氧化石墨烯及其与聚合物的复合
石墨烯的制备和改性及其与聚合物复合的研究进展
３ 贵州大学喀斯特环境 与地质灾害 防治教育部重点实验室 ， 阳 ５ ０ ０ ； 贵州大学林学院 ， 阳 ５ ０ ０ ） 贵 ５０ ３ ４ 贵 ５ ０ ０
摘要
口 口
石墨烯是 ２ ０ 问世的一种具有单层二 维蜂 窝状 晶格结构 的碳 质新材料 ， ０４年 也是性 能优异 的新型纳米
复合材料 填料 。介绍 了石墨烯的结构、 制备方法 ； 重点论述 了石墨烯表 面接枝 以及聚合物基／ 石墨 烯复合材料制备 的
研 究进 展 晴 利 用 石墨 烯 的 高强 度 、 导 电率 等 优 异 性 能 可 以赋 予 聚 合 物 更加 优 异 的特 性 。 ， 为 认 高
３
关键 ｒ ｈ Ｐｒ ｇ ｅ ｓｉ ｅ ｒ ｔｏ ｎ ｄ ｆ ｆ Ｇｒ ｐ ｎｅ ａ ｄ Ｒｅ又ａ ｃ ｏ ｒ ｓ ｎ Ｐｒ ｐａ ａ ｉ ｎ ａ ｄ Ｍ ｏ ｉｙ ｏ ａ ｈｅ ｎ ｅ
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氧化石墨烯的制备及表征
氧化石墨烯的制备及表征文献综述材料0802班李琳200822046氧化石墨烯的制备及表征李琳摘要：石墨烯(又称单层石墨或二维石墨)是单原子厚度的二维碳原子晶体,被认为是富勒烯、碳纳米管和石墨的基本结构单元[1]。
石墨烯可通过膨胀石墨经过超声剥离或球磨处理来制备[2,3]，其片层厚度一般只能达到30~100 nm，难以得到单层石墨烯(约0.34 nm)，并且不容易重复操作。
所以寻求一种新的、容易和可以重复操作的实验方法是目前石墨烯研究的热点。
而将石墨氧化变成氧化石墨，再在超声条件下容易得到单层的氧化石墨溶液，再通过化学还原获得，已成为石墨烯制备的有效途径[4]。
通过述评氧化石墨及氧化石墨烯的制备、结构、改性及其与聚合物的复合,展望了石墨烯及其复合材料的研究前景。
关键词：氧化石墨烯，石墨烯，氧化石墨，制备，表征Oxidation of graphite surfaces preparation and CharacterizationLI LinAbstrat：Graphite surfaces (also called single graphite or 2 d graphite )is the single atoms thickness of the 2 d carbon atoms crystal, is considered fullerenes, carbon nanotubes and graphite basic structure unit [1].Graphite surfaces can through the expanded graphite after ultrasonic stripping or ball mill treatment topreparation [2,3], a piece of layer thickness normally only up to 30 to 100 nm, hard to get the single graphite surfaces (about 0.34 nm), and not easy to repeated operation. So to search a new, easy to operate and can be repeated the experiment method of the graphite surfaces is the focus of research. And will graphite oxidization into oxidation graphite, again in ultrasonic conditions to get the oxidation of the single graphite solution, again through chemical reduction get, has become an effective way of the preparation of graphite surfaces [4]. Through the review of graphite oxide and oxidation graphite surfaces of the preparation, structure, modification of polymer and thecompound, and prospects the graphite surfaces and the research prospect of composite materials.Key words：Oxidation graphite surfaces, graphite surfaces, oxidation graphite, preparation，characterization采用Hummers 方法[5]制备氧化石墨。
石墨烯复合材料的制备、表征及性能
