石墨烯纳米复合材料的制备与应用研究进展

基体 中形 成纳米级 分散 ， 改善聚合 物 的热性 能 、 在 力学 性 能及 电性 能 等方 面 具有 更大 的潜 力 。石 墨烯／ 聚合
物纳米 复合材料 的制 备 主要采 用 共 混 法 ， 通过 聚合 物 与石 墨烯 纳米粒子 共混后 制成 。 Ｓａ ｋ ｖｃ ｔｎ ｏ ｉ ｈ等ｎ 经过 化 学 修 饰 的 石 墨烯 在 聚 。 将 合 物中 以分子 尺度 分 散制 备 了石 墨烯 ／ 合物 纳米 复 聚
２ 平顶 山学 院电气信息 工程 学院 ， 南 平顶 山 ４ ７ ０ ） ． 河 ６ ０ ０
摘 要 ： 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 ， 改善 石 在
复 合 材 料 的 热 性 能 、 学性 能和 电性 能 等 方 面具 有 很 大 的 潜 力 ， 力 已成 为 纳米 复 合 材料 研 究 的热 点 。综 述 了石 墨 烯 纳米 复
Ｗ・ ｍ叫 ・ ［ ， Ｋ ５ 是铜 热导率 的 １ ］ ０多倍 ； 几乎 完全 透
明， 对光 只有 ２ ３ 的 吸 收［ ； ． ６ 电性 能 和 磁 性 能 独特 ， 如 室 温 量 子 霍 尔 效 应［ 、 极 性 电 场 效 应［ 、 磁 ７ 双 ］ １ 铁 ］
性 ］超导 性 及 高 的 电子 迁移 率 。 因此 ， 墨 烯 、 ］ 。。 石
导 电纳米复合 材料 进行 了研 究 ， 现极 少 量 均匀 分 散 发
作 者在 此 阐述 了石 墨烯 纳 米 复 合 材 料 的制 备 方
法 ， 石墨烯 纳米 复合 材 料 的应 用研 究 进展 进 行 了综 对
的石墨烯 即能显著 改变 材料 的 泡孔 结 构 ， 为制备 综 合 性 能优异 的微 孔 发 泡材 料 提供 了基 础 。黄 毅 等ｎ 通 过 溶液共混 制备 了石 墨烯 增 强 的聚 氨 酯 （ Ｕ） Ｐ 复合 材
ｍ 。。、
液 中的石墨烯 也可 与聚合物 单体混 合形成 复合材料 体 系 。此 外 ， 墨烯 的加入使 复合材料 多功 能化 ， 石 不仅 表 现 出优 异的 力学和 电学性能 ， 且具有 优 良的加工性 能 ，
为复合 材料 提供 了更广 阔的应用前 景 。
ｌＳ・ ｍ一 。张 好斌 等［］ １ 对微 孑 ＭＡＡ／ 墨烯 ３ ＬＰ 石
１１Biblioteka Baidu石墨 烯／ 合 物纳米 复合材料 的制备 ． 聚
形 体的基 本单元 。石 墨烯 的理论 研 究 已有 ６ Ｏ多 年 的
历史， ～直 被 认 为 是 假 设 性 的结 构 ， 法 单 独稳 定 存 无 在 。２ ０ ０ ４年 ， ｖ ｓｌｖ等［ 用胶 带 反 复 剥 离 高定 向 Ｎｏ ｏ ｅｏ １
述 ， 对石 墨烯纳 米复合材 料 的发 展前景 进行 了展望 。 并
基 金项 目： 北 省 自然 科 学基 金 资 助 项 目（Ｏ Ｏ Ｄ Ｏ ５ １ ， 东省 教 育部 产 学研 结 合 项 目（０ ０ ００ ０ ０ ９ 湖 ２ ｌＣ Ｂ Ｏ Ｏ ） 广 ２ １ Ｂ ９ ４０ ４ ）
可作 为制备 高强 、 电复合 材料 的理 想填料 ， 导 分散在 溶
合材 料 。该复合 材料 具有 较 低 的导 电渗 滤 阈值 ， 石 在 墨烯 体积分 数 为 ０ １ 时 即 可导 电 ， 石 墨 烯 体 积 分 ． 在
数 为 １ 、． 时 ， ２５ 复合材料 的 电导 率分 别 达 ０ １Ｓ・ ．
石墨 烯 （ ｒｐ ｅ ｅ 是 碳 原 子 紧 密 堆 积 成单 层 二 Ｇ ａｈｎ ） 维 蜂窝状 晶格结 构 的碳 质材 料 ， 构成 其 它碳 同素 异 是
１ 石 墨 烯 纳米 复合 材 料 的制 备
目前 ， 石墨烯 纳米复合材料 主要 包括石 墨烯／ 聚合
物纳米复 合材料 和石墨烯／ 机物 纳米 复合材料两 类 ， 无 制备方法 主要有共 混法 、 溶胶 一凝胶 法 、 层法 和原 位 插 聚合法等ｕ 。
２１，ｏ２ Ｎ． ０ ＶＩ ９ ｏ９亿 与 生 物 Ｚ 程 ２ ．
Ｃｈ ｍｉｔｙ ＆ Ｂｉｅ ｇ ｎ ｅ ｉｇ ｅ ｓｒ ｏ ｎ ｉｅ ｒｎ
石 墨烯 纳米 复合 材 料 的 制备与应 用研 究进展
宋 月丽 ， 发堂 ， 谈 王 维 乔学 亮 陈建 国 ， ， （． 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， １华 湖北 武汉 ４ ０ ７ ； ３ ０ ４
热 解石墨 的方法 ， 到 了稳 定存 在 的石 墨烯 。石 墨烯 得 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 、 维的碳 纳米管 、 一 二维 的石墨烯 到三维 的 金 刚石和 石墨 的完整 体系 ］ 。 作 为一种 独特 的二 维 晶体 ， 墨烯 具 有 非常 优 异 石
合 材料 的 制 备 与应 用研 究 进展 ， 对 石 墨 烯 纳米 复 合 材料 的发 展 前 景 进 行 了展 望 。 并 关 键 词 ： 墨 烯 ； 米 复合 材 料 ； 备 ； 用 石 纳 制 应 中 图 分 类 号 ： １ ． １ Ｔ ３ Ｏ ６ ３ ７ Ｂ ３ 文献标识码 ： Ａ 文 章 编 号 ： ６ ２ ４ ５ ２ １ ） ９ ０ ０ 一Ｏ １ ７ —５ ２ （ ０ ２ ０ － ０ ６ ５
的性能 ： 比表 面积超 大 ， 论值 为 ２ ３ 理 ６ ０ｍ ・ｇ ［ ； ３ 机 械性能 优 异 ， 氏模 量 达 １ ０ＴＰ ［ ； 导 率 为 ５ ０ 杨 ． ａ 热 ４ ３０
石墨烯 具有优 异的热性 能 、 力学 性能及 电性 能 ， 特 别 是氧化 石 墨烯 由于 成 本低 、 料 易 得 、 原 比表 面 积 超 大 、 面官 能 团丰 富 ， 表 在经过 改性和 还原后 可在 聚合物