石墨烯气凝胶的研究进展
石墨烯气凝胶的结构控制及其电化学性能
a—6 h; b—12 h ;c—24 石墨烯气凝胶的物化性质 为了分析石墨烯气凝胶的物化性质，将其与制
备石墨烯的原料（石墨）及中间体（氧化石墨烯）进行 比较。由图 3a 可以看出：在 26.6毅，12.1毅处分别检测 到石墨的（002）晶面和氧化石墨烯的（001）晶面的特 征衍射峰，而石墨烯凝胶在 12.1毅 处的衍射峰消失。 这说明在水热过程中氧化石墨烯完全被还原，同时， 其在 26.6毅处的衍射峰弱且宽，说明该材料的石墨烯 片层之间不是整齐地层层排列，而是随机地、相互交 联地组成三维多孔结构。
采用 Arbin BT 2000 型电化学工作站（美国阿滨
第一作者简介：瞿静 女 1982 年生 本科 工程师 主要从事沥青深加工方面的研究
第8期
瞿静等：石墨烯气凝胶的结构控制及其电化学性能
·15·
公司）对扣电进行循环伏安测试、恒流充放电测试和 倍率性能测试。
2 结果与讨论
2.1 氧化石墨烯水溶液的质量浓度对石墨烯气凝 胶结构的影响 反应条件设置为 180 益、12 h，所得石墨烯气凝
本研究首先采用水热法制取得到石墨烯气凝 胶，然后对其用作锂离子电池负极材料进行了初探，
考察了其电化学性能。
1 实验部分
1.1 石墨烯气凝胶的制备 采用 Hummer 法，以石墨作为原料，制取得到样
品———氧化石墨烯（GO），取 100 mg 氧化石墨烯粉 末于 100 mL 烧杯中，量取一定量的蒸馏水配 成 0.5~2.0 mg/mL 的氧化石墨烯分散液，将烧杯口密 封，同时置入超声仪中进行超声震荡（此过程需保证 超声仪中水温不超过 15 益）；超声分散 1 h 后，取出 在室温下搅拌 30 min；将前述步骤制得的溶液倒入 80 mL 的水热反应釜中，180 益下反应 6~24 h；待反 应结束后，整体冷却至室温，将样品取出并冷冻干燥 48 h，即可得到实验成品— ——石墨烯气凝胶。 1.2 材料的分析表征
石墨烯气凝胶的制备方法及去除水中抗生素研究进展
石墨烯、3D石墨烯及其复合材料的研究进展
CHEMICAL INDUSTRY AND ENGINEERING PROGRESS 2018年第37卷第1期·168·化 工 进展石墨烯、3D 石墨烯及其复合材料的研究进展刘霞平，王会才，孙强，杨继斌（天津工业大学环境与化学工程学院，天津 300387）摘要：石墨烯是由单层碳原子紧密堆叠而成的蜂窝状材料，具有比表面积大、传热性能好、导电能力强等优点，普遍应用于各个领域。
但由于石墨烯使用过程中易团聚，导致其应用领域受限。
石墨烯组装而成的3D 石墨烯拥有更大的活性表面积等特性，近年来引发密切关注。
与此同时，石墨烯、3D 石墨烯改性成为当前探究的焦点。
本文在介绍石墨烯、3D 石墨烯的结构、性能及石墨烯制备的基础上，总结了3种复合材料的主要制备途径，并且分析了其合成方法的利弊。
重点探讨了它们在锂离子电池、燃料电池的电化学催化剂及传感器中的应用，简述了复合材料优良性能产生的机理。
提出在掺杂改性中应注意各元素掺杂量、掺杂比例、掺杂位点的确定等问题。
最后指出了石墨烯、3D 石墨烯及其复合材料的制备还面临不稳定、无法大规模生产、导电率低的瓶颈并对其在固态金属锂电池、透明电池、吸附材料等领域的发展前景做了展望。
关键词：石墨烯；3D 石墨烯；改性；团聚；复合材料中图分类号：TB33 文献标志码：A 文章编号：1000–6613（2018）01–0168–07 DOI ：10.16085/j.issn.1000-6613.2017-0838Research progress of graphene and 3D graphene compositesLIU Xiaping ，WANG Huicai ，SUN Qiang ，YANG Jibin（School of Environmental and Chemistry Engineering ，Tianjin Polytechnic University ，Tianjin 300387，China ）Abstract: Graphene is a honeycomb material composed of a flat monolayer of tightly packed carbonatoms. It has large surface area ，good heat transfer performance ，and excellent conductivity ，and therefore is widely used in various fields. However ，graphene is easy to aggregate ，which greatly limits its applications. In recent years ，the graphene assembled 3D graphene has attracted lots of