除作為添加劑增強(qiáng)聚合物性能外,,氧化石墨烯也可單獨作為一種功能材料使用,。如氧化石墨烯可作為活性吸附劑吸附廢氣,,Bandosz課題組報道了氧化石墨烯對氨氣有效的吸附。氧化石墨烯也同樣在生物領(lǐng)域表現(xiàn)出了重要的應(yīng)用價值,,它能作為一種新型的分子探針有效地檢測生物分子。Yang等人研究了氧化石墨烯作為藥物載體對阿霉素(DXR)的負(fù)載及可控釋放,,他們發(fā)現(xiàn)阿霉素通過π-π共軛作用吸附于氧化石墨烯上,,并且通過調(diào)節(jié)體系的pH值可以對阿霉素的釋放進(jìn)行調(diào)控,證明了氧化石墨烯在藥物控制釋放領(lǐng)域的潛力,。**近,,Ruoff課題組開發(fā)了一種以氧化石墨烯為結(jié)構(gòu)單元的新型類似于紙材料,他們通過將氧化石墨烯的水溶液在微孔濾膜上過濾,,得到了這種氧化石墨烯紙,。這種材料具有規(guī)整的互鎖式排列結(jié)構(gòu),楊氏模量可高達(dá)40GPa,,可有望廣泛應(yīng)用于電子元件,,可控透氣性膜等領(lǐng)域。氧化石墨烯還可以應(yīng)用于鋰電正負(fù)極材料的復(fù)合,、催化劑負(fù)載等,。河北導(dǎo)電石墨烯復(fù)合材料研發(fā)
化學(xué)氧化還原法制備石墨烯是**有希望實現(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,,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,、對苯二酚等,,然而這些還原劑的毒性大,對人體和環(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),。河北導(dǎo)電石墨烯復(fù)合材料研發(fā)常州第六元素是專業(yè)從事石墨烯研發(fā),、生產(chǎn)及銷售的專精特新小巨人企業(yè)。
目前的負(fù)極材料中,,硅被認(rèn)為是相當(dāng)有有潛力的負(fù)極材料之一,,因為它在自然界中含量多,還具有低的嵌鋰電位和很高的理論比容量,。存在的問題是在鋰離子脫嵌過程中,,硅的體積變化比較明顯,,使得材料與負(fù)極集流體之間粘結(jié)性變差,造成電池循環(huán)性能的大幅度下降,。同時硅還會在電池循環(huán)過程中出現(xiàn)團(tuán)聚現(xiàn)象,,引起電池容量的迅速下降。將硅材料和石墨烯進(jìn)行復(fù)合,,石墨烯可以抑制硅材料在充放電過程中的團(tuán)聚,減緩硅材料的體積變化,,從而提高電池的容量和循環(huán)性能,。此外,石墨烯有助于電解液的浸潤,,從而提高電池的性能,。He等通過噴霧干燥法制備了一種高性能的石墨烯/硅復(fù)合材料(圖6.1),將氧化石墨烯與納米硅超聲混合,,通過噴霧干燥后在700℃下進(jìn)行煅燒得到復(fù)合材料,,在200mAg-1的電流密度下充放電30次后,容量仍可達(dá)到1502mAhg-1,,其容量保持率為98%,,說明該石墨烯/硅復(fù)合材料具有良好的循環(huán)性能
