河北制備氧化石墨烯改性

近年來(lái)，石墨烯薄膜因其高電導(dǎo)率和輕巧柔鈿的特性而受到越來(lái)越多的關(guān)注。石高全教授課題組［５１］通過(guò)蒸發(fā)誘導(dǎo)自組裝法對(duì)引入少量纖維素納米晶體（ＣＮＣ）的氧化石墨分散液進(jìn)行干燥處理，然后使氫碘酸對(duì)得到的薄膜化學(xué)還原，其中，ＣＮＣ能夠誘導(dǎo)石墨烯片上形成皺紋，使其機(jī)械性能得到了進(jìn)一步增強(qiáng)。測(cè)試結(jié)果表明，這種薄膜具有拉伸強(qiáng)度比較高可達(dá)８００ＭＰａ，且斷裂伸長(zhǎng)率、初性和電導(dǎo)率分別達(dá)到６．２２±０．１９％、１５．６４１２．２０ＭＪｍ＿３、１１０５±１７Ｓｃｍ－１，遠(yuǎn)遠(yuǎn)髙于其他文獻(xiàn)中報(bào)道的性能。Ｃｈｅｒ＾Ｍ等人通過(guò)在單層石墨烯上沉積金膜制備了ＧＯ／Ａｕ復(fù)合電極，在沉積金膜的厚度為７ｎｍ時(shí)，復(fù)合膜在５２０ｎｍ波長(zhǎng)處具有２４．６Ｑｍ＿２的**電阻和７４．６％的高透射率。為了更直觀地分析其電學(xué)性能，Ｃｈｅｎ等人組裝了基于ＧＯ／Ａｕ復(fù)合電極的超級(jí)電容器，測(cè)試發(fā)現(xiàn)，與基于單層石墨烯的超級(jí)電容器相比，其電容提高了１７倍，并且表現(xiàn)出良好的機(jī)械穩(wěn)定性，證明了石墨烯復(fù)合膜在柔性電子領(lǐng)域具有巨大的應(yīng)潛力。氧化石墨烯材料可以用于聚合物復(fù)合材料的原位聚合。河北制備氧化石墨烯改性

真空抽濾法是一種制備石墨烯薄膜的**常見(jiàn)方法。由于氧化石墨烯的片層含有大量羧基、羰基等親水性含氧官能團(tuán)，并且片層間具有靜電相互作用不容易團(tuán)聚，因此在不借助分散劑的情況下也能在水溶液中分散均勻，從而形成穩(wěn)定的分散液，非常有利于真空抽濾過(guò)程中片層的緊密排列［４３，４４］。Ｌｉｕ［４５】等人采用真空抽濾法制備了具有有序排列結(jié)構(gòu)和高密度的ＧＯ／ＰＤＡ復(fù)合膜。在ＧＯ／ＰＤＡ復(fù)合膜中，ＧＯ的含氧官能團(tuán)與ＰＤＡ的胺基之間存在氫鍵相互作用，并且ＰＤＡ對(duì)ＧＯ具有還原的作用。在經(jīng)過(guò)３０００°Ｃ高溫處理之后，ＰＤＡ被轉(zhuǎn)化為具有***石墨晶體結(jié)構(gòu)的ＣＰＤＡ納米顆粒（ＣＰＤＡＮＰｓ），對(duì)石墨烯片層起到了增強(qiáng)的作用，從而使復(fù)合膜的拉伸強(qiáng)度、電導(dǎo)率和熱導(dǎo)率上海制備氧化石墨烯生產(chǎn)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。

氧化石墨烯成膜過(guò)程中因氧化石墨烯片層以交錯(cuò)的方式堆疊在一起，會(huì)形成納米通道，因而可作為分子篩。Li等[6和Joshi等|_6]研究發(fā)現(xiàn)氧化石墨烯膜具有一定的選擇滲透性，能使水化離子半徑小的離子及直徑小于納米通道孔徑的氣體分子通過(guò)，從而實(shí)現(xiàn)分子之間的分離。另外，氧化石墨烯膜還能吸附有機(jī)染料，可應(yīng)用于污水處理、鹽水淡化和油水分離等領(lǐng)域_6。Wang等l_7o]研究發(fā)現(xiàn)多孔納米聚丙烯腈纖維支撐基底的氧化石墨烯膜能完全過(guò)濾水中的剛果紅，且對(duì)無(wú)機(jī)鹽NaSO的阻滯率達(dá)56．7。Chen等_7將氧化石墨烯和碳納米管復(fù)合制備了還原氧化石墨烯一CNT復(fù)合濾膜，發(fā)現(xiàn)復(fù)合濾膜滲透率高達(dá)20～3OL·m·h·bar～，且對(duì)水中甲基橙阻滯率達(dá)97．3，對(duì)其他物質(zhì)的阻滯率達(dá)99％。