石墨烯复合材料的制备、表征及性能郝丽娜【摘要】石墨烯属于一种二维晶体结构,它是由碳原子紧密堆积而成,其中有富勤烯、石墨以及碳纳米管等基本单元,这些都是碳的同位异形体.石墨烯在力学领域、电学领域、热学领域以及光学领域等都发挥出其优越的性能,因此,这一复合材料在当今已经成为了科学领域和物理学领域之中研究的焦点.对石墨烯复合材料的制备、表征以及性能进行分析,希望可以对石墨烯的应用与研究起到一定的帮助.%Graphene belongs to a two-dimensional crystal structure,which is formed by the close packing of carbon atoms.There are basic units such as rich olefins,graphite and carbon nanotubes,which are allomorphs of carbon.Graphene has exerted its superior performance in various fields such as mechanics,electricity,heat,and optics.Therefore,this composite material has become the focus of research in the fields of science and physics.This paper is to analyze the preparation,characterization and performance of graphene composites,and hope to help the applicationand research of graphene.【期刊名称】《化工设计通讯》【年(卷),期】2019(045)009【总页数】2页(P128-129)【关键词】石墨烯复合材料;制备;表征;性能【作者】郝丽娜【作者单位】齐齐哈尔工程学院,黑龙江齐齐哈尔 161005【正文语种】中文【中图分类】TB332 ;TM53因为石墨烯所具有的二维晶体结构是比较特殊的，所以其纵横比很高、电子迁移率也很高，这就使得石墨烯在储能领域之中的应用前景十分广泛。
复合材料种类
1.2.2石墨烯/聚合物纳米复合材料种类最近几年，以聚丙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯胺、环氧树脂、硅橡胶等为基体的石墨烯复合材料的研究都有所报道。
其中出现了较多，关于石墨烯在高分子基体中达到纳米水平分散的研究。
这里简要介绍一些主要的石墨烯/聚合物纳米复合材料。
（1）聚苯胺（PANI）/石墨烯纳米复合材料聚苯胺（PANI）/石墨烯纳米纤维复合材料是用原位聚合方法，在酸性条件下,氧化石墨烯与苯胺单体聚合得到的[1]。
然后，使用水合肼还原不同氧化石墨烯质量比的PANI/氧化石墨烯复合材料。
最后，对还原的PANI再氧化和质子化生成PANI/石墨烯纳米复合材料。
Bhadra等[2]也报道过纯PANI这种类型的热降解。
PANI和PANI/石墨烯复合材料样品在同一温度范围内质量损失分别是40%和25%。
结果表明，PANI/石墨烯纳米复合材料热稳定性较之纯的PANI提高了。
同时，复合材料的导电率也有很大的增加。
（2）聚氨酯/石墨烯纳米复合材料使用原位聚合的方法制备功能化的石墨烯（FGS）/水性聚氨酯（WPU）纳米复合材料[3]。
由于FGS粒子在WPU基体中的均匀分散使纳米复合材料电导率比初始WPU增加了105倍。
由于导电通道的形成，在高分子基体中引发了电导率的突变。
当填充FGS仅为2%(Wt)时，可得到渗滤阀值。
（3）环氧树脂/石墨烯纳米复合材料Kuilla等[4]用原位插层聚合制备了环氧树脂石墨烯纳米复合材料环氧树脂的热导率很小。
但是，加入石墨烯后其热导率得到了显著提高。
填充5%(Wt)GO 的环氧树脂基复合材料其热导率是1W/mK，这是纯环氧树脂热导率的4倍。
当填充20%(Wt)GO的环氧树脂基复合材料其热导率增加到6.44W/mK。
这些结果表明石墨烯复合材料用于散热是一种很有前途的热界面材料。
（4）聚碳酸酯/石墨烯纳米复合材料通过熔融复合法，制备石墨和功能化石墨烯（FGS）增强的聚碳酸酯(PC)复合材料[5]。
石墨烯及氧化石墨烯在纺织印染行业中的应用
2、作为织物后处理剂
石墨烯和氧化石墨烯还可以作为织物后处理剂，用于改善织物的性能。例如， 将氧化石墨烯作为后处理剂加入到棉织物中，可以显著提高织物的抗皱性和弹性， 同时还可以增加织物的厚度和重量。此外，石墨烯还可以用于制备透明、耐磨的 涂层，用于保护织物表面不受损伤。
结论
石墨烯和氧化石墨烯在纺织领域具有广泛的应用前景，可以为纺织品带来许 多新的功能和特性。尽管目前它们的制造成本还相对较高，但随着技术的不断进 步和规模化生产的实现，相信在不久的将来它们在纺织领域的应用将会越来越广 泛。
石墨烯在纺织印染行业中的应用
石墨烯具有优异的导热性、强度和透光性，在纺织印染行业中具有广泛的应 用。例如，在高温定型过程中，石墨烯可以作为耐高温材料，提高纺织品的定型 效果和稳定性。此外，石墨烯还具有出色的抗菌防臭性能，可以为纺织品添加额 外的保健功能。
具体应用方面，石墨烯在纺织品上的应用主要表现在以下几个方面：
结论与展望
综上所述，石墨烯和氧化石墨烯在纺织印染领域具有广泛的应用前景。这两 种材料凭借其独特的性质和优势，可以显著提高纺织品的性能和舒适度，同时为 智能纺织品领域提供新的发展机遇。尽管目前石墨烯和氧化石墨烯在纺织印染中 的应用还处于研究阶段，但随着技术的不断进步和应用的不断拓展，相信在不久 的将来，这两种材料将会成为纺织印染领域的常用材料，为纺织行业的发展注入 新的活力。
为了将石墨烯应用于纺织品，研究者们尝试了多种方法。其中，将石墨烯与 生物基聚合物复合是一种较为有效的方法。通过将石墨烯与纤维素、蛋白质等生 物基聚合物进行复合，可以制备出性能优异的石墨烯/生物基聚合物复合材料。 这种复合材料既保留了石墨烯的优点，又具有生物基聚合物的可持续性，因此在 纺织印染领域具有广阔的应用前景。
浅谈聚合物阻燃材料中石墨烯作用机理及应用
浅谈聚合物阻燃材料中石墨烯作用机理及应用摘要：石墨烯作为一种新型的绿色环保材料阻燃添加剂，由于其特有的阻燃效率高、成本低、无卤素、无毒，可以作为一种中间介质与传统高效率的阻燃剂以化学键等方式复合，并能有效发挥两种材料的优点，具有良好的协同效应。
本文结合笔者多年的工作经验将就石墨烯在聚合物阻燃材料中的作用机理及应用相关话题进行分析和研究。
