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對(duì)氧化石墨烯的化學(xué)還原早在1962年就有過(guò)文獻(xiàn)報(bào)道，Boehm等人發(fā)現(xiàn)片層氧化石墨能在堿性，水合肼，硫化氫或二價(jià)鐵離子的條件下還原成只含少量H和O的碳納米片層[49]。2007年，Ruoff等人系統(tǒng)的研究了水合肼對(duì)氧化石墨烯的還原，他們先將氧化石墨在水中進(jìn)行超聲剝離得到穩(wěn)定分散的氧化石墨烯水溶液，再加入水合肼，并在80°C左右回流，發(fā)現(xiàn)隨著反應(yīng)的進(jìn)行，許多黑色固體顆粒從溶液體系中沉淀下來(lái)。說(shuō)明隨著含氧基團(tuán)的離去，石墨烯片層間的π-π共軛作用增強(qiáng)致使石墨烯在水中發(fā)生了不可逆的團(tuán)聚[89]。這種團(tuán)聚現(xiàn)象可以通過(guò)對(duì)氧化石墨烯的表面修飾得到控制，比如，Ruoff等人在氧化石墨烯水溶液中加入聚苯乙烯磺酸鈉（PSS）后再進(jìn)行還原，由于PSS與石墨烯的非共價(jià)作用，抑制了石墨烯的團(tuán)聚，得到了穩(wěn)定的單層石墨烯溶液[90]。隨后，各種表面活性劑[91]，共軛聚合物[92,93]，共軛小分子[94,95]等也被用來(lái)非共價(jià)修飾還原石墨烯。還原氧化石墨烯之前對(duì)之進(jìn)行共價(jià)改性也能抑制石墨烯的團(tuán)聚，如Ruoff等人先用異氰酸苯酯對(duì)氧化石墨烯改性，再用二甲肼還原，同樣得到穩(wěn)定的石墨烯溶液[96]。用聚合物對(duì)氧化石墨烯進(jìn)行共價(jià)改性后再還原也是目前常用的制備可溶性石墨烯的方法。氧化石墨烯應(yīng)用于熱管理、橡膠、塑料、樹(shù)脂、纖維等高分子復(fù)合材料領(lǐng)域。全國(guó)附近石墨烯復(fù)合材料圖片

材料的結(jié)晶無(wú)疑與材料的性能和應(yīng)用息息相關(guān)65。將氧化石墨烯與結(jié)晶材料復(fù)合，進(jìn)而進(jìn)行材料結(jié)晶過(guò)程的定向調(diào)整，可以實(shí)現(xiàn)材料性能的有效提升66。例如通過(guò)差熱法研究發(fā)現(xiàn)，氧化石墨烯的負(fù)載量在不斷的提升的同時(shí)，聚合物類氧化石墨烯的結(jié)晶現(xiàn)象也得到了有效的緩解。隨著溫度的不斷降低，與原材料相比，氧化石墨烯聚合物復(fù)合材料的結(jié)晶速度變得緩慢。與此同時(shí)，材料的基本結(jié)構(gòu)并沒(méi)有隨著溫度的降低而發(fā)生明顯的改變。由此可見(jiàn)，一些氧化石墨烯聚合物復(fù)合材料可以被應(yīng)用于各種低溫環(huán)境當(dāng)中，實(shí)現(xiàn)耐低溫材料的更加廣泛的應(yīng)用。全國(guó)附近石墨烯復(fù)合材料圖片利用氧化石墨烯制備的石墨烯導(dǎo)熱膜，導(dǎo)熱系數(shù)高。

數(shù)量的上升，防腐蝕的重要性也越來(lái)越突出。據(jù)相關(guān)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，在世界范圍內(nèi)每年因?yàn)楦g造成的經(jīng)濟(jì)損失在7000億美元以上，我國(guó)每年因?yàn)楦g帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)損失也在8000億元人民幣以上。由此可以看出防腐蝕的重要性。而石墨烯作為一種新型的材料，在防腐蝕性能上表現(xiàn)較為優(yōu)異，也常常被用作防腐橡膠。當(dāng)前較為常見(jiàn)的應(yīng)用是在環(huán)氧防腐橡膠中添加適量的石墨烯，制作成為一種新的防腐橡膠。其表現(xiàn)出來(lái)的性能不僅具有傳統(tǒng)環(huán)氧防腐橡膠中的陰極保護(hù)作用，而且在耐水性、耐硬度等方面更高，使得**終表現(xiàn)出來(lái)的防腐蝕性能遠(yuǎn)超出傳統(tǒng)的防腐橡膠。

在橡膠領(lǐng)域中，石墨烯材料成為人們使用*****的材料，它也是世界上**薄、**堅(jiān)硬的納米材料，石墨烯材料作為世界上一種新型的材料得到了極大的認(rèn)可。石墨烯比較大的優(yōu)點(diǎn)在于它的導(dǎo)熱性、導(dǎo)電性以及化學(xué)穩(wěn)定性，并且石墨烯屬于一種碳單質(zhì)的形式。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，越來(lái)越多的新技術(shù)逐漸出現(xiàn)，而在石墨烯生產(chǎn)加工上逐漸實(shí)現(xiàn)了工業(yè)化生產(chǎn)，摒棄了傳統(tǒng)的生產(chǎn)方式，而石墨烯的出現(xiàn)在橡膠領(lǐng)域的應(yīng)用尤為突出，并且得到了廣泛的應(yīng)用與發(fā)展，石墨烯材料可以被制成**度橡膠以及導(dǎo)電橡膠等。由于石墨烯材料的特殊性能以及極強(qiáng)的應(yīng)用性得到了廣泛的應(yīng)用，在未來(lái)的發(fā)展中前景是光明的。石墨烯抗靜電阻燃復(fù)合材料具備優(yōu)異的抗靜電性能和阻燃性能。

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。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。全國(guó)附近石墨烯復(fù)合材料圖片

石墨烯的導(dǎo)熱性能優(yōu)異，易分散，易加工。全國(guó)附近石墨烯復(fù)合材料圖片

在碳納米管上負(fù)載納米粒子得到了廣泛的關(guān)注和研究，這種新型的納米結(jié)構(gòu)也已經(jīng)在生物醫(yī)藥、催化、傳感器的領(lǐng)域取得了一定的進(jìn)展。相對(duì)于碳納米管，石墨烯具有相似的穩(wěn)定的物理性質(zhì)，但是具有更高的比表面積，因此，在石墨烯上負(fù)載納米粒子同樣有希望得到新的納米結(jié)構(gòu)，并改變其物理特性而產(chǎn)生更為豐富的功能與應(yīng)用。除與納米粒子復(fù)合外，石墨烯與其他碳基納米材料也可復(fù)合組裝形成復(fù)合材料。Liu等人通過(guò)共價(jià)連接的方法制備了石墨烯/富勒烯復(fù)合材料，發(fā)現(xiàn)富勒烯修飾后的石墨烯非線性光學(xué)性能得到了顯著提高。Yang等人將碳納米管與石墨烯混合制備了一種新型的超級(jí)電容器，發(fā)現(xiàn)當(dāng)石墨烯含量為90%時(shí)比電容高達(dá)326.5F/g。同時(shí)，許多課題組也證明石墨烯/碳納米管復(fù)合材料在制備透明導(dǎo)電薄膜方面的優(yōu)勢(shì)，他們發(fā)現(xiàn)石墨烯與碳納米管混合后制備的導(dǎo)電薄膜在性能上要優(yōu)于單一組分的導(dǎo)電薄膜。全國(guó)附近石墨烯復(fù)合材料圖片