attention because of its large active surface area and other good characteristics. At the same time ，the modifications of graphene and 3D graphene have become the focus of current research. This paper introduced the structure and properties of graphene and 3D graphene and the preparation of graphene ，and then summarized the main preparation methods of three kinds of composites ，followed by the analysis of the advantages and disadvantages of the synthesis method. Special emphasis was devoted to their applications in lithium ion batteries ，electrochemical catalysts of fuel cells and sensors. The mechanism of the excellent performance of composite materials was briefly introduced. It is suggested that the doping amount ，doping ratio and the doping sites are key factors in the doping modification. Finally ，it was pointed out that the preparation of graphene and 3D graphene composites is also facing bottlenecks of instability ，unable to prepare in large scale and low conductivity. Finally ，its prospects in the development of solid metal lithium batteries ，transparent batteries ，adsorption materials and other fields were also discussed. Key words ：graphene ；3D graphene ；modification ；agglomeration ；composites@ 。
可压缩回弹的石墨烯气凝胶在固相萃取中的应用
可压缩回弹的石墨烯气凝胶在固相萃取中的应用
石墨烯气凝胶是一种由石墨烯片层构成的多孔材料，具有大的比表面积、优异的导电性和导热性等优良特性。
近年来，石墨烯气凝胶在各个领域得到了广泛的研究和应用，其中包括固相萃取技术。
固相萃取是一种常用的样品前处理技术，用于将目标化合物从复杂的样品基质中提取和净化。
传统的固相萃取材料如固相萃取柱和固相萃取膜在吸附和解吸过程中容易产生背压和困难，而石墨烯气凝胶由于其可压缩回弹的特性，能够有效克服这一问题。
石墨烯气凝胶作为固相萃取材料具有很大的比表面积，能够提供大量的吸附位点，增加目标化合物和基质之间的接触面积，从而提高吸附效率。
石墨烯气凝胶具有良好的吸附能力和选择性，能够选择性地吸附目标化合物，同时不吸附其他干扰物质，从而实现样品的净化和富集。
石墨烯气凝胶还具有优异的化学和机械稳定性，能够在多次重复使用过程中保持稳定的吸附性能。
石墨烯气凝胶在固相萃取中的应用具有广泛的应用前景。
石墨烯气凝胶可用于环境样品的污染物分析，如水中的有机污染物和重金属离子的富集和分离。
石墨烯气凝胶还可以用于食品样品中的农药残留分析和生物样品中的药物代谢产物的测定。
石墨烯气凝胶还可以用于医药领域的药物提取和分离。
哈工大成功研制世界上最轻的磁弹性体材料——石墨烯气凝胶材料
石墨 烯量子点兼 具石墨烯材料 的优异性 能和量子点材料
氟化石 墨烯 作为界 面钝化层 应 用于锗 基 ＭＯ Ｓ Ｆ Ｅ Ｔ器 件 中。 研 究表 明，氟化 石墨烯能够有 效抑制界 面互 扩散行为 ，尤 其 是抑制氧原 子向锗基衬底 的扩散 ，避免不稳 定氧化物 以及 界 面缺陷所导致的 电荷陷阱的形成。ＭＯ Ｓ器件性 能得 到很 大提 升 ，栅极漏 电流能够 降低 ４～ ５ 个 数量级并 能够 将等效 氧化 层厚 度降低至 ｌ ｎ ｍ 以下。研究工作将 为锗材料替 代硅材 料 ， 推动微 电子技术进入非硅 Ｃ ＭＯ Ｓ时代 ，继 续延 续摩 尔定律 发
一
个挑 战。