关键词：石墨烯；聚合物；阻燃；纳米材料引言目前对于石墨烯/聚合物阻燃复合材料的合成制备主要集中在熔融共混、溶液共混、共聚合等方式，以上方法虽然可以使得石墨烯片在聚合物中得到良好的分散，但是石墨烯更多的优异性能还未得到很好的发挥。
例如石墨烯的加入对聚合物的结晶度及结晶形貌也有较大的影响，从而在一定程度上改变了聚合物的性能。
另一方面，由于石墨烯基材料表面富含官能团，为其改性提供了极大的潜力，使得其衍生物能够进一步发挥其阻燃剂的优势。
石墨烯材料的阻隔性能对其提升聚合物阻燃性能有重要作用，而阻隔性能与石墨烯片的尺寸、结构的完整度、在基体中是否有序分布等有着密切的关系。
我们可以在进一步利用石墨烯优异的导热性能同时，也可以考虑其在聚合物材质中发挥诸如高强度、高导电性能等更多的作用。
作为新型的二维层状纳米材料，为了达到工业化的生产及应用价值，石墨烯在聚合物阻燃的方面也受到了越来越多科研人员的重视。
一、聚合物阻燃材料中石墨烯的作用机理随着聚合物材料的进一步应用，很有必要研究和开发新型的阻燃聚合物材料以适应这种趋势。
聚合物一般不具有阻燃性能，通过添加型阻燃剂与聚合物机械混合或接枝复合等方式使其具有阻燃性。
从阻燃机理角度讲，作为添加型的阻燃剂作用机理包括以下4种:1）使可燃烧物炭化，达到阻燃效果。
这类阻燃剂以磷类阻燃剂(包括有机磷类和无机磷类)为主；2）阻燃剂在燃烧条件下形成不挥发隔膜，隔绝空气达到阻燃目的。
这类阻燃剂主要包括硼酸盐、卤化物、氧化锑和磷类材料等；3）阻燃剂分解产物将氢氧自由基连锁反应切断从而达到阻燃目的。
“Graphene”研究及翻译
“Graphene”研究及翻译摘要：查阅近5年我国SCI、EI期源刊有关石墨烯研究873篇，石墨烯研究的有关翻译存在很大差异。
从石墨烯的发现史及简介，谈石墨烯内涵及研究的相关翻译。
指出“石墨烯”有关术语翻译、英文题目、摘要撰写应注意的问题。
关键词：石墨烯；石墨烯术语；翻译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。
近5年我国SCI、EI期源刊研究论文873篇，论文质量良莠不齐，发表的论文有35.97%尚未被引用过，占国际论文被引的4.84%左右。
石墨烯研究的有关翻译也存在很大差异。
为了更好的进行国际学术交流，规范化专业术语。
本文就“graphene”的内涵及翻译谈以下看法。
l “Graphene”的发现史及简介1962年，Boehm等人在电镜上观察到了数层甚至单层石墨（氧化物）的存在，1975年van Bom-mel等人报道少层石墨片的外延生长研究，1999年德克萨斯大学奥斯汀分校的R Ruoff等人对用透明胶带从块体石墨剥离薄层石墨片的尝试进行相关报道。
2004年曼彻斯特大学的Novoselov和Geim小组以石墨为原料，通过微机械力剥离法得到一系列叫作二维原子晶体的新材料——石墨烯，并于10月22日在Sclence期刊上发表有关少层乃至单层石墨片的独特电学性质的文章，2010年Gelm和No-voselov获得了诺贝尔物理学奖。
石墨烯有着巨大的比表面积（2630 m2/g）、极高的杨氏模量（1.06 TPa）和断裂应力（～130GPa）、超高电导率（～106 S/cm）和热导率（5000W/m·K）。
石墨烯中的载流子迁移率远高于传统的硅材料，室温下载流子的本征迁移率高达200000 cm2/V.s），而典型的硅场效应晶体管的电子迁移率仅约1000 cm2/V.s。
石墨烯聚合物复合材料的研究现状及前景论文1 推荐
石墨烯/聚合物复合材料的研究现状及前景皖西学院材料1102班：2011010373张帅2011010355施含、2011010347陆瑞瑞、2011010611蔡虹、2011010364谢偏、2011010336冯帆摘要：石墨烯是2004年问世的一种具有单原子厚度的二维蜂窝状晶体结构的新型纳米材料，其特殊的结构赋予了它许多新奇的物理性质，如优异的力学性能，良好的导电和导热性能，和极佳的复合材料增强性能，石墨烯作为纳米增强组分, 少量添加可以使聚合物的热学、力学、电学等物理性能得到大幅地提高。
因此其应用领域广泛，受到广大学者科学家的重视。
本文主要介绍聚合物复合材料的界面结构，石墨烯结构和界面，石墨烯/聚合物复合材料的实现和应用以及对未来发展前景的展望。
(9、12、13、17)关键词：石墨烯、聚合物复合材料、界面相容性、材料改性、力学性能、电学性能、热学性能，应用。
Present situation and prospect in Graphene/polymercomposites.Zhang ShuaiShi Han 、Lu Ruirui、Cai Hong 、Xie Pian Feng Fan Abstract:Graphene discovered in 2004 is a atomic two-dimensional(2D)nanomaterials. Due to its unusual molecular structure ,graphene shows many novels ,unique physical and chemical properties ,such as excellent electric conductivity ,thermalconductivity ,thermal stability.Graphene as nano enhanced components, a small amount of added can make polymer thermal, mechanical, electrical and other physical properties are improved significantly.So its application field widely, have drawn the attention of the many scholars scientists.This paper