石墨烯（graphene）是近幾年來發展起來的一種新型二維無機納米材料，自從其發現以來，石墨烯在化學、物理、材料、電子等各個領域顯示了廣闊的應用前景。尤其是它極高的機械強度，出色的導電和導熱性能，以及豐富的來源（石墨），使其能作為一種理想的無機納米填料來制備聚合物復合材料。但是目前為止，石墨烯材料的大規模制備，以及如何將石墨烯均勻地分散到聚合物基體中并且優化石墨烯與聚合物基體之間的界面作用力一直是科學界及工業界尚待解決的難題。本學位論文圍繞著這些問題，運用了多種新穎的方法實現了對石墨烯以及功能化石墨烯材料的合成，并制備了多種高性能的石墨烯/聚合物復合材料，這些材料在航空、運輸、生物醫藥等方面具有潛在的應用價值。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%，產品經輕微攪拌就可與水相互溶。全國合成石墨烯復合材料產品介紹

納米粒子作為填料制備的高分子復合材料具有優異的性能，廣泛應用于汽車、飛機、建筑、電子器件等領域。其中性能的提升與納米粒子在復合材料中的分散狀態和納米粒子與高分子基體之間的相互作用有很大的關系1-5。多數納米粒子與高分子不相容，在復合材料中無法形成均相體系，從而制約納米粒子對高分子復合材料的增強作用6,7。GO表面有豐富的官能團，與很多高分子材料之間有較高相容性，可以用作多種高分子復合材料增強填料，復合后可以為復合材料帶來力學、電學、熱學等多方面性能的提升。石墨烯復合材料使用方法石墨烯導熱性能優異，可制備導熱復合材料、散熱涂料等。

由于石墨烯獨特的電子結構及良好的導電性，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模生產并且可加工性極好，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]。科學家們也開發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值調至10得到穩定的石墨烯分散液，再通過噴涂的方法得到了透明導電薄膜[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電薄膜，這種薄膜的薄膜電阻為8kΩ/sq，而可見光區的透過率為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%的導電薄膜[117]。Coleman課題組將在有機溶劑中直接超聲剝離的石墨烯進行抽濾成膜，得到了電阻約為3kΩ/sq。

利用原位聚合法制備了氧化石墨烯/聚乙烯導電復合材料，結果發現當石墨烯含量為2wt.%時，復合材料的導電率達到比較高2.9x10-2s/cm，作者認為氧化石墨烯在基體中分散性較好且形成了有效的導電網絡。用格氏試劑將GO表面的羥基、環氧基和羧基格氏化，然后與TiCl4反應可制備Ziegler-Natta催化劑。利用改性過的催化劑，原位催化丙烯在GO表面聚合可生成聚丙烯-g-GO（PP-g-GO）復合材料11。該復合材料在PP樹脂中可均勻分散，減少了GO在PP中的團聚。PP-g-GO在高溫（190°C）加工過程中，GO被初步還原，從而提高了復合材料的導電性。通過這種原位聚合的方式，1.52wt.%的GO添加量即可使復合材料達到導靜電的水平（10-6S/m）。由于石墨烯獨特的電子結構及良好的導電性，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。

氧化石墨烯（GO）是化學氧化法制備石墨烯的一種中間產物，具有SP2（C=O、C=C等）和SP3（C-C、C-O-C、C-OH等）雜化結構，表面帶有大量的羥基、羧基和環氧基等含氧官能團，這些含氧官能團豐富了其表面活性，賦予了GO更多有趣的理化和生物學特性。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、羧基和環氧基等含氧官能團，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，疏水***物和染料可通過π-π堆積或疏水作用等對GO進行非共價修飾而負載，而含氧官能團等親水性邊緣可為功能化修飾提供活性位點；（4）固有的光學性質及光熱轉換能力，使GO不僅能實現***細胞的生物成像，還能在***水平上實現光熱***；（5）優異的機械性能，可以改善生物支架材料的空隙結構和機械性能，包括抗壓強度和抗曲強度，而且可以加強支架的生物活性。基于這些特性，GO已被廣泛應用于生物醫學和復合材料等研究領域，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出了巨大的應用潛力。石墨烯抗靜電阻燃復合材料具備優異的抗靜電性能和阻燃性能。河北合成石墨烯復合材料使用方法

常州第六元素擁有氧化石墨(烯)、石墨烯粉體、復合材料3大系列產品。全國合成石墨烯復合材料產品介紹

石墨烯的研究熱潮也吸引了國內外材料制備研究的興趣，石墨烯材料的制備方法已報道的有：機械剝離法、化學氧化法、晶體外延生長法、化學氣相沉積法、有機合成法和碳納米管剝離法等。1、微機械剝離法2004年，Geim等***用微機械剝離法，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二維石墨烯并觀測到其形貌，揭示了石墨烯二維晶體結構存在的原因。微機械剝離法可以制備出高質量石墨烯，但存在產率低和成本高的不足，不滿足工業化和規模化生產要求，目前只能作為實驗室小規模制備。2、化學氣相沉積法化學氣相沉積法(ChemicalVaporDeposition，CVD)***在規模化制備石墨烯的問題方面有了新的突破。CVD法是指反應物質在氣態條件下發生化學反應,生成固態物質沉積在加熱的固態基體表面，進而制得固體材料的工藝技術。麻省理工學院的Kong等、韓國成均館大學的Hong等和普渡大學的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，通入含碳氣體，如：碳氫化合物，它在高溫下分解成碳原子沉積在鎳的表面,形成石墨烯，通過輕微的化學刻蝕，使石墨烯薄膜和鎳片分離得到石墨烯薄膜。全國合成石墨烯復合材料產品介紹