中国科学 院新疆 理化技术研 究所环境科学 与技术研究 室 科研 人员采用有 序介孔二 氧化 硅作为纳 米反 应器 ，利用纳 米 空间的限域作用 ，通过硝酸 蒸汽切断和原位 收集策略 ， 自上
而 下 获 得 了粒 径 可 控 的石 墨 烯 量 子 点 ，产 率 高 达 ４ ８ ％。研 究
该研究 成果 已发表在 Ｃ ａ ｒ ｂ ｏ ｎ上 ，相 关研究 工作得 到了 研 制 出了一 种新 型智 能石 墨烯 气 凝胶 材料 ，该 材料 为 已报 中科院 “ 百 人计划” 、中科院 “ 西部之 光”、国家 自然 科学 道 的 目前世 界上 最轻 的磁 弹性 体 材料 ，可 广泛 应用 于 多个 基 金、新疆维 吾尔 自治 区青 年科技创新 人才培养工程 、国际 领 域 。 合作等项 目资助。 李惠教 授课题组 采用 改进水热法 ，通过在大片 氧化石墨
ａ ｄ ｆ ｍ． ２ ０ １ ４ ０ ４ ０ ３ １ ） 。
目前 ，国内外学 者对石墨烯 气凝胶的研究 主要集 中在机 械压 缩、导 电、电化学催化及 吸附Ｉ 生 能等方面 ，对其在 电场 、
石墨烯气凝胶800度
石墨烯气凝胶800度
摘要：
1.引言
2.石墨烯气凝胶的定义和特性
3.石墨烯气凝胶在800度下的表现
4.应用前景与挑战
5.结论
正文：
石墨烯气凝胶是一种具有高比表面积、低密度和良好热稳定性的材料，其独特的结构使其在许多领域具有广泛的应用潜力。
本文将探讨石墨烯气凝胶在800度高温下的表现及其应用前景与挑战。
石墨烯气凝胶是由石墨烯薄片通过物理或化学方法组装而成的多孔材料。
其具有低热导率、高热稳定性、高比表面积等特点，使其在诸如催化剂、吸附剂、防火材料等方面具有潜在应用价值。
在800度的高温下，石墨烯气凝胶表现出了良好的热稳定性和机械性能。
实验表明，其结构依然保持完整，多孔性质没有明显改变。
这使得石墨烯气凝胶在高温环境中的应用成为可能，如航空航天、核工业和高温催化等领域。
尽管石墨烯气凝胶在800度下表现出了优越的性能，但其在实际应用中还面临一些挑战。
例如，如何提高气凝胶的制备效率、降低成本，以及如何实现气凝胶的结构调控和性能优化等。
此外，石墨烯气凝胶在高温环境下的长期稳定性仍需进一步研究。
总之，石墨烯气凝胶在800度的高温下表现出良好的性能，为其在高温领域的应用提供了可能。
然而，要实现石墨烯气凝胶的广泛应用，还需克服一些挑战，如提高制备效率、降低成本和优化性能等。
石墨烯的功能化改性及应用研究
石墨烯的功能化改性及应用研究石墨烯是一种由单层碳原子组成的二维材料，具有出色的物理、化学和机械性能。
自2004年被成功分离以来，石墨烯在能源、材料、生物医学等领域的应用引起了广泛。
然而，石墨烯的化学稳定性、生物相容性以及在水溶液中的分散性等问题限制了其广泛应用。
因此，对石墨烯进行功能化改性具有重要的实际意义。
功能化改性是提高石墨烯应用性能的有效途径。
改性的方法主要包括氧化、还原、官能团化、共价键合等。
通过这些方法，可以改变石墨烯的表面性质、水溶性、分散性等，以满足不同应用场景的需求。
氧化石墨烯是一种常见的石墨烯衍生物，通过在石墨烯表面引入羟基、羧基等基团，提高其水溶性和分散性。
还原氧化石墨烯则是在氧化石墨烯的基础上，通过还原剂将氧化基团还原为氢基团，以恢复石墨烯的导电性能。
官能团化石墨烯是通过化学反应在石墨烯表面引入特定官能团，如氨基、巯基等。
这些官能团可以与其它分子或离子反应，实现对石墨烯功能的进一步拓展。
共价键合则是通过在石墨烯表面引入功能化的基团，实现与其他分子或材料的键合。
经过功能化改性后，石墨烯在各个领域的应用研究得到了广泛开展。
在电子领域，功能化石墨烯可用于制作透明导电膜、场效应晶体管、储能器件等。
在纳米制备领域，功能化石墨烯可用于制备纳米药物、纳米催化剂、纳米传感器等。
在复合材料领域，功能化石墨烯可用于增强金属、陶瓷、高分子等材料，提高其力学、电磁、热学等方面的性能。
功能化石墨烯在能源、生物医学等领域也有广泛的应用前景。
尽管石墨烯的功能化改性和应用研究已经取得了显著的进展，但仍存在许多问题需要进一步探讨。
功能化改性的方法需要进一步完善，以提高石墨烯的性能和稳定性。
石墨烯的大规模制备和分离仍然是亟待解决的问题，需要开发更为高效和经济的方法。
石墨烯的生物相容性和生物活性需要进一步研究，以拓展其在生物医学领域的应用范围。
本文介绍了石墨烯的功能化改性及其应用研究。
通过氧化、还原、官能团化和共价键合等方法，可以改善石墨烯的性能和应用范围。
石墨烯气凝胶的制备与应用研究进展
石墨烯气凝胶的制备与应用研究进展石墨烯气凝胶是一种新型的纳米材料，具有石墨烯的优异性能和气凝胶的三维多孔结构。
它的制备与应用研究正在成为纳米材料领域的研究热点之一、本文将从制备方法、物理性能和应用领域等方面综述石墨烯气凝胶的研究进展。
石墨烯气凝胶的制备方法多样，目前主要有模板法、自组装法和刻蚀法等。
模板法是将石墨烯气凝胶前驱体溶液浸渍到模板材料上，通过冷冻干燥或热处理等工艺将前驱体转化为气凝胶。