mainly introduces the interface structure of polymer composite materials, graphene structure and interface, implementation and application of graphene/polymer composites as well as on the outlook for the future development prospect.Key words: Graphene,Polymer composite materials Material modification、Mechanical properties、Electrical performance、Thermal properties、application.一：石墨烯/聚合物的研究现状自年石墨烯发现以来，石墨烯的研究成果层出不穷，其中包括，生活领域，医用领域，电化学领域等。
还原氧化石墨烯及其复合材料的制备与吸波性能研究
还原氧化石墨烯及其复合材料的制备与吸波性能研究摘要不论是在军事领域，还是民用领域，高性能吸波材料因具有厚度薄、质量轻、吸收强以及吸收频带宽的优点而具有潜在的应用价值。
在众多高性能吸波材料中，石墨烯凭借其较低的密度、超高的比表面积、优异的介电性能、机械性能和化学稳定性成为了吸波领域研究的热点，然而，石墨烯较高的介电常数使得其阻抗匹配特性极差，造成大量的电磁波被反射，进而导致其较差的吸波性能。
针对以上问题，本文以还原氧化石墨烯为基体，通过引入导电聚合物和核壳结构的纳米粒子来提升还原氧化石墨烯的阻抗匹配特性，从而增强其对电磁波的吸收；此外，为了探索其在实际过程中的应用，我们将制备的粉末状吸波剂均匀分散于环氧树脂中，对其吸波性能进行了研究。
具体研究内容和结果如下：（1）以苯胺功能化修饰的还原氧化石墨烯（rGO-An）为活性点，通过界面聚合法将纳米棒状的聚苯胺（PANI）接枝在rGO表面，形成还原氧化石墨烯共价接枝聚苯胺（rGO-g-PANI）复合材料。
当该复合材料在石蜡中的掺杂比为30wt%时，获得最优的吸波性能，在厚度为3mm时，最小反射损耗（RL）可以达到-45.2dB，有效吸收带宽能够覆盖4.4GHz，这表明PANI纳米棒的接枝明显能够改善rGO的吸波性能；此外，为了突出rGO和PANI纳米棒接枝的增强效果优于二者的物理吸附，我们将rGO/PANI复合材料和rGO-g-PANI复合材料的吸波性能作了对比，并且对其机理进行了探讨。
（2）以类沸石咪唑酯骨架材料（ZIF-67）为芯材，以氧化锌（ZnO）为壳层，合成具有核壳结构的ZIF-67@ZnO纳米粒子，然后通过高温煅烧的方式，将ZIF-67中的有机物裂解掉，形成核壳结构的Co/NPC@ZnO纳米粒子，当30wt%的Co/NPC@ZnO纳米粒子混合在石蜡中时，该纳米粒子能够对电磁波产生最强的吸收效果；最后，我们将该纳米粒子与GO复合，通过水合肼的还原作用，形成rGO包裹Co/NPC@ZnO纳米粒子的三维网络结构，此三维网络结构的最小RL值为-45.4dB，有效吸收带宽为5.4GHz，而吸波剂的厚度仅有2mm，结合rGO的吸波性能，我们研究了Co/NPC@ZnO的增强机理。
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。
一种氧化石墨烯和含铈配位聚合物的棒状多孔复合材料及其制备方法
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专利名称：一种氧化石墨烯和含铈配位聚合物的棒状多孔复合 材料及其制备方法
专利类型：发明专利 发明人：孙立贤,周密,徐芬 申请号：CN201610661804 .5 申请日：20160812 公开号：CN106268953A 公开日：20170104
摘：本发明涉及一种氧化石墨烯和稀土金属有机框架化合物（MOFs）的复合材料及其制备方 法，提供了一种具有棒状结构的复合了氧化石墨烯的含铈配位聚合物的复合材料制备方法，同时测试 其在可见光催化亚甲基蓝降解方向应用的可行性。主要制备步骤如下：将反应物（氧化石墨烯、有机 铈盐和有机羧酸）超声溶解于有机溶剂中，将上述混合溶液在室温条件下，搅拌反应6~10小时，经 过离心、去离子水多次洗涤、真空干燥后，得到灰黑色的石墨烯氧化物均匀分散于含铈配位聚合物的 棒状的复合材料，且复合材料仍然很好的保留了铈基MOFs的晶体。本发明打破了传统水热法制备 MOFs材料的复杂制备过程，制备工艺简单，节省了能源消耗，制备成本低，且原料容易获得。所制 备的新型多孔复合材料在催化降解、传感、吸附、分离、药物运输等方面有着广泛的应用前景。
【精品文章】氧化石墨烯你知多少
氧化石墨烯你知多少
关于石墨烯想必大家都早已耳熟能详，蜂窝状的结构、优良的力学性能、电学性能、光学性能等，在此不做过多介绍，而经常伴着石墨烯一起被人们挂在嘴边的就是氧化石墨烯，那么为什么要有氧化石墨烯的存在，笔者认为最大的原因还是在分散性上。
氧化石墨烯，顾名思义是石墨烯的氧化物，将活性含氧基团引入石墨烯上，经过处理后得到经过修饰的石墨烯薄片，这样就增加了活性反应位点，使得氧化石墨烯变得更容易进行表面改性，丰富了功能化的手段，可以有效提高改性氧化石墨烯与溶剂、聚合物的相容性，使其在有机以及无机复合材料领域有着更为广阔的应用。
对于粉体材料的应用，其前提就是能够很好的分散在所使用的体系中，能做到单分散最好，这样才可以真正发挥粉体材料的特殊性能，然而想让石墨烯材料在水中完全的分散开来是十分困难的，因为石墨烯材料表面几乎没有亲水基团，但氧化石墨烯缺陷处附带的羟基、羧基等亲水集团可以使得其在水中的分散性要优于石墨烯。
图1：氧化石墨烯结构
制备方法简介
目前国内外主流的制备氧化石墨烯的方法是Hummers法，其制备过程可以简单概括为：
