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?yàn)樗谧匀唤缰泻慷?,還具有低的嵌鋰電位和很高的理論比容量,。存在的問(wèn)題是在鋰離子脫嵌過(guò)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(shí)硅還會(huì)在電池循環(huán)過(guò)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(guò)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(rùn),,從而提高電池的性能。He等通過(guò)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(guò)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(shuō)明該石墨烯/硅復(fù)合材料具有良好的循環(huán)性能氧化石墨烯分散液(SE3122、SE3522),。甘肅石墨烯復(fù)合材料廠家報(bào)價(jià)
石墨烯表面呈惰性,,不含任何活性基團(tuán),所以與聚合物基體之間的作用力非常小,,同時(shí)對(duì)加工處理也造成了一定的困難,。而氧化石墨烯表面由于大量的親水基團(tuán),因此與大多數(shù)非水溶性的聚合物也會(huì)發(fā)生不相容的情況,。因此,,對(duì)石墨烯以及氧化石墨烯進(jìn)行表面改性是制備聚合物/石墨烯復(fù)合材料過(guò)程中經(jīng)常會(huì)采用的一個(gè)步驟。由于氧化石墨烯表面含有豐富的羧基,、羥基以及環(huán)氧等基團(tuán),,可以通過(guò)多種化學(xué)反應(yīng)以這些活性基團(tuán)為反應(yīng)點(diǎn)對(duì)石墨烯進(jìn)行改性,因此利用氧化石墨烯為前驅(qū)體制備共價(jià)改性石墨烯是目前**常用的一種方法,。上海導(dǎo)電石墨烯復(fù)合材料使用方法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)。
許多對(duì)聚合物/碳納米管納米復(fù)合材料的研究目的在于開(kāi)發(fā)和利用碳納米管出色的力學(xué)性能,,同時(shí)對(duì)聚合物基體引入一些新的性能,,比如導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性等,。但是,,盡管許多工作集中在聚合物/碳納米管納米復(fù)合材料的研究上,許多問(wèn)題仍然存在,。相比于碳納米管,,制備基于石墨烯的結(jié)構(gòu)和功能體系更加可行,這是因?yàn)槭┚哂懈蟮谋缺砻娣e,,更強(qiáng)的界面結(jié)合力,,以及同樣出色的物理性能。完美石墨烯的楊氏模量和斷裂強(qiáng)度高達(dá)1TPa和130GPa[41],,而制備復(fù)合材料**常用的改性及還原石墨烯的楊氏模量也可達(dá)到250GPa[57,58],,高出一般的聚合物2~3個(gè)數(shù)量級(jí),因此,,在聚合物中加入改性或還原石墨烯同樣能有效地增強(qiáng)聚合物的力學(xué)性能,。
還原石墨烯以及改性的石墨烯已經(jīng)被用在藥物載體、活細(xì)胞成像、生物分子檢測(cè)等生物領(lǐng)域[50],。相比于碳納米管,,石墨烯基材料在生物領(lǐng)域的應(yīng)用有著明顯的優(yōu)勢(shì)。首先,,它不含金屬催化劑等雜質(zhì),,因此不會(huì)對(duì)細(xì)胞產(chǎn)生生物應(yīng)激。其次,,改性的石墨烯的分散不需要表面活性劑而且具有更好的水溶性,。再次,石墨烯極高的比表面積能使載藥量**提高,。改性石墨烯同樣也被用在一些生物器件上,,檢測(cè)生物細(xì)胞以及生物分子。它能作為界面對(duì)單個(gè)細(xì)菌進(jìn)行識(shí)別,,也能作為無(wú)標(biāo)記,,可逆DNA檢測(cè)器,或是作為一種極性特定的分子晶體吸附蛋白質(zhì)/DNA[123],。利用氧化石墨烯制備的石墨烯導(dǎo)熱膜,,導(dǎo)熱系數(shù)高。
外,,其他方面的應(yīng)用也和聚合物導(dǎo)電性的提升緊密相關(guān),。例如,,應(yīng)用原位聚合法可以將氧化石墨烯與導(dǎo)電聚合物材料進(jìn)行復(fù)合,。這一方法可以在保證制備得到的超級(jí)電容器電極高充放電性能和高穩(wěn)定性的同時(shí)提升電容器的安全性。聚合物和氧化石墨烯復(fù)合材料已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于電容器電極材料中,,制備的電容器電極材料的比電容可達(dá)421.4F/g甚至更高50-52,。因此,還原后的氧化石墨烯作為填料對(duì)提升聚合物的導(dǎo)電性能具有明顯的效果,,極大地促進(jìn)了各種高分子材料在電容器及多種電子元件生產(chǎn)中的應(yīng)用,。超級(jí)銅具有優(yōu)異的高頻性能,強(qiáng)磁場(chǎng)下交流(頻率約1MHz)等效電阻,,相比純銅低20%以上,。陜西石墨烯復(fù)合材料銅
氧化石墨還可以應(yīng)用于鋰電正負(fù)極材料的復(fù)合、催化劑負(fù)載等,。甘肅石墨烯復(fù)合材料廠家報(bào)價(jià)
在工業(yè)上目前使用的導(dǎo)熱高分子材料有導(dǎo)熱復(fù)合塑料,、導(dǎo)熱膠黏劑、導(dǎo)熱涂層,、導(dǎo)熱覆銅板及各類導(dǎo)熱橡膠及彈性體,,如熱界面彈性體等。目前復(fù)合型絕緣導(dǎo)熱高分子主要是采用絕緣導(dǎo)熱無(wú)機(jī)粒子如氮化硼、氮化硅和氧化鋁等和聚合物基體復(fù)合而成,;此外,,采用導(dǎo)體粒子和聚合物復(fù)合制備的導(dǎo)熱聚合物,如碳材料,、金屬填充的導(dǎo)熱高分子材料,,適用于低絕緣或非絕緣導(dǎo)熱場(chǎng)合,其中氧化石墨烯同聚合物復(fù)合,,其復(fù)合材料的導(dǎo)熱性能大幅提升引起社會(huì)關(guān)注,。導(dǎo)熱高分子主要應(yīng)用于功率電子元器件、電機(jī)等設(shè)備的封裝和電氣絕緣及散熱,,和普通聚合物相比,,具有4-10倍的熱導(dǎo)率。甘肅石墨烯復(fù)合材料廠家報(bào)價(jià)