自组装法则是利用石墨烯的自组装性质，通过浸泡、筛选等方法，将石墨烯单层自组装成三维的多孔结构，再通过热处理形成气凝胶。
刻蚀法是将石墨烯基底材料的部分原子刻蚀掉，形成有孔洞的气凝胶结构。
这些制备方法各有优缺点，可以根据具体需求选择。
在能源领域，石墨烯气凝胶可以作为超级电容器、锂离子电池和燃料电池等器件的电极材料。
由于其高比表面积和良好的导电性，使其具有高能量密度和长循环寿命的特点。
此外，石墨烯气凝胶还可以应用于太阳能电池和超导材料等方面。
在环境领域，石墨烯气凝胶可以用于水处理和气体吸附等方面。
由于其超低密度和高比表面积，可以有效吸附废水中的有机物和重金属离子等污染物，达到净化水体的目的。
同时，石墨烯气凝胶还可以应用于防火、隔热和吸噪等领域。
在生物医药领域，石墨烯气凝胶也有着广泛的应用前景。
它可以作为药物载体，用于控释药物、肿瘤治疗和基因传递等方面。
石墨烯气凝胶具有良好的生物相容性和高载药量的特点，可以提高药物的转运效率和疗效。
总之，石墨烯气凝胶作为一种新型的纳米材料，具有众多优异的性能和广泛的应用前景。
目前，石墨烯气凝胶的制备方法和应用领域还在不断发展和完善，需要进一步的研究和探索。
相信随着研究的深入和技术的进步，石墨烯气凝胶将在各个领域发挥出更多的作用，为我们的生产生活带来更多的福利。
气凝胶电芯隔热片石墨烯
气凝胶电芯隔热片石墨烯
首先，气凝胶是一种具有非常低密度的多孔固体材料，由于其高度多孔的结构，气凝胶具有非常优秀的隔热性能。
这种材料通常用于隔热材料的制备，例如用于电芯隔热片。
电芯隔热片是一种用于锂电池等电池组件的隔热材料，目的是防止电芯过热，保护电池的安全和稳定性。
气凝胶电芯隔热片因其轻质、优异的隔热性能和化学稳定性而备受关注。
其次，石墨烯是由碳原子以类似蜂窝状的结构排列而成的二维材料。
石墨烯具有许多出色的特性，如高导热性、高机械强度和柔韧性。
它也被广泛应用于各种领域，包括电子学、材料科学和能源领域。
在隔热方面，石墨烯由于其出色的导热性能，可以用于制备高效的隔热材料。
综合以上两点，气凝胶电芯隔热片石墨烯可能指的是利用气凝胶和石墨烯这两种材料的特性相结合，制备用于电芯隔热的材料。
这种复合材料可能兼具气凝胶的轻质和优异隔热性能，以及石墨烯的高导热性能，从而在电池等领域发挥重要作用。
总的来说，气凝胶电芯隔热片石墨烯代表了材料科学和工程领
域不断探索新材料、新技术的努力，以期在能源存储和其他领域取得更好的性能和安全性。
希望这个回答能够全面解答你的问题。
石墨烯气凝胶材料的合成与应用研究现状
工业技术科技创新导报 Science and Technology Innovation Herald116DOI：10.16660/ki.1674-098X.2018.10.116石墨烯气凝胶材料的合成与应用研究现状①张雨涵(南京工业大学 江苏南京 211800)摘 要：近几年来，随着科学技术的飞速发展，我国的石墨烯受到社会各界的广泛关注。
石墨烯在热力学、电力学、动力学方面都有很大的贡献，同时石墨烯在吸附、能量储存、催化剂等各个领域具有广泛的发展前景。
本篇文章以石墨稀气凝胶材料为研究主线，具体阐述了石墨烯气凝胶材料的合成与应用研究现状进行探讨，希望可以对我国石墨烯气凝胶的合成做出贡献。
关键词：石墨烯气凝胶 材料的合成 应用研究现状 吸附性能 可压缩性能中图分类号：TQ427.2 文献标识码：A 文章编号：1674-098X(2018)04(a)-0116-02①作者简介:张雨涵（1997—），女，汉族，江苏镇江人，本科，研究方向:材料科学与工程专业。
石墨烯气凝胶在经过高温处理后，对油脂、烷烃、烯烃、炔烃等各种复杂的有机物具有较强的吸附能力。
在对各种有机物进行吸附时，石墨烯气凝胶表现出可循环性，它们在循环利用利用后还有很强的吸附能力。
除了吸附性之外，石墨烯气凝胶还具有疏水性、耐高温、抗过敏等优良特性。
现代社会对石墨烯气凝胶有着广泛的应用，处于最前沿的科研工作者应该不断研究，为我国的科研工作做出贡献。
1 石墨烯与石墨烯气凝胶的具体概念1.1 石墨烯的具体概念石墨烯这种物质是由碳元素构成的，它的化学结构式是C60。
在我们的自然界中，由于碳元素具有较稳定、耐酸性碱性、耐高温、耐腐蚀性等特性，因此碳元素能够构成石墨稀并能够广泛应用于人们的生活中。
石墨烯在21世纪初期被科学家分离出来，我们生活中用来切割玻璃的金刚钻等都是由石墨烯构成的。
1.2 石墨烯气凝胶的具体概念石墨烯气凝胶的特性位于石墨烯和气凝胶之间，它具有高比面积、高电导率、高热导率、高机械性等优点。
国外气凝胶材料研究进展
Advanced Materials Industry38国外气凝胶材料研究进展■ 文/江 洪 王春晓 中国科学院武汉文献情报中心气凝胶是世界上密度最小的固体，密度仅为3.55k g /m 3，也被称为“固态的烟”，具有膨胀作用、离浆作用等，还具有高比表面积、绝热等特征。
气凝胶材料在20世纪30年代由美国塞缪尔·基斯勒（Samuel Kistler）教授采用超临界干燥方法制备而成。
