 碳化硅表面外延生长法 (17)2.3.3 化学气相沉积法 (18)2.3.4 氧化石墨还原法 (18)3参考论文............................................................................................ 错误!未定义书签。
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《应用胶体化学》论文大作业——石墨烯纳米材料姓名：***学号：************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)引言石墨烯自2004年被发现以来，因其优异的电学、力学、热学、光学等性能，已经深深地影响了物理、化学和材料学领域，被广泛应用于复合材料、纳米电子器件、能量储存、生物医学和传感器等范围，表现出巨大的潜在应用前景。
石墨烯是近年来发现的新型碳纳米材料，它基本具有碳材料的所有优点，而且还拥有更高的比表面积和导电率，能够克服碳纳米管的一些缺陷，使其成为了一个非常理想的纳米组合成分来制备石墨烯的复合材料。
自从石墨烯被发现以来，越来越多科学家开始关注基于石墨烯的复合材料的研究。
目前，石墨烯的复合材料己在催化、储能、生物医药等领域展现出优越的性质和潜在的应用价值。
例如，将石墨烯添加到高分子中，可以提高高分子材料的机械性能和导电性能；通过石墨烯与许多不同结构和性质的纳米粒子进行复合，制备出新型石墨烯-纳米粒子纳米杂化体，可以提高这些粒子在储能、催化、传感器、光电等领域的应用性能等等。
这些复合物的制备也拓宽了石墨烯材料的研究领域，使得石墨烯材料更有利于实际应用。
一石墨烯纳米材料的理论与实际意义石墨烯本身作为一种新型碳纳米材料，由于其特殊的结构特性使其在电学、力学、热学、光学等方面具有优异的性能，如量子霍尔效应、量子隧穿效应等。
由于具有独特的纳米结构和优异的性能，石墨烯可应用于许多的先进材料与器件中，如薄膜材料、储能材料、液晶材料、机械谐振器等；石墨烯是单层石墨，原料易得，所以价格便宜，不像碳纳米管那样价格昂贵，因此石墨烯有望代替碳纳米管成为聚合物基碳纳米复合材料的优质填料。
而在石墨烯中引入其他物质制成的复合物称为石墨烯纳米复合材料。
石墨烯纳米复合材料主要分为两类：石墨烯/无机物纳米材料和石墨烯/聚合物纳米材料。
目前制备的石墨烯纳米复合材料并不多, 主要是因为石墨烯既不亲水也不亲油, 反应活性不高, 使得对它进行改性比较困难, 从而导致与其它材料复合也比较困难。
现在制备石墨烯纳米复合材料主要是先让氧化石墨与其它材料复合, 再将其中的氧化石墨还原得到石墨烯纳米复合材料; 或者用改性过的石墨烯与其它材料复合。
石墨烯纳米复合材料是在石墨烯的基础上添加上具有特定性能的聚合物或无机物，使其在某一方面或某几方面具有更加优异的特性。
这使得它在很多领域都有广阔的应用前景。
石墨烯的优秀特性加上聚合物或无机物而形成的石墨烯纳米复合材料将实现高效、经济、环保等技术追求，这将迎来材料界的新革命。
二石墨烯纳米材料的国内外研究现状及比较分析2.1 石墨烯纳米材料的国内外研究近年来，石墨烯纳米材料由于其在电学、力学、热学、光学等方面具有优异的性能，称为国内外研究的宠儿，已成为材料、化学、物理等众多领域研究的热点。
2.1.1 国外研究①石墨烯的研究2004 年，曼彻斯特大学 Geim［1］等即采用机械法从高定向热解石墨( HOPG) 上剥离出单层石墨烯。
他们在 HOPG 表面用氧等离子刻蚀微槽，并用光刻胶将其转移到玻璃衬底上，用透镜胶带反复撕揭，尔后将玻璃衬底放入丙酮溶液中超声清洗，并在溶液中放入单晶硅片，单层石墨烯会在范德华力作用下吸附到硅片表面。
后来机械法简化为直接用胶带从 HOPG 上揭下一层石墨，然后在胶带之间反复粘贴，石墨片层会越来越薄( 其中包含单层石墨烯) ，再将胶带贴在衬底上，单层石墨烯就转移到衬底上了。
Novoselov等［2］用微机械分离法制备了石墨烯。
他们研究发现用另一种材料膨化或引入缺陷的热解石墨进行摩擦，体相石墨的表面会产生絮片状的晶体，这些晶体中含有单层的石墨烯。
Bunch 等［3］将天然石墨絮片在二氯苯溶液中超声处理，然后将溶液滴在表面附着氧化膜的硅晶片上，用异丙醇进行洗涤，再在氮气中晾干，可以得到单层石墨烯片层形成的几纳米厚的膜。
