全國導(dǎo)熱石墨烯復(fù)合材料研發(fā)

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。常州第六元素氧化石墨(烯)產(chǎn)能達(dá)到1400噸/年，石墨烯粉產(chǎn)能達(dá)到100噸/年。全國導(dǎo)熱石墨烯復(fù)合材料研發(fā)

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]。常州合成石墨烯復(fù)合材料圖片氧化石墨應(yīng)用于熱管理、橡膠、塑料、樹脂、纖維等高分子復(fù)合材料領(lǐng)域。

數(shù)量的上升，防腐蝕的重要性也越來越突出。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，我國每年因?yàn)楦g帶來的經(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)出來的防腐蝕性能遠(yuǎn)超出傳統(tǒng)的防腐橡膠。

由于石墨烯獨(dú)特的電子結(jié)構(gòu)及良好的導(dǎo)電性，因此石墨烯很有可能成為組成納米電子器件的比較好材料。目前研究**為***也是**熱門的課題之一就是制備基于石墨烯的透明導(dǎo)電薄膜以代替昂貴的氧化銦錫（ITO）電極。由于氧化石墨烯可大規(guī)模生產(chǎn)并且可加工性極好，所以以氧化石墨烯為原料制備石墨烯透明導(dǎo)電薄膜是一種重要的制備手段。在這種方法中，首先通過旋涂、浸涂、真空抽濾、LB組裝等方法做成氧化石墨烯薄膜，再通過化學(xué)還原或者熱還原的方法將氧化石墨烯薄膜還原成為石墨烯薄膜[116]?？茖W(xué)家們也開發(fā)出了其他一些利用石墨烯或者還原石墨烯的分散液制備透明導(dǎo)電薄膜的方法。比如，Li等人在還原氧化石墨烯之前先將體系的pH值調(diào)至10得到穩(wěn)定的石墨烯分散液，再通過噴涂的方法得到了透明導(dǎo)電薄膜[99]。Dai課題組用―熱膨脹-插層-剝離‖得到的石墨烯分散液為原料，利用LB組裝的方法得到了石墨烯透明導(dǎo)電薄膜，這種薄膜的薄膜電阻為8kΩ/sq，而可見光區(qū)的透過率為83%[113]。Biswas等人利用在水/氯仿這種二元體系的界面自組裝的方法得到了電阻為100Ω/sq，可見光透過率為70%的導(dǎo)電薄膜[117]。Coleman課題組將在有機(jī)溶劑中直接超聲剝離的石墨烯進(jìn)行抽濾成膜，得到了電阻約為3kΩ/sq。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。

隨著工業(yè)生產(chǎn)和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,人們對(duì)導(dǎo)電材料提出了更新、更高的要求。目前,導(dǎo)電高分子材料的研究主要集中在碳系導(dǎo)電填料填充熱塑性基體類上,而石墨烯[1](GNS)作為一種新型的單原子層碳材料,因其獨(dú)特的結(jié)構(gòu)對(duì)改善聚合物的力學(xué)性能、電性能和熱性能等具有很大的潛力。GNS的制備方法主要有:化學(xué)氣相沉積法[2,3]、外延生長法[4]和氧化還原法[5]等。相比而言,氧化還原法具有成本低、產(chǎn)率高等特點(diǎn),有望成為規(guī)模化制備GNS的有效途徑之一。超高分子量聚乙烯(UHMWPE)具有極好的耐磨性,良好的耐低溫沖擊性和自潤滑性。本文采用溶液混合、超聲分散的方法制備了GNS/UHMWPE復(fù)合材料,發(fā)現(xiàn)GNS能均勻地分散到UHMWPE基體中;同時(shí)研究了GNS/UHMWPE復(fù)合材料的室溫導(dǎo)電行為和阻-溫特性。氧化石墨烯分散液在水中具有很好的分散性，樣品單層率＞90%，產(chǎn)品經(jīng)輕微攪拌就可與水相互溶。上海新型石墨烯復(fù)合材料產(chǎn)品介紹

氧化石墨含有豐富的羥基、羧基和環(huán)氧基等含氧官能團(tuán)，更高的氧化程度，更好的剝離度。全國導(dǎo)熱石墨烯復(fù)合材料研發(fā)

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。全國導(dǎo)熱石墨烯復(fù)合材料研發(fā)