气凝胶自身的结构和性能使其具有重要的应用价值，广泛应用于服饰、建筑、环保等众多领域。
本文对国外气凝胶材料的制备工艺和应用进展进行介绍。
1 不同气凝胶材料的制备1.1 纤维素气凝胶纤维素是自然界中一种可再生的绿色生物质材料，其广泛存在于植物和部分海洋生物中。
纤维素气凝胶是以纤维素作为原材料制备而成，这种材料具有生物降解等环保特性。
纤维素气凝胶种类丰富，如细菌纤维素气凝胶、纳米纤维素气凝胶，其制备工艺通常都包含冷冻干燥等流程。
法国国家科学研究中心G a v i l l o n等人[1]将纤维素材料溶解于氢氧化钠溶液中，制备了一种新型高度多孔纯纤维素气凝胶材料，其内部比表面积在200～300m 2/g左右，密度在0.06～0.3g/cm 3之间。
科罗拉多大学Blaise等[2]人利用啤酒酿造工业的废弃物作为培养基，将使用醋酸杆菌制备出的细菌纤维素，再通过超临界干燥法等方法制备出一种细菌纤维素气凝胶材料，具有低热导率的特征，并提出未来使用食物垃圾作为培养基来提高生产力。
德国航空航天中心Schestakow等人[3]首先使用微晶纤维素作为原材料制备一种气凝胶，然后通过使用普通溶剂如水、乙醇、异丙醇或丙酮等溶剂将气凝胶进行再生，制备出了一种浓度为1%～5%（质量分数）的纤维素气凝胶，通过扫描电镜对这些气凝胶的收缩、比表面积、密度以及微观结新材料产业 NO.02 202139构和力学性能进行了表征，结果表明用丙酮再生的纤维素气凝胶的比表面积比用水再生的纤维素气凝胶高出60%。
石墨烯气凝胶800度
石墨烯气凝胶800度【原创实用版】目录1.石墨烯气凝胶的概述2.石墨烯气凝胶的特性3.石墨烯气凝胶的应用领域4.石墨烯气凝胶在 800 度高温下的表现正文石墨烯气凝胶是一种新型的高科技材料，它是由石墨烯纳米片通过化学气相沉积技术制备而成。
石墨烯气凝胶具有很多优异的特性，如高强度、低密度、高导电性、高热稳定性等，这些特性使得它在多个领域都有广泛的应用。
首先，让我们了解一下石墨烯气凝胶的特性。
石墨烯气凝胶的主要成分是石墨烯纳米片，这些纳米片在制备过程中形成了一种多孔结构，这种结构使得石墨烯气凝胶具有低密度和高强度的特点。
同时，由于石墨烯本身具有高导电性和高热稳定性，因此石墨烯气凝胶也具备这些特性。
石墨烯气凝胶的应用领域非常广泛，包括航空航天、新能源、环境保护、生物医学等。
在航空航天领域，石墨烯气凝胶可以用于制作飞机和宇宙飞船的结构材料，由于其轻质高强的特性，可以大大减轻飞行器的重量，提高其运载能力。
在新能源领域，石墨烯气凝胶可以用于制作高效的电极材料，提高电池的能量密度和充放电效率。
在环境保护领域，石墨烯气凝胶可以用于制作高效的催化剂，用于净化汽车尾气和工业废气。
在生物医学领域，石墨烯气凝胶可以用于制作生物传感器和药物载体，实现疾病的早期诊断和治疗。
最近，有研究表明，石墨烯气凝胶在 800 度高温下仍然具有优异的性能。
这一研究结果极大地拓宽了石墨烯气凝胶的应用领域，特别是在高温环境下的应用。
例如，在航空航天领域，石墨烯气凝胶可以用于制作高温环境下的结构材料，如火箭发动机的喷口材料等。
在新能源领域，石墨烯气凝胶可以用于制作高温环境下的电极材料，提高电池的稳定性和寿命。
石墨烯气凝胶对不同物质的化学和物理吸附原理
石墨烯气凝胶对不同物质的化学和物理吸附原理下载提示：该文档是本店铺精心编制而成的，希望大家下载后，能够帮助大家解决实际问题。
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石墨烯气凝胶
石墨烯气凝胶/白炭黑/丁苯橡胶复合材料的制备与性能研究李佳芮1，谢丽丽2，涂菁婉1，郑 龙1，许宗超1，张立群1，刘 力1*，温世鹏1*（1.北京化工大学北京市先进弹性体工程技术研究中心，北京 100029；2.北京东方雨虹防水技术股份有限公司，北京 100123）摘要：采用溶胶-凝胶法和冷冻干燥法制备的石墨烯气凝胶（GA）与白炭黑复合制得白炭黑/GA复合填料（s-GA），通过机械共混法制备s-GA/白炭黑/丁苯橡胶（SBR）复合材料，并对其性能进行研究。
结果表明：在GA中填充白炭黑，可有效减少石墨烯片层的团聚，s-GA/白炭黑/SBR复合材料的t90缩短，抗湿滑性能提高；当s-GA中GA/白炭黑用量比为1/5时，s-GA/白炭黑/SBR复合材料的拉伸强度和拉断伸长率最大；随着s-GA中白炭黑用量的增大，s-GA/白炭黑/SBR 复合材料的耐磨性能提高。
关键词：石墨烯气凝胶；白炭黑；丁苯橡胶；复合填料；复合材料；动态力学性能；耐磨性能中图分类号：TQ330.38＋3/＋7；TQ333.1 文章编号：1000-890X（2020）05-0335-06文献标志码：A DOI：10.12136/j.issn.1000-890X.2020.05.0335抗湿滑性能、滚动阻力和耐磨性能被称为轮胎胎面胶的魔三角性能。
一般情况下，橡胶材料的这3项性能很难同时提升，甚至要牺牲某项性能才能改进另一项性能。
