隨著人類對(duì)能源與日俱增的需求，尋找清潔能源是當(dāng)代科學(xué)的研究發(fā)展方向,。石墨烯作為一種二維碳材料,，憑借其獨(dú)特的物理化學(xué)性質(zhì),，在新能源研究及實(shí)際生產(chǎn)中得到了廣泛的關(guān)注，為能源領(lǐng)域的不斷發(fā)展提供了無限潛力,。氧化石墨烯是石墨烯的一種衍生物,，其中大量的含氧官能團(tuán)使其成為石墨烯功能化應(yīng)用的重要物質(zhì)，氧化石墨烯及其復(fù)合物在鋰離子電池,、超級(jí)電容器,、燃料電池、太陽能電池等領(lǐng)域有了越來越多的發(fā)展和應(yīng)用,，促進(jìn)了新能源領(lǐng)域的快速進(jìn)步,，對(duì)提高能源的利用效率、節(jié)能減排及環(huán)境保護(hù)意義重大,。石墨烯復(fù)合材料可用于注射和擠出成型制件,，作為粒子材料應(yīng)用于礦用管、給水管及汽車電器配件等領(lǐng)域,。山東石墨烯復(fù)合材料價(jià)格

    石墨烯（graphene）是近幾年來發(fā)展起來的一種新型二維無機(jī)納米材料,，自從其發(fā)現(xiàn)以來，石墨烯在化學(xué),、物理,、材料、電子等各個(gè)領(lǐng)域顯示了廣闊的應(yīng)用前景,。尤其是它極高的機(jī)械強(qiáng)度,，出色的導(dǎo)電和導(dǎo)熱性能，以及豐富的來源（石墨）,，使其能作為一種理想的無機(jī)納米填料來制備聚合物復(fù)合材料,。但是目前為止，石墨烯材料的大規(guī)模制備,，以及如何將石墨烯均勻地分散到聚合物基體中并且優(yōu)化石墨烯與聚合物基體之間的界面作用力一直是科學(xué)界及工業(yè)界尚待解決的難題,。本學(xué)位論文圍繞著這些問題，運(yùn)用了多種新穎的方法實(shí)現(xiàn)了對(duì)石墨烯以及功能化石墨烯材料的合成,，并制備了多種高性能的石墨烯/聚合物復(fù)合材料,，這些材料在航空、運(yùn)輸,、生物醫(yī)藥等方面具有潛在的應(yīng)用價(jià)值,。 山東導(dǎo)電石墨烯復(fù)合材料使用方法石墨烯導(dǎo)熱性能優(yōu)異，可制備導(dǎo)熱復(fù)合材料,、散熱涂料等,。

 石墨烯的研究熱潮也吸引了國內(nèi)外材料制備研究的興趣，石墨烯材料的制備方法已報(bào)道的有：機(jī)械剝離法,、化學(xué)氧化法,、晶體外延生長法,、化學(xué)氣相沉積法、有機(jī)合成法和碳納米管剝離法等,。1,、微機(jī)械剝離法2004年，Geim等***用微機(jī)械剝離法,，成功地從高定向熱裂解石墨(highlyorientedpyrolyticgraphite)上剝離并觀測(cè)到單層石墨烯,。Geim研究組利用這一方法成功制備了準(zhǔn)二維石墨烯并觀測(cè)到其形貌，揭示了石墨烯二維晶體結(jié)構(gòu)存在的原因,。微機(jī)械剝離法可以制備出高質(zhì)量石墨烯,，但存在產(chǎn)率低和成本高的不足，不滿足工業(yè)化和規(guī)?；a(chǎn)要求,，目前只能作為實(shí)驗(yàn)室小規(guī)模制備。2,、化學(xué)氣相沉積法化學(xué)氣相沉積法(ChemicalVaporDeposition,，CVD)***在規(guī)模化制備石墨烯的問題方面有了新的突破,。CVD法是指反應(yīng)物質(zhì)在氣態(tài)條件下發(fā)生化學(xué)反應(yīng),生成固態(tài)物質(zhì)沉積在加熱的固態(tài)基體表面，進(jìn)而制得固體材料的工藝技術(shù),。麻省理工學(xué)院的Kong等,、韓國成均館大學(xué)的Hong等和普渡大學(xué)的Chen等在利用CVD法制備石墨烯。他們使用的是一種以鎳為基片的管狀簡易沉積爐,，通入含碳?xì)怏w,，如：碳?xì)浠衔铮诟邷叵路纸獬商荚映练e在鎳的表面,形成石墨烯,，通過輕微的化學(xué)刻蝕,，使石墨烯薄膜和鎳片分離得到石墨烯薄膜。