1.向强酸（浓硫酸）和强氧化剂（高锰酸钾）中加入石墨，反应得到氧化石墨烯；
2.通过磁搅拌或超声振荡剥离得到的氧化石墨烯；。
石墨烯及其聚合物纳米复合材料
石墨烯及其聚合物纳米复合材料随着科技的不断进步，新材料领域的发展日新月异，其中石墨烯及其聚合物纳米复合材料备受瞩目。
石墨烯是一种由碳原子组成的二维材料，具有出色的物理性能和化学性能，而聚合物纳米复合材料则将石墨烯与其他材料相结合，以获得更优异的性能。
本文将介绍石墨烯及其聚合物纳米复合材料的特性、应用和未来发展前景。
石墨烯具有许多独特的性质，如高导电性、高强度、透明度高、热稳定性好等。
这些特性使得石墨烯在材料领域具有广泛的应用前景。
而石墨烯聚合物纳米复合材料在此基础上，通过将石墨烯与聚合物材料相结合，形成纳米级别的复合材料，从而具有更优越的性能。
由于石墨烯及其聚合物纳米复合材料的出色性能，它们在许多领域都已有广泛的应用。
例如，石墨烯可以用于制造更高效的电池和超级电容器，同时也可以应用于太阳能电池、显示器和传感器等领域。
而石墨烯聚合物纳米复合材料则被用于制造更轻质、更坚固和更具韧性的材料，同时也被应用于生物医学领域，如药物输送和肿瘤治疗等。
石墨烯及其聚合物纳米复合材料的未来发展前景随着科学技术的不断进步，石墨烯及其聚合物纳米复合材料的发展前景越来越广阔。
未来，它们可能会被应用于更多领域，如航空航天、汽车制造、生物医学等。
同时，石墨烯及其聚合物纳米复合材料的生产成本也将不断降低，使得它们能够更广泛地应用于实际生产中。
石墨烯及其聚合物纳米复合材料作为近年来备受的新型材料，具有非常广阔的发展前景。
它们在提高材料性能、优化能源储存与利用以及推动科技创新等方面都发挥了重要作用。
我们有理由相信，随着科研工作的不断深入以及技术的不断进步解决石墨烯及其聚合物纳米复合材料在大规模生产和应用中遇到的问题指日可待石，石墨烯及其聚合物纳米复合材料将在未来引领材料科学领域的发展，为人类创造更多的价值。
随着科技的不断进步，新型材料的研发显得尤为重要。
其中，聚合物石墨烯纳米复合材料作为一种具有优异性能的新型材料，在许多领域都具有广泛的应用前景。
原位聚合制备聚丙烯腈-氧化石墨烯复合材料
备 氧化石 墨烯 复合 材料 ， 并对 其结 构等 进行表 征 ．
１ 实验 部 分
１ １ 主 要原 料及设 备 ．
１ １ １ 主 要原料 ． ．
石 墨 ， 京化 工大 学提供 ； 北 异氰 酸 苯酯 ， 化学 纯 ， 阳市 信谊化 工有 限公 司 ； 烯腈 （ Ｎ）分 析纯 ， 濮 丙 Ａ ， 天
收 稿 日期 ：０２ ０ — １ ２ １ —４ ０
作 者简 介 ： 许志献 （９ ３ ） 男 ， １６ 一 ， 河南安阳人 ， 阳师范学 院副教授 ， 安 博士． 引文格式 ： 许志献 ， 杜燕军 ， 延鹏 ， 原位 聚合 制备 聚丙烯腈 一 焦 等． 氧化石墨烯 复合材料 ［ ］ 安徽大学 学报 ： Ｊ． 自然 科学
Ｘ ｈ－ｉ ， Ｕ Ｙ ｎｊｎ ＪＡ ａ －ｅｇ Ｆ Ｎ ｉ Ｕ Ｚ ｉ ａ Ｄ ａ － ， Ｉ Ｏ Ｙ ｎｐｎ ， Ｅ Ｇ Ｗｅ ｘｎ ｕ
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氧化石墨烯的简介
二、氧化石墨烯的分子结构
石墨被强氧化剂氧化，氧原子进入到石墨层间，结合л 电子，使层面内的二键断裂，并以C=O, C-OH, -COOH等官能 团与密实的碳网面中的碳原子结合，形成共价键型石墨层间
化合物。
三、氧化石墨烯的制备方法
1、Brodie法 1898年，Brodie采用发烟HNO3体系，以KC103为氧化剂， 反应体系的温度需先维持在0 ℃，然后，不断搅拌反应20-
24h。洗涤后获得的氧化石墨的氧化程度较低，需进行多次
氧化处理以提高氧化程度，反应时间相对较长。该法的优点
是其氧化程度可利用氧化时间进行控制，合成的氧化石墨结
构比较规整。但因采用KC103作氧化剂，有一定的危险性。
三、氧化石墨烯的制备方法
2、Staudenmaier法 采用浓H2S04体系，和发烟HN03混合酸对石墨粉处理， 以KC103为氧化剂，反应体系的温度一直维持在0℃。氧化程 度随反应时间的增加而增加，可通过控制反应时间来控制石 墨烯的最ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ氧化程度。一般氧化程度较低，需进行多次氧化
合物导电纳米复合材料和无支撑的氧化石墨烯纸 , 掀起了氧
化石墨烯应用研究的热潮。
聚苯并咪唑通常作为高温结构胶粘剂，在航空航天中有 较好的应用前景，为了进一步提高它的性能，有人尝试将各 种无机填料加入到聚合物中，但效果不甚理想。 Wang Yan等用溶液交换法制备出氧化石墨烯 /聚苯并咪
唑复合材料。
张龙姣等制备了负载阿霉素的叶酸修饰的氧化石墨烯材 料，并对其性能进行研究。 叶酸
分别用FA/GO和FA/GO/DOX与Hela细胞共同培养，观察 细胞的形态变化。
四、氧化石墨烯的性质和应用
4、光电相关的应用 单纯的导电聚合物在充放电循环中稳定性差，使得其在 电容器电极材料方面的应用受到限制，开发具有优异性能的 复合材料成为电容器电极材料的突破口。目前，导电聚合物 与氧化石墨烯的复合成为研究热点，这是因为氧化石墨烯和
石墨烯及其复合材料的制备与应用
石墨烯及其复合材料的制备与应用第一章石墨烯的制备方法石墨烯，是一种由碳原子结构构成的碳材料，它被认为是材料领域中的一个热门话题。
石墨烯具有极为优秀的导电性、热导性、力学性能和化学稳定性等特征，具有广泛的应用前景。
目前，制备石墨烯的方法主要包括机械剥离法、化学气相沉积法、化学还原法等。
1.1 机械剥离法机械剥离法是最早被发现的一种石墨烯制备方法。
这种方法是通过机械剥离的方式，将多层石墨片中的单独层剥离出来，形成石墨烯。
机械剥离法可以简单地由实验室实现，但是它的局限是其产量非常低，得到的材料质量也较差。