氧化石墨烯(GO)是化學(xué)氧化法制備石墨烯的一種中間產(chǎn)物,具有SP2(C=O,、C=C等)和SP3(C-C,、C-O-C、C-OH等)雜化結(jié)構(gòu),,表面帶有大量的羥基,、羧基和環(huán)氧基等含氧官能團(tuán),這些含氧官能團(tuán)豐富了其表面活性,,賦予了GO更多有趣的理化和生物學(xué)特性,。GO具有以下特性:(1)良好的親水性,由于GO表面帶有大量的羥基,、羧基和環(huán)氧基等含氧官能團(tuán),,使片層間存在靜電斥力,因此可以很好的分散在水中,;(2)具有較大的比表面積(2630m2/g),,賦予GO超高的載藥能力;(3)獨特的兩親性,,由于同時含有疏水性的平面與親水性的邊緣,,使其具有特殊的表面性質(zhì),疏水***物和染料可通過π-π堆積或疏水作用等對GO進(jìn)行非共價修飾而負(fù)載,,而含氧官能團(tuán)等親水性邊緣可為功能化修飾提供活性位點,;(4)固有的光學(xué)性質(zhì)及光熱轉(zhuǎn)換能力,,使GO不僅能實現(xiàn)***細(xì)胞的生物成像,還能在***水平上實現(xiàn)光熱***,;(5)優(yōu)異的機(jī)械性能,,可以改善生物支架材料的空隙結(jié)構(gòu)和機(jī)械性能,包括抗壓強(qiáng)度和抗曲強(qiáng)度,,而且可以加強(qiáng)支架的生物活性,。基于這些特性,,GO已被廣泛應(yīng)用于生物醫(yī)學(xué)和復(fù)合材料等研究領(lǐng)域,,尤其在藥物載體、生物成像,、**的光熱***及組織再造工程等方面表現(xiàn)出了巨大的應(yīng)用潛力,。氧化石墨烯濾餅(SE2430W、SE243PW,、SE243EW),。
氧化石墨烯與聚合物復(fù)合材料的制備可以追溯到上個世紀(jì)。在這些復(fù)合材料中,,氧化石墨通常是在水溶液中超聲剝離,,盡管在當(dāng)時單層的氧化石墨烯并沒有被明確的指出,但是科學(xué)家發(fā)現(xiàn)這種超聲剝離后的片層非常薄,,厚度在1.8~2.8nm之間,,說明得到的氧化石墨烯不超過3層[59,60]。直到2006年,,Rouff等人證明了單層氧化石墨烯并制備了改性氧化石墨烯/聚苯乙烯復(fù)合材料之后[61],,利用氧化石墨烯制備復(fù)合材料的研究才真正開始受到***的重視。,。石墨烯產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于電子器件,、儲能材料、傳感器,、半導(dǎo)體,、航天、復(fù)合材料以及生物醫(yī)藥等領(lǐng)域,。東北附近石墨烯復(fù)合材料有哪些
氧化石墨易于接枝改性,,可與復(fù)合材料進(jìn)行原位復(fù)合。河北導(dǎo)電石墨烯復(fù)合材料研發(fā)
目前鋰離子電池的負(fù)極材料以石墨為主,,現(xiàn)階段幾乎達(dá)到其理論容量值,,因此高容量負(fù)極材料引起了當(dāng)前鋰離子電池中的研究熱點。負(fù)極材料,應(yīng)該具有良好的鋰離子和電子傳輸能力,。石墨烯表面可以存儲鋰離子,,具有高的電子遷移能力。與此同時石墨烯作為負(fù)極材料還可以縮短鋰離子的傳輸路徑,。Bulusheva等將氧化石墨烯置于濃硫酸中加熱,,之后在惰性氣體中進(jìn)行高溫煅燒得到表面有2-5nm孔的石墨烯,該石墨烯材料具有良好的倍率性能[2],。Jiang等將氧化石墨烯水熱處理后再通過強(qiáng)堿制備得到多孔石墨烯,,在0.05C倍率下首圈放電容量可達(dá)到2207mAhg-1;在高倍率5C下容量可達(dá)到220mAhg-1[3],。華南理工大學(xué)的Lian等[4]將氧化石墨烯置于高溫煅燒爐中在惰性氣體的保護(hù)下還原得到層數(shù)少,、缺陷少、雜質(zhì)少的高質(zhì)量石墨烯,,并將其用作鋰離子電池負(fù)極材料。河北導(dǎo)電石墨烯復(fù)合材料研發(fā)