    化學(xué)氧化還原法制備石墨烯是**有希望實(shí)現(xiàn)工業(yè)化宏量生產(chǎn)的方法之一,，與其它方法相比,，化學(xué)氧化還原法具有成本低廉、工藝簡單,、生產(chǎn)設(shè)備簡易,、單次產(chǎn)量比較大、產(chǎn)品層數(shù)集中（1~3層）等諸多優(yōu)點(diǎn),，但其石墨烯的sp2雜化完美結(jié)構(gòu)很難通過還原的方式完全恢復(fù),，難以得到電、熱等方面的優(yōu)異性能[28-29].氧化石墨還原法是先用強(qiáng)氧化劑將石墨氧化,，通過氧化反應(yīng)在石墨邊緣接上一些羧基,，并在石墨層間插入一些環(huán)氧基團(tuán),、羥基和酮基，使石墨層間距增大,，范德華力變小,，環(huán)氧基團(tuán)、羥基和酮基等基團(tuán)的引入有利于石墨片層的剝離.氧化石墨經(jīng)適當(dāng)?shù)某暡▌冸x處理,，得到氧化石墨烯納米片.然后再還原剝離的氧化石墨烯片,，常用的還原劑有水合肼、硼氫化鈉,、抗壞血酸,、對(duì)苯二酚等，然而這些還原劑的毒性大,，對(duì)人體和環(huán)境均易造成傷害,，因此尋找無毒、無害的綠色還原劑或還原方式顯得尤為迫切.還原可以去除氧化石墨烯的大部分環(huán)氧基團(tuán),、羥基,、酮基，制備出還原氧化石墨烯納米片,，但氧化石墨烯邊緣的羧基很難被還原.由于強(qiáng)氧化劑的氧化作用,，氧化石墨烯雖然經(jīng)過一定的還原劑還原，其晶格結(jié)構(gòu)得到一定的修復(fù),，但很難完全還原到石墨六角蜂巢狀結(jié)構(gòu),。 石墨烯含有豐富的官能團(tuán)，易于分散,。

由于表面富含活性含氧基團(tuán),，能與一些含極性基團(tuán)的聚合物產(chǎn)生較強(qiáng)的作用力，所以氧化石墨烯通常被作為一種納米填料添加到聚合物當(dāng)中以增強(qiáng)聚合物的物理性能,。Liang等人報(bào)道了用氧化石墨烯增強(qiáng)聚乙烯醇的研究,，他們發(fā)現(xiàn)氧化石墨烯添加量*為0.7wt%時(shí)，聚合物的力學(xué)性能就得到了***的提高,，如楊氏模量提高了76%,，而比較大拉伸強(qiáng)度提高了62%[62]。Cai等人利用氧化石墨烯增強(qiáng)聚氨酯,，發(fā)現(xiàn)當(dāng)氧化石墨烯添加量為4.4wt%時(shí),，聚合物基體的楊氏模量和硬度分別增加了900%和327%[63]。Xu等人同樣制備了氧化石墨烯/聚乙烯醇復(fù)合材料,，不過他們用了一種新穎的抽濾成膜的方式,，在得到的復(fù)合材料薄膜中，由于真空抽濾產(chǎn)生的向下的吸引力，使二維的氧化石墨烯片層以有序的狀態(tài)排列于聚合物基體之中,，得到―磚墻式‖結(jié)構(gòu)的復(fù)合材料薄膜[64],。這種復(fù)合材料的性能變化與氧化石墨烯含量的變化成近似正比的關(guān)系，如圖1-5所示,。Putz等人同樣用這種方法制備了高含量氧化石墨烯的聚乙烯醇及聚甲基丙烯酸甲酯復(fù)合材料,，這種材料的楊氏模量更是可高達(dá)接近40GPa，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了一般聚合物/無機(jī)納米復(fù)合材料所能達(dá)到的力學(xué)性能范圍[65],。應(yīng)用于鋰電正負(fù)極材料,，還可以應(yīng)用于橡膠、塑料,、樹脂,、纖維等高分子復(fù)合材料領(lǐng)域。東北附近石墨烯復(fù)合材料圖片

氧化石墨烯分散液為棕黑色溶液,。山東石墨烯復(fù)合材料價(jià)格

聚合物太陽能電池常采用氧化銦錫（ITO）作為透明導(dǎo)電電極,。其中ITO成本較高，機(jī)械穩(wěn)定性較差,，即使在很小的外界機(jī)械應(yīng)力作用下ITO膜也易產(chǎn)生微裂紋導(dǎo)致膜電阻增加,，從而使光電器件的性能下降。石墨烯優(yōu)異的光學(xué)性能和機(jī)械強(qiáng)度及韌性,，使其在柔性光伏器件的透明電極中具有更好應(yīng)用潛力[97],。Xu等[98]將氧化石墨烯溶液旋涂成膜，然后在700 ℃下用肼蒸汽還原,，所得石墨烯薄膜的薄層電阻為1.79×104 Ω／sq,，電導(dǎo)率為22.3 S／cm，將其在有機(jī)光伏電池中（OPVs）作為透明電極,，所得器件的功率轉(zhuǎn)換效率為0.13%。這種方法制備得到的石墨烯薄膜不僅可以用于有機(jī)光伏電池,，還可以用于其他光學(xué)器件,，例如平板顯示器等。Zhang等[99]對(duì)氧化石墨烯進(jìn)行950 ℃熱還原,，再使用標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)光刻以及O2等離子體蝕刻工藝對(duì)還原的石墨烯薄膜進(jìn)行精確可控地刻蝕,，制備了石墨烯網(wǎng)狀透明電極（GME），提高了電極的透光率,。山東石墨烯復(fù)合材料價(jià)格