1.2 化学气相沉积法化学气相沉积法是一种应用较为广泛的制备石墨烯的方法。
这种方法通常需要使用铜等物质作为基板，在升高温度下，将碳源分子和氢气混合物输送到基板表面。
碳源与氢气一起在基板上表面催化生长，形成石墨烯。
1.3 化学还原法化学还原法是一种常见的制备石墨烯的方法。
这种方法需要使用氧化石墨在还原剂的作用下，将石墨氧化物还原成石墨烯。
化学还原法的优点是制备过程相对简单，且在生产过程中使用的仪器和设备也较为常见。
第二章石墨烯的应用石墨烯的应用潜力极大，主要应用于电子学、化学、材料学、生物学等多个领域。
以下主要介绍石墨烯在电子领域、能源领域、生物领域和热管理领域中的应用。
2.1 电子领域石墨烯具有非常出色的电子性能，具有很大的应用前景。
石墨烯可以用于制作高速电子器件、柔性电子器件和纳米电子器件等。
同时，石墨烯也可以用于制作生物电子学和储存设备等。
2.2 能源领域石墨烯在能源领域有着广泛的应用，可以用于制作超级电容器、锂离子电池和超导体等。
石墨烯还可以被用作太阳能电池材料的附加层，提高了太阳能电池的转换效率。
2.3 生物领域石墨烯在生物领域应用也非常广泛。
它可以被用作药物传递系统，用于治疗癌症和其他疾病。
同时，石墨烯也可以用于生物传感器，用于检测生物分子和细胞等。
2.4 热管理领域石墨烯具有良好的热导性能，可以在热管理领域应用。
生物医学中氧化石墨烯的运用综述-化工论文-化学论文
生物医学中氧化石墨烯的运用综述-化工论文-化学论文——文章均为WORD文档，下载后可直接编辑使用亦可打印——摘要：氧化石墨烯现已成为生物医学应用中最有前途的生物材料, 具有较高的载药能力, 在基因递送、生物成像、光动力治疗、免疫增强、抗菌作用上都已成为研究热点。
主要介绍氧化石墨烯在生物医学领域的应用研究进展。
关键词：氧化石墨烯; 载药; 生物成像; 免疫增强剂; 生物医学;Abstract：Graphene oxide has become the most promising biomaterial in biomedical applications.Due to its high drug loading capacity, it has been a research hotspot in gene delivery, bioimaging, photodynamic therapy, immune enhancement and antibacterial activity.In this review, the research progress of graphene oxide in biomedicine was mainly introduced.Keyword：graphene oxide; drug loading; bioimaging; immune enhancement; biomedicine;0 引言氧化石墨烯(graphene oxide, GO) 是迄今发现的最薄、最牢固的材料, 具有极高的电、热、光传导性, 在电子、生物医学等领域有着广泛的应用前景[1]。
石墨烯经氧化后, 其上含氧团增多而使性质较原来的石墨烯更加活泼, 可经由各种与含氧团的反应而改善本身性质[2]。
氧化石墨烯可视为一种非传统型态的软性材料, 具有聚合物、胶体、薄膜以及两性分子的特性。
氧化石墨烯长久以来被视为亲水性物质, 因为其在水中具有优越的分散性, 但是, 氧化石墨烯具有两亲性, 从石墨烯薄片边缘到中央呈现亲水至疏水的性质分布[3]。
氧化石墨烯研究报告
石墨烯调研报告（氧化石墨烯应用）石墨烯是目前发现的唯一存在的二维自由态原子晶体，是构筑零维富勒烯、一维碳纳米管、三维石墨的基本结构单兀。
它具有咼电导、咼热导、咼硬度和咼强度等奇特的物理、化学性质，在电子、信息、能源、材料和生物医药领域有广阔的应用前景。
但是石墨烯由于强大的范德华力具有疏水性和易团聚的特点，限制了其广泛应用。
氧化石墨烯的出现正好解决了上述问题，它是石墨烯的派生物，与石墨烯的结构大体相同.只是在一层碳原子构成的二维空间无限延伸的基面上连接有大量含氧基团，平面上含有-OH和C-O-C，而在其片层边缘含有C = O和COOH。
与石墨烯相比，氧化石墨烯有更加优异的性能，其不仅具有良好的润湿性能和表面活性，而且能被小分子或者聚合物插层后剥离，在改善材料的热学、电学、力学等综合性能方面发挥着非常重要的作用。
有不少专家学者对氧化石墨烯的制备及应用进行了深入研究，其中氧化石墨烯复合材料的发展十分迅速，进一步拓展了氧化石墨烯的应用领域。
1氧化石墨烯的制备目前，氧化石墨烯的制备工艺相对成熟，比较传统的化学方法主要有Brodie 法、Staudenmaier法、Hummers法，现今仍在沿用，只是在各方法基础上做了略微改进。
这些方法的制备原理都是将石墨在强酸和少量强氧化剂的共同作用下形成1阶的石墨层间化合物，然后此层间化合物在过量强氧化剂的作用下继续发生深度液相氧化反应，水解后得到氧化石墨，最后通过超声或者长时间搅拌氧化石墨和水的混合物即可获得氧化石墨烯，产物的氧化程度及合成T艺与反应时间有关，可以通过C、O的原子比进行衡量。
Brodie法和Staudenmaier法氧化程度高，但反应过程中会产生CI02、N02或者N2O4等有害气体且反应时间长，而Hummers法反应时间短，无有毒气体CI02产生，安全性较高，因而成为制备氧化石墨烯普遍使用的方法。
但是此反应过程中需控制的工艺因素较多，过量的高锰酸离子会造成潜在的污染，因而需要用H2O2进行处理，并加以水洗和透析。
石墨烯涂层工艺流程
石墨烯涂层工艺流程
答案：
石墨烯涂层工艺流程主要涉及几个关键步骤，包括原材料准备、涂层制备、涂覆、后处理以及检测和评估。
原材料准备：首先，需要准备石墨烯纳米材料和聚合物基材。
石墨烯纳米材料可以通过氧化石墨烯还原、化学气相沉积等方法制备得到，而聚合物基材应选择具有良好附着性和耐磨性的材料。