研究人员致力于通过改善填料与橡胶基体的作用来平衡橡胶材料的性能，传统的补强填料（如炭黑和白炭黑等）能有效提高橡胶材料的性能[1]。
石墨烯作为一种新型纳米材料，具有许多优异的性能，如超大的比表面积，面密度仅为0.77 mg·m-2，弹性模量可达1.01 TPa，拉伸强度达到130 GPa，超大的流子迁移速率和导热系数[2]等。
在橡胶基体中加入石墨烯可以有效地提高橡胶材料的各种性能，在改善魔三角性能方面具有极大的潜力。
氧化石墨烯复合气凝胶的制备及其性能研究
氧化石墨烯复合气凝胶的制备及其性能研究氧化石墨烯复合气凝胶的制备及其性能研究引言氧化石墨烯（Graphene Oxide，简称GO）是一种具有单原子厚度的二维碳材料，具有优异的导电性、热导性和力学性能。
气凝胶是一种由固体颗粒和气体相之间以全联接形式构成的多孔固体材料。
氧化石墨烯复合气凝胶是将GO与其他材料复合形成的一种具有高比表面积和优异性能的材料，具有广泛的应用前景。
本文将介绍氧化石墨烯复合气凝胶的制备方法以及其在各个领域中的性能研究。
制备方法目前，常见的制备氧化石墨烯复合气凝胶的方法有溶胶-凝胶法、冻干法和水热法等。
其中，溶胶-凝胶法是最常用的方法之一。
首先，将氧化石墨烯与其他需要复合的材料混合，通过搅拌或超声处理使二者充分分散混合。
然后，在适当的条件下（如适宜的pH值、温度等），加入适量的交联剂进行交联反应。
交联剂的选择和反应条件的控制可以改变气凝胶的孔径分布、比表面积和孔隙度等性能。
性能研究氧化石墨烯复合气凝胶的性能研究主要包括物理性能和化学性能两个方面。
物理性能：1. 孔径和孔隙度：氧化石墨烯复合气凝胶具有高孔隙度和多级孔径结构，能够提供大量的比表面积和可调控的孔径分布。
这使得气凝胶在吸附、分离和催化等方面具有优异性能。
2. 导电性：由于氧化石墨烯的导电性，氧化石墨烯复合气凝胶也具有较好的导电性能。
这使得气凝胶在电化学储能器件、柔性电子和传感器等领域具有广泛的应用潜力。
3. 机械性能：氧化石墨烯的高强度和高韧性赋予了氧化石墨烯复合气凝胶较好的力学性能。
它可以应用于高强度结构材料、吸能材料等领域。
化学性能：1. 容易功能化：氧化石墨烯的表面含有丰富的羟基、羧基和酮基等官能团，可以方便地进行化学修饰和功能化。
这使得氧化石墨烯复合气凝胶在催化、吸附和传感等领域中有着广泛的应用。
2. 对环境的响应性：某些氧化石墨烯复合气凝胶对环境中的特定物质具有选择性吸附或催化作用。
这使得气凝胶在环境治理和污染物处理方面具有潜在的应用前景。
光诱导还原制备氧化石墨烯气凝胶
光诱导还原制备氧化石墨烯气凝胶一、概述气凝胶是一种独特的多孔材料，具有低密度、高比表面积和优异的介电性能等特点，因此在多个领域有着广泛的应用前景。
而氧化石墨烯是一种重要的碳基材料，具有优异的导电性和化学稳定性，因此氧化石墨烯气凝胶成为了当前研究的热点之一。
二、光诱导还原制备氧化石墨烯气凝胶的原理1. 氧化石墨烯的还原氧化石墨烯是氧化石墨的产物，具有大量的官能团，导致了其电学性能较差。
还原氧化石墨烯是制备氧化石墨烯气凝胶的重要步骤。
光诱导还原即利用光照引发还原剂的光化学反应，使得还原剂彻底还原氧化石墨烯，提高其导电性能。
2. 气凝胶的制备气凝胶是由胶体颗粒在气相中自组装形成的多孔材料，其制备过程涉及到溶胶凝胶转变等复杂的物理化学过程。
通过将还原后的氧化石墨烯与溶剂中的胶体颗粒进行混合、成型和干燥等步骤，即可制备氧化石墨烯气凝胶。
三、光诱导还原制备氧化石墨烯气凝胶的优点1. 简单、绿色的制备方法。
与传统的化学还原方法相比，光诱导还原利用光能进行激发，无需添加过量的还原剂，符合环境友好的原则。
2. 制备过程可控性高。
通过调控光照条件、溶胶浓度、光敏剂浓度等参数，可以实现对氧化石墨烯还原程度和气凝胶孔隙结构的精细调控。
3. 产物性能优异。
经光诱导还原制备的氧化石墨烯气凝胶具有良好的导电性能、机械性能和化学稳定性，适用于储能、吸附和传感等领域。
四、光诱导还原制备氧化石墨烯气凝胶的研究进展1. 光敏剂的选择与优化。
不同的光敏剂对光诱导还原过程具有重要影响，因此研究人员通过合成新型光敏剂或优化光敏剂的结构，以提高光诱导还原效率。
2. 光照条件的优化。
光照条件对还原剂的活性和反应速率有着重要的影响，因此研究人员通过调节光照强度、波长和时间等参数，优化光诱导还原的反应条件。
3. 氧化石墨烯气凝胶的性能调控。
除了对光诱导还原反应的优化，研究人员还通过引入其他材料或化学修饰等手段，调控氧化石墨烯气凝胶的性能，以满足不同应用需求。
石墨烯气凝胶吸附污水中重金属离子研究的自然辩证法评述
石墨烯气凝胶吸附污水中重金属离子研究的自然辩证法评述1. 引言1.1 背景介绍目前，关于石墨烯气凝胶在污水处理中吸附重金属离子的研究已经取得了一些成果，但仍然存在一些问题亟待解决。
深入研究石墨烯气凝胶吸附重金属离子的机理以及优化其在污水处理中的应用是当下亟需关注的课题。
本文旨在系统评述石墨烯气凝胶在污水处理中吸附重金属离子的研究现状和进展，为进一步推动石墨烯气凝胶在环境保护领域的应用提供理论和实验依据。