Meyer 等［4］将微机械分离法制得的含有石墨烯硅晶片放在经过刻蚀的金属架上，用酸将硅晶片腐蚀去除，制备出由金属架支撑的悬空的单层石墨烯，此外用TEM发现单层石墨烯并不是平整的平面，而是有5～10nm高度的褶皱。
Meyer 等［5］还研究了单层和双层石墨烯表面的褶皱程度，发现单层石墨烯表面褶皱明显大于双层石墨烯，并且随着石墨烯层数的增加褶皱程度越来越小，最后趋于平滑。
Schleberger 等［6］用微机械分离法在不同绝缘晶体基底上(SrTiO3，TiO2，Al2O3和CaF2等)制备出石墨烯，所制得的石墨烯单层厚度仅为0.34nm，远低于在 SiO2基底上制备得到的石墨烯。
Srivastava 等［7］用微波增强化学气相沉积法在Ni包裹的Si衬底上生长出了20 nm 厚的石墨烯，并研究了微波功率对石墨烯形貌的影响。
研究发现，微波功率越大，石墨烯片越小，但密度更大;且发现石墨烯片中含有较多的Ni元素。
Dato等［8］研究了一种新型等离子体增强化学气相沉积法，用乙醇作为碳源，利用Ar 等离子体合成了石墨烯。
Kim 等［9］用电子束蒸发的方法在SiO2/ Si衬底上沉积了厚度小于300 nm 的Ni薄膜，再把样品放人石英管中，Ar作为保护气体，加热至1000℃，然后通入甲烷、氢气与氩气的混合反应气体，利用氩气使样品以10℃/s 的速率迅速降到室温。
研究发现: 此种方法生长的石墨烯呈现一些皱褶，皱褶使得石墨烯的存在更加稳定，降温速率对抑制更多层碳薄膜的形成和石墨烯从衬底上分离起着关键作用。
Reina 等［10］在用化学气相沉积法在多晶 Ni 薄膜表面制备了尺寸可达到厘米数量级的石墨烯。
Ruoff［11］用化学气相沉积法在Cu箔基底表面上制备了大面积、高质量的石墨烯，且主要为单层石墨烯。
Schniepp 等［12］用浓盐酸、浓硝酸及过量的氯酸钾作为氧化剂，使鳞片石墨充分氧化 96h，尔后在充满氩气的容器中以大于2000℃/min迅速升温至1050℃，含氧基团产生二氧化碳将石墨片层与片层剥离开。
剥离开的氧化石墨表面积高700～1500m2/g，单层氧化石墨直径约500nm，层厚1.1nm。
Stankovich 等［13］研究了化学还原剥离的氧化石墨制备石墨烯薄片。
研究发现: 石墨烯片具有和初始石墨相似的性质，且比表面积高;氧化石墨烯经还原后会产生不饱和的、共轭的碳原子，使电导率显著增加，因此还原后的氧化石墨烯可应用于储氢材料或作为电传导填充料应用在复合材料领域。
Li 等［14］通过用氨水调节溶液pH值，控制石墨层间的静电作用，制备出在水中稳定分散的石墨烯悬浮液，其电导率达到7200S/m。
Si 等［15］通过间歇性还原制备了水溶性的石墨烯，即先用 NaBH4对氧化石墨进行部分还原，然后在部分还原的氧化石墨上引入苯磺酸基团，再用水合肼进行彻底的还原得到石墨烯。
该方法制备的石墨烯在浓度为2mg/mL以下时能够稳定分散在pH 为3～10的水中。
②石墨烯/聚合物复合材料Stankovich 等［17］将经过化学修饰的石墨烯在聚合物中以分子尺度分散制备出石墨烯－聚合物复合材料。
该复合材料具有较低的导电渗阈值，在体积分数为0.1%时下即可导电。
在石墨烯体积分数为1%时，复合材料的电导率达0.1S/m，2.5%时达1S/m。
Ramanathan 等［19］研究了功能化的石墨烯聚合物纳米复合材料。
研究发现: 石墨烯的加入有助于克服聚合物粒子之间的相互作用，可提高聚合物的模量、强度、玻璃化转变温度和热分解温度，其效果与单壁碳纳米管相当；如加入1wt%的石墨烯薄片，聚丙烯腈的玻璃化转变温度提高40℃，在加入 0.05wt%石墨烯薄片，聚甲基丙烯酸甲酯玻璃化转变温度提高近 30℃。
Ansari 等［21］用热还原得到的石墨烯与聚偏二氟乙烯在 DMF 溶液中进行复合，样品经热压成型制备得到石墨烯/聚偏二氟乙烯纳米复合材料。
研究发现：热还原得到的石墨烯有利于聚偏二氟乙烯形成β型晶体；样品比纯聚偏二氟乙烯的热稳定性要好；含石墨烯 4%的复合材料弹性模量比纯聚偏二氟乙烯提高了近2倍；石墨烯/聚偏二氟乙烯纳米复合材料的电渗滤阈值仅为2%，其电阻率随温度的升高反而降低，而通过石墨超声剥离而得到的石墨烯与聚偏二氟乙烯的复合材料电阻率随温度的升高而升高。