涂层制备：接下来，将石墨烯纳米材料与聚合物基材进行混合，可以通过物理混合、化学反应等方法使两种材料充分混合均匀，形成石墨烯纳米防滑涂层的前体材料。
涂覆：将混合好的石墨烯纳米防滑涂层前体材料涂覆在地面上，可以使用刷子、辊涂等方式进行涂覆。
涂覆后，需要等待一定时间使涂层干燥固化。
后处理：涂层固化后，需要对其进行后处理，包括表面处理和调整涂层厚度等，以进一步增强涂层的附着性和防滑性能。
检测和评估：为了确保涂层的质量和效果，需要对其进行一系列的检测和评估，包括摩擦系数测试、耐磨性测试等。
通过以上的制作过程，石墨烯纳米防滑涂层可以形成在地面上，提供更好的防滑性能，减少运动员在赛场上摔倒的风险。
此外，还有特定的工艺流程用于石墨烯表面喷涂铝涂层，包括清洗、干燥石墨烯原料、气相沉积法向石墨烯表面涂布铝膜、利用活化技术激活铝膜表面以及测试铝涂层质量等步骤。
这些工艺流程展示了石墨烯涂层制备的多样性和应用领域的广泛性。
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万方数据
片与ＧＯ一样为绝缘体。而通过热解膨胀则会导致 氧化石墨烯片部分脱氧，从而具备了导电性能，可以 直接作为导电纳米填料而无需在材料成型后进行还 原处理，但由于ＣＯ，的释放将造成约３０％的质量损 失。另外，前者的表面官能闭比后者丰富，可能更有 利于其与基体复合或自组装。
第２３卷第３期 ２００８年９月
文章编号： １００７—８８２７（２００８）０３－０１９３－０８
新型炭材料 ＮＥＷ ＣＡＲＢＯＮ ＭＡＴＥＲＩＡＬＳ
Ｖ０１．２３ ＮＯ．３ Ｓｅｐ．２００８
氧化石墨烯及其与聚合物的复合
杨永岗１， 陈成猛１， 温月芳１， 杨全红２， 王茂章１
（１．中困科学院山西煤炭化学研究所，中圉科学院炭材料蓖点实验窄，ｌｌＪ两太原０３０００１； ２．天津大学化工学院，天津３０００７２）
摘要： 石墨烯是单原子厚度的二维碳原子晶体，也是性能优异的新型纳米复合填料。近＝三年来，石墨烯从概念
上的二维材料变成现实材料，在化学和物理学界均引起轰动。通过述评氧化石墨及氧化石墨烯的制备、结构、改性
及其与聚合物的复合，展望了石墨烯及其复合材料的研究前景，认为通过机械剥离氧化石墨可规模化制备氧化石
墨烯，进一步将其化学改性并制备复合材料已取得较大进展，这一途径被认为足石墨烯规模化应用的战略起点。
图１石墨的表而氧化：１３］
Ｆｉｇ １
Ｓｕｒｆａｃｅ
ｏｘｉｄａｔｉｏｎ
ｏｆ
１３ ｇｒａｐｈｉｔｅｉ
Ｈｕｍｍｅｒｓ法是将石墨粉和无水硝酸钠
收稿日期：２００８－０３—１７；修回日期：２００８－０８－２８ 作者简介：杨永岗（１９６７一），男，山西人，博士，研究员，主要从事炭纤维及其复合材料的研究
Ｔｅｌ／Ｆａｘ：＋８６－３５ １ ４０４９０６，Ｅ—ｍａｉｌ：ｙａｎｇｙｇ＠ＶＩＰ．１６３．ｃｏｒｎ
从石墨制备氧化石墨（Ｇｒａｐｈｉｔｅ Ｏｘｉｄｅ，ＧＯ）被 认为是大规模合成石墨烯的战略起点，ＧＯ可进一 步用机械方法，如热解膨胀或溶剂中超声分散，制备 稳定准二维氧化石墨烯悬浮液。然后通过表面改性
增强其复合性能，并经还原反应形成石墨烯，从而实 现石墨烯在基体中的纳米级分散。本文旨在通过述 评ＧＯ和氧化石墨烯的制备、结构、与聚合物复合及 应用研究的最新进展，展望今后的研究热点及其应 用前景。
Ｃ，！ｏＣ）心７ ３
值得关注的是，Ｓｃｈｎｉｅｐｐ等¨钊将ＧＯ热解离制 得单层功能化石墨烯片，并指出解离过程成功的标 志是：（ｉ）对ＧＯ快速加热处理后达到５００倍～１０００ 倍的体积膨胀，（ｉｉ）快速热处理后石墨的衍射峰全 部消失，（ｉｉｉ）由ＢＥＴ吸附法测得的表面积在 ７００ｍ２／ｇ～１ ５００ｍ２／ｇ范围内。ＭｃＡｌｌｉｓｔｅｒ等１５ｊ进一 步阐述了热剥离过程的机理，并通过模拟计算得出 石墨烯发生剥离的临界温度为５５０ ｏＣ。他们还在溶 剂中对ＧＯ进行超声分散，ＡＦＭ静态分析表明观察 到的片层８０％都足单片。
超声分散的原理１２８ｊ是超声波在ＧＯ悬浮液巾 疏密相问地辐射，使液体流动而产生数以万计的微 小气泡，这些气泡在超声波纵向传播成的负压区形 成、生长，而在正压区迅速闭合，在这种被称之为 “空化”效应的过程中，气泡闭合可形成超过１０００ 个大气压的瞬间高压，连续不断产生的高压就象一 连串小”爆炸”不断地冲击ＧＯ，使氧化石墨烯片迅 速剥落。
氧基和羟基分解生成ＣＯ，和水蒸气，当气体生成速 率大于其释放速率时，产生的层间压力有可能超过 石墨烯片间的范德华力，从而使ＧＯ产生膨胀剥离。 在此过程中，ＧＯ的体积可膨胀数十到数百倍，这就 是Ｔ业规模化应用的膨胀石墨（ＥＧ），这种方法制成 的氧化石墨烯剥离并不完全（比表面积～１００ ｍ２／ｇ， 远小于理论完全剥离的２６００ ｍ２／ｇ），热处理可造成 氧化石墨烯片层折叠为蠕虫状，故又被称之为石墨 蠕虫。
Ｌｅｆｔ等制备并研究了大量化学改性的ＧＯ衍生 物旧Ｊ，证实这种ＧＯ的官能团化可行。另外， Ｍａｔｓｕｏ等¨５．３８４１｜一直致力于研究ＧＯ插层衍生物的 制备，他们先后采用阳离子表面活性剂和烷基胺等 实现了对ＧＯ的插层。近几年，他们又用氯硅烷类， 乙氧基硅烷类等对ＧＯ进行甲硅烷基化处理”“，并 成功实现了丁基胺插层ＧＯ的甲硅烷基化，此外还 通过生色团的嫁接制成了荧光薄膜材料‘４州Ｊ．
万方数据
碳原子的亲核进攻，从而可解释ＧＯ上环氧基的化 学稳定性。
＂Ｃ—ＮＭＲ研究表明【２２ ３，ＧＯ由两种区域构成： 未被氧化的芳香区（ｓｐ２碳原子）和氧化对品格破坏 形成的脂肪六元环区（ｓｐ３碳原子），两者相对大小与 氧化程度有关。氧化的脂肪六元环上随机分布着 Ｃ—ＯＨ、环氧基和Ｃ—Ｃ共轭双键，分别对应于 ｕＣ．ＮＭＲ潜图的６０（×１０曲），７０（×１０“）和１３０ （×１０“）特征峰［２引，氧化石墨烯片以Ｃ—ＯＨ或 一ｃｏＯＨ官能团终止，与红外光谱分析一致。 Ｍｅｒｍｏｕｘ等Ⅲ。曾建议石墨烯上的环氧结构为ｌ，３ 醚。而Ｌｅｆｔ等心５１则认为１，３醚形成机理较为复杂， 不可能在ＫＭｎＯ。／Ｈ２Ｓ０４中实现，所以６０（×１０“） 庇属于１，２醚Ｊ同时，ＧＯ脱氧过程形成苯酚（或芳 香二醇），表明环氧基和Ｃ—ｏＨ官能团彼此距离很 近（见图２）。然而，由于制备方法、反应时间和操作