1.2 研究目的研究目的是通过对石墨烯气凝胶在污水处理中重金属离子吸附能力的研究，探索其在解决水污染问题中的应用潜力。
具体来说，我们的研究旨在深入了解石墨烯气凝胶的制备方法和特性，探讨其在吸附重金属离子时的机制，通过实验方法验证其吸附性能，并评价其在环境友好性方面的表现。
通过这些研究，我们希望可以为开发高效、环保的污水处理技术提供理论基础和实践指导，同时为石墨烯气凝胶在环境治理领域的应用提供新的思路和方法。
通过这些努力，我们期待可以为实现清洁水资源的可持续利用做出贡献，推动环境保护事业的发展。
2. 正文2.1 石墨烯气凝胶的制备与特性分析石墨烯气凝胶是一种新型的多孔材料，具有极大的比表面积和优异的吸附性能。
其制备方法通常包括氧化石墨烯的超声剥离、凝胶化、高温热解等步骤。
在制备过程中，可以通过控制氧化还原反应和压实方式来调控气凝胶的孔隙结构和特性。
石墨烯气凝胶的特性分析主要包括表面形貌、结构、孔隙结构、比表面积等方面的研究。
通过扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）、X射线衍射（XRD）等分析手段，可以观察到石墨烯气凝胶的微观形貌和结构特征。
通过氮气吸附-脱附等方法可以表征其孔隙结构和比表面积。
石墨烯气凝胶具有高比表面积、均匀的孔隙结构、优良的导电性和可控的化学活性等优异特性，这使其在污水处理中具有广泛的应用前景。
对石墨烯气凝胶的制备与特性分析研究具有重要的意义。
通过对石墨烯气凝胶的制备工艺和性能分析，可以为其在污水处理中的应用提供理论基础和技术支撑。
石墨烯气凝胶的控制制备、改性及性能研究
石墨烯气凝胶的控制制备、改性及性能研究一、本文概述石墨烯气凝胶，作为一种新型纳米材料，近年来在科学研究和工业应用中引起了广泛关注。
由于其独特的二维结构、优良的导电导热性能以及出色的机械强度，石墨烯气凝胶在能源存储、催化、传感器、环境保护等领域展现出巨大的应用潜力。
本文旨在全面探讨石墨烯气凝胶的控制制备技术、改性方法及其性能优化，以期为其在多个领域的应用提供理论支撑和实践指导。
在控制制备方面，本文将详细介绍不同制备方法的原理、优缺点及其适用范围，包括化学气相沉积、模板法、水热合成等。
同时，我们将关注制备过程中的关键参数调控，如温度、压力、浓度等，以实现对石墨烯气凝胶结构和性能的精确控制。
在改性研究方面，本文将探讨表面修饰、掺杂、复合等手段对石墨烯气凝胶性能的影响。
通过引入不同的功能基团或材料，可以进一步优化石墨烯气凝胶的导电性、热稳定性、机械强度等特性，以满足不同应用场景的需求。
在性能研究方面，本文将系统评估石墨烯气凝胶在不同领域的应用性能，如电池电极材料、催化剂载体、气体传感器等。
通过对比实验和理论计算，我们将深入剖析石墨烯气凝胶的性能优势及其潜在的应用瓶颈，为后续的改进和应用提供有力支持。
本文旨在通过系统研究石墨烯气凝胶的控制制备、改性及性能优化，为其在多个领域的广泛应用提供理论支持和实践指导。
通过不断优化制备工艺和改性方法，我们有望充分发挥石墨烯气凝胶的优异性能，推动其在能源、环保、科技等领域的创新应用。
二、石墨烯气凝胶的控制制备石墨烯气凝胶，作为一种新型纳米材料，因其独特的三维多孔结构和优异的物理性能，在能源、环境、生物医学等领域展现出了广阔的应用前景。
为了充分发挥其性能优势，实现对石墨烯气凝胶的精确控制制备显得尤为重要。
石墨烯气凝胶的制备方法多种多样，包括但不限于化学气相沉积法、水热法、模板法等。
这些方法各有特点，可以根据所需的石墨烯气凝胶的结构、形貌和性能进行选择。
例如，化学气相沉积法可以制备出大面积、高质量的石墨烯气凝胶，但设备成本较高；水热法则操作简便，易于大规模生产，但所得产物的均匀性和稳定性可能较差。
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、 催化剂及其载
［10 － 11 ］
、 吸附
［7 － 8 ］
、 能量储存
［9 ］
、 电容器
等。
石墨烯是一种由碳原子构成的二维片层结构的 纳米碳材料
［12 － 13 ］
， 自 2004 年被 Geim 等发现以来就
1
以 ＲF 为黏接剂制备石墨烯气凝胶
Worsley 等［21 － 22］用 不 同 质 量 分 数 （ 0 ～ 4% ） 的
Progress in graphene aerogels
LI An，PEI Chunjuan * ，ZHU Zhaoqi，AN Jin，QIN Xiaojuan，BAO Xuemei