利用石墨烯的納米效應(yīng)，將石墨烯和其他材料制備成復(fù)合薄膜也是石墨烯應(yīng)用到熱管理中的途徑之一。如中科院陳成猛團(tuán)隊(duì)[58]制備出一種柔性的石墨烯-碳纖維復(fù)合膜散熱片，結(jié)果表明其熱導(dǎo)率達(dá)到977W/(m·K)，其熱傳遞的效果好于銅。**科大[59]制備出三維的石墨烯-碳納米環(huán)薄膜，其熱導(dǎo)率可達(dá)946W/(m·K)。浙江大學(xué)高超團(tuán)隊(duì)[60]報(bào)道了一種快速濕紡組裝（wet-spinningassembly）的方法制備石墨烯薄膜，其熱導(dǎo)率達(dá)530~810W/(m·K)?？梢?jiàn)，將石墨烯和其他材料制備成復(fù)合薄膜，復(fù)合薄膜的氧化石墨烯材料有濾餅形態(tài)。

從實(shí)際應(yīng)用的角度看，石墨烯需要和基板接觸，因此，減少石墨烯薄膜和基板之間的接觸熱阻是石墨烯熱管理應(yīng)用必須考慮的問(wèn)題。單層或少數(shù)層石墨烯和基板之間的范德華力可以保證石墨烯和基板之間很好的熱耦合[42]。但是石墨烯薄膜由于厚度較大，范德華力遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足熱從基板傳遞到石墨烯薄膜上。傳統(tǒng)的連接基板和散熱片之間的導(dǎo)熱膠由于體積和熱導(dǎo)率較低的原因，已經(jīng)滿足不了實(shí)際應(yīng)用的需求，必須采用共價(jià)鍵等其他的方式，以增強(qiáng)熱傳遞的效率。本團(tuán)隊(duì)在這方面做了一些探索性的工作，主要采用在石墨烯薄膜和二氧化硅界面引入功能化分子的方法。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，引入功能化分子后，熱點(diǎn)的散熱效果提高了近1倍石墨烯環(huán)氧樹(shù)脂純度高、電性能優(yōu)異且硬度和柔韌性佳。常規(guī)氧化石墨烯功能

氧化石墨是多層、未剝離的氧化石墨烯。河北制備氧化石墨烯改性

由于氧化墨烯表面仔在大：的鈑I{能川．喪脫f{{良好的親水性．昕以不儀能高度分散廠水溶液或j他仃饑劑中．而且在一定反應(yīng)條件F能轉(zhuǎn)變幻彳f維忖架納fj1J的1，烯水凝膠或氣凝膠。當(dāng)前二維r烯常川I制衙‘法』三要仃水熱法、化學(xué)氣相沉積法、自組裝法干¨31)¨印法2．3．1水熱法水熱法是制備三維石墨烯凝膠**l】的‘法。水熱條件下，氧化石墨烯結(jié)構(gòu)中的含瓴If能Ⅲ逐漸被還，軛結(jié)構(gòu)逐漸被修復(fù)，還原后的石墨烯，；之Ihjfl0電斥力減?。畨毫ψ饔孟滦纬闪讼嘟获g的骨架狀r烯水凝膠。Iji等…將氧化石墨超聲分散】l8O(卜水熱眨心l．制得海綿狀的三維什墨烯氣凝膠。j際比太f!l達(dá)l32I31。。·g。．具有比膨脹墨和其他仃機(jī)【】發(fā)I；付制＆r的ll殷附能Wu等。利用水熱法合成了連通，、孔人小為一9～3．5nnl、島比表而積和低質(zhì)蛀密度的彩孔狀-2II：r烯凝膠。此外．Song等利用該法成功i火僻J能II殷附水又能吸附油的雙親性多功能墨烯泡沭。河北制備氧化石墨烯改性