◆兰 过程不同，氧化对碳层破坏程度有很大差异，制备出
的ＧＯ化学组成和具体结构千差万别，所以其准确 结构的测定仍为难点。
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图２ ＧＯ的结构模利１ ２５］
Ｆｉｇ．Ｎｅｗ ｓｔｒｕｃｔｕｒａｌ ｍｏｄｅｌ ｏｆ ｇｒａｐｈｉｔｅ ｏｘｉｄｅ：”
过去几年，已对ＧＯ静态结构开展了大量的研 究，但对层间水分子的存在状态和运动形式研究较 少，而这点对了解碳层结构以及插入反应过程来说 意义重大。Ｂｕｃｈｓｔｅｉｎｅｒ等１２６ ｏ使用飞行时间光谱 ＮＥＡＴ，通过准中子散射研究了ＧＯ的水合作用和 与湿度、温度相关的动力学行为。
Ｂｒｏｄｉｅ法¨副首先用发炯ＨＮＯ、处理天然微粉石 墨，石墨被氧化时，硝酸离子侵人石墨片层ｆ＇开Ｊ，然后 再投入ＫＣＩＯ。进一步氧化，随后将反应物投人大量 水中，进行过滤，水洗至滤液接近中性后，干燥，得到 ＧＯ。Ｓｔａｕｄｅｍａｉｅｒ法¨６‘用浓硫酸和发烟硝酸混合酸 对石墨粉进行处理，同样也是以ＫＣＩＯ。为氧化剂。 这类方法得到的ＧＯ碳层破坏严重，其端面估计也 引入大量的羧基等含氧官能团。
Ｒａｍｅｓｈ等旧１对质量分数０．０５％的ＧＯ胶状悬 浮液在水中进行超声分散，制成的胶体在数周内仍 保持稳定，不发生沉淀。Ｓｍｎｋｏｖｉｃｈ等＂叫对 １ ｍｇ／ｍＬ的ＧＯ在水巾的悬浮液进行适半的超声处 理后，通过ＡＦＭ观测，发现这磐悬浮单片均为约 １ ｎｍ厚的片层，且无比１ ｎｍ大或小的片层出现。由 于石墨烯厚度约０．３４ ｎｍ，氧化石墨烯片层两面冈 带有共价氧原子和ｓｐ３杂化碳原子而增厚。据ＸＲＤ 分析十燥ＧＯ样品层间距为０．６１ ｎｍ～０．６３ ｎｍ，水 合ＧＯ为１．２ａｍ，冈此氧化石墨烯单片厚度应近似 为１ ｎｍ，表明其已实现完全剥离。
万方数据
·１９４·
新型炭材料
第２３卷
（ＮａＮＯ，）加人到置于冰浴内的浓硫酸中，强力搅拌 下加入ＫＭｎＯ。，并川体积分数３％Ｈ：Ｏ：还原剩余的 高锰酸钾和ＭｎＯ：，使其变为无色可溶的ＭｎＳＯ。。 在双氧水的处理下，悬浮液变成亮黄色。过滤、洗涤 ３次，然后真空脱水得到ＧＯ。所得到的ＧＯ片层具 有褶铍型结构，且含氧量较大，官能团较为丰富，在 纯水巾可良好分散。傅玲等¨４ ｏ将Ｈｕｍｍｅｒｓ法制备 ＧＯ分为低温，中温，高温反应三个阶段，并指出石 墨、高锰酸钾用量，浓硫酸体积、低温反应时问、高温 反应中的加水方式足影响最终产物结构和性能的主 要工艺因素，硝酸钠的用量对产物氧化程度影响较 小。与其他方法相比，此法较安全。
电化学法¨５。将石墨在强酸中（过氯酸、硫酸或 硝酸），以Ｈｇ／Ｈｇ：ＳＯ。为电极电解氧化后投入水中， 干燥后便得到ＧＯ。
３ Ｇ０的结构
２０世纪５０年代开始，相继提出了ＧＯ结构的 三大基本模型，Ｒｕｅｓｓ模型、Ｈｏｆｍａｎｎ模型和Ｓｃｈｏｌｚ— Ｂｏｅｈｍ模型【ｌ ７｜。一般认为，ＧＯ为准二维层状结 构，层问含有大量的羟基和羧基酸性活性基团¨８｜。 其离子交换容量大（比黏土类矿物大得多），长链脂 肪烃、过渡金属离子、亲水性分子和聚合物等易于通 过层间氢键、离子键和共价键等作用插入层间，形成 层间化合物。干燥ＧＯ样ｆ口Ｉ的层间距约０．５９ａｍ～ ０．６７ａｍ之间，相对湿度４５％、７５％和１００％下达到 平衡的ＧＯ层间距分别为０．８ ｒｉｍ、０．９ ｎｍ和 １．１５ａｍ【１９ Ｊ，比公认的原始石墨层问距０．３４ ｒｉｍ大， 显然有利于插层反应的进行。通过元素分析发现， ＧＯ化学式为Ｃ８０２一。（ＯＨ）２，（０＜ｘ＜２）【加１，Ｃ：ｏ：Ｈ 比在６：２．３３：１．２和６：３．７：２．８３之间，这与制备过程 中的氧化条件有关。ＸＲＤ，ＦＴ．ＩＲ等研究证实，ＧＯ 为准二维平面片层结构，仅与—ｏＨ基团连接的碳 原子有些扭曲形成四面体结构，从而导致片层的褶 皱拉“。在栅格上下连接的官能团形成不同氧原子 含量的片层，这种负价氧原子层的分布可以防止对
４氧化石墨烯片的形成
如果说石墨是由石墨烯片层在空间堆叠而成， ＧＯ则是由被氧化的石墨烯堆垛而成。若要将这些 氧化石墨烯从ＧＯ范德华力束缚中解离出朱，必须 对其施加一定的外力，常用方法有热解膨胀和超声
第３期
杨永岗等：氧化石墨烯及其与聚合物的复合
·１９５·
分散。 热解膨胀是对ＧＯ进行热处理时，片层表面环
关键词：石墨烯；氧化石墨；复合材料
中图分类号：ＴＱ １２７．１＋１
文献标识码： Ａ
１ 前言
石墨烯（Ｇｒａｐｈｅｎｅ）是单原子厚度的碳原子层， 近年才被发现的二维碳原子晶体。它被认为是富勒 烯、碳纳米管（ＣＮＴ）、石墨的基本结构单元…，因其 力学、量子和电学性质特殊，颇受物理和材料学界重 视。自由态的二维晶体结构一直被认为热力学不稳 定，不能在普通环境巾独立存在。２００４年，曼彻斯 特大学Ｇｅｉｍ等ｏ ２－４］才从石墨上剥下少量石墨烯单 片并对其电学性质研究，发现其具有特殊的电子特 性，在开发新型电子组件方面有很大的潜力…。 ２００７年，甚至实现了将单个的片状石墨烯在空气中 或真空中悬挂于微型支架上旧Ｊ，从而打破了传统理 论和实验所得出的结论。除了电学性能优异外，石 墨烯的拉伸模量（１．０ｌ ＴＰａ）和极限强度（１１６ ＧＰａ） 与单壁碳纳米管（ＳＷＣＮＴ）相当”引，其质量轻，导 热性好（～３０００ Ｗ／（ｍ·Ｋ））且比表面积大 （２６００ ｍ２／ｇ）。与昂贵的富勒烯和碳纳米管相比，氧 化石墨烯价格低廉，原料易得，有望成为聚合物纳米 复合材料的优质填料。近年来，Ｒｕｏｆｆ等用化学方 法相继研制出石墨烯／聚合物导电纳米复合材料… 和无支撑的氧化石墨烯纸旧Ｊ，掀起了氧化石墨烯应 用研究的热潮。