（ College of Petrochemical Technology，Lanzhou University of Technology，Lanzhou 730050 ，China） Abstract ： Graphene aerogels have many superior properties like low density， large surface areas， large pore volume， high electrical conductivity， good thermal stability and wellcontrolled structures， which render it have a striking number of potential applications， such as adsorption， catalyst， energy storage， electrochemical． This paper reviews two different preparation methods by using resorcinol and formaldehyde as binder and hydrothermal process， characteristics and the and pointed out their tempting prospects for further development in different fields． recent progress of graphene aerogels， Key words： graphite oxide； graphene aerogel； hydrothermal process； carbon materials
3 约为 150 mg / cm ， 导电率高达 133 S / m， 比表面积为 2 244 m / g， 孔径分布在 3 ～ 20 nm。
成的化学键和氢键成功地将氧化石墨分散液组装为 三维凝胶状黑色固体， 然后在质量分数 0. 25% 的聚 乙烯醇液中浸泡 5 min， 经冷冻干燥制备了石墨烯气 凝胶。 Zhang 等［29］通过加热氧化石墨和 L －抗坏血酸 混合液成功地制备了石墨烯气凝胶。 选择 L －抗坏 血酸为还原剂是由于其在还原过程中不产生任何气 体， 可形成均匀的气凝胶。 用该方法制得的石墨烯
2013 年 10 月
李安等： 石墨烯气凝胶的研究进展
· 21·
碱处理的氧化石墨溶液中进行溶胶凝胶聚合 ， 经超 临界干燥及热还原制备出石墨烯气凝胶 。该方法中 碱处理的氧化石墨起着在酚醛进行溶胶凝胶聚合反 应中的固体催化剂及在后续的有机凝胶前驱体进行 热还原过程中转化为石墨烯的作用。 实验结果显
引起了科学界的广泛关注。石墨烯的理论比表面积
2 ［14 ］ 高达 2 600 m / g ， 具有良好的导热性能［ 导热率
以碳酸钠为催化剂 （ C ） ， 酚醛聚合物 ＲF 作黏接剂， 在氧化石墨的水分散液中合成了 ＲF －GO 湿凝胶 ［ n（ Ｒ） ∶ n （ C ） = 200∶ 1 ］ ， 其中 n（ Ｒ） ∶ n（ F） = 1∶ 2 ， 经 丙酮溶剂交换和超临界二氧化碳干燥后， 在氮气气 氛下， 于 1 050℃ 高温热解还原制得石墨烯气凝胶。 研究发现， 当 ＲF 的质量分数为 4% ， 氧化石墨的质 制得的石墨烯气凝胶导电性最好 量分数为 1% 时，
、 化工
［18 ］
、 材料科学
［19 ］
以及生物技
等领域都具有广阔的应用前景。
石墨烯气凝胶继承了石墨烯和气凝胶高比表面 积、 高孔隙率、 高电导率以及良好的热导率和机械强 度等优点， 使其在学术领域引起了科研工作者的极 大关注和研究。 由于石墨烯既不溶于很多溶剂也不能在高温下
收稿日期： 2013 － 06 － 07
3 该石墨烯气凝胶的密度为 0. 11 ～ 0. 19 g / cm ， 孔 示， 2 径分布在 10 ～ 50 nm， 比表面积为 361 ～ 763 m / g，
2
利用水热法制备石墨烯气凝胶
Wang 等［26］将聚乙烯醇水溶液和氧化石墨水溶
液混合超声， 经液氮冷冻后， 在 300℃ 下热处理首次 成功制得了石墨烯气凝胶。 研究表明， 该石墨烯气 当应变为 2% 时， 压缩模量 凝胶具有高的机械强度， 在 0. 8 ～ 2. 0 MPa， 最大比电容为 120 F / g。 Li 等［27］利用三乙胺对氧化石墨进行改性制得 了氨功能化氧化石墨烯， 再经水热还原及自组装合 成了氨功能化的石墨烯水凝胶， 最后以三异氰酸酯 作增强剂， 利用乙腈进行溶剂交换， 二氧化碳超临界 干燥制备出了三异氰酸酯增强的石墨烯气凝胶 。实
2 3 约为 476 m / g， 孔体积为 0. 557 3 cm / g。通过批处 理模式实验证明， 当三氯化铁初始质量浓度为 40
附量为 169 mg / g ） 。 因此， 该石墨烯气凝胶在水处 理和原油泄漏等领域中具有广阔的应用前景 。 Jiang 等［28］在水热处理过程中利用还原的氧化
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Oct． 2013 · 20·
现代化工 Modern Chemical Industry
第 33 卷第 10 期 2013 年 10 月
石墨烯气凝胶的研究进展