河北制備石墨烯復(fù)合材料使用方法

在非導(dǎo)電聚合物基體中加入導(dǎo)電填料通常能使聚合物表現(xiàn)出一定的導(dǎo)電性，而且聚合物導(dǎo)電性隨著填料含量的增加呈現(xiàn)出一種非線性的提高。當(dāng)在填料添加量達(dá)到某一個(gè)數(shù)值，即逾滲閾值時(shí)，這些填料能在基體中形成導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)，使復(fù)合材料的導(dǎo)電性能大幅度增強(qiáng)。因此，石墨烯本身良好的導(dǎo)電性以及寬高比決定了它可以作為一種理想的無機(jī)相來制備導(dǎo)電復(fù)合材料。相比于對石墨烯基復(fù)合材料導(dǎo)電性能的研究，對聚合物/石墨烯復(fù)合材料導(dǎo)熱性能的研究要少很多，這可能是由于在碳納米管增加聚合物導(dǎo)熱性能的研究中效果不甚理想的緣故。不同于導(dǎo)電性的增強(qiáng)，好的導(dǎo)熱性需要很強(qiáng)聚合物與填料之間的結(jié)合力。因此，原位聚合法在制備導(dǎo)熱性能良好的復(fù)合材料時(shí)具有一定的優(yōu)勢。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。河北制備石墨烯復(fù)合材料使用方法

石墨烯材料可以應(yīng)用于阻燃橡膠領(lǐng)域。由于石墨烯是一種特殊材料，屬于二維片層結(jié)構(gòu)，石墨烯與橡膠的結(jié)合，具有一定的嚴(yán)密性，可以產(chǎn)生十分嚴(yán)密的物理隔絕層，對橡膠來說，其具備更強(qiáng)的阻燃性，可以更加***地應(yīng)用到日常生活中。其次，石墨烯與橡膠的嵌合，可以起到隔絕的效果，在樹脂中摻雜石墨烯，其產(chǎn)生的物理反應(yīng)是產(chǎn)生一層保護(hù)膜，隔絕與空氣的接觸，從而起到阻燃的作用。第三，石墨烯材料的應(yīng)用，可以避免在高溫條件下產(chǎn)生反應(yīng)，在化學(xué)反應(yīng)的條件下，可以形成阻燃層，產(chǎn)生阻燃的效果。東北新型石墨烯復(fù)合材料價(jià)格玻纖增強(qiáng)復(fù)合材料戶外使用具有超長耐候性。

聚合物太陽能電池常采用氧化銦錫（ITO）作為透明導(dǎo)電電極。其中ITO成本較高，機(jī)械穩(wěn)定性較差，即使在很小的外界機(jī)械應(yīng)力作用下ITO膜也易產(chǎn)生微裂紋導(dǎo)致膜電阻增加，從而使光電器件的性能下降。石墨烯優(yōu)異的光學(xué)性能和機(jī)械強(qiáng)度及韌性，使其在柔性光伏器件的透明電極中具有更好應(yīng)用潛力[97]。Xu等[98]將氧化石墨烯溶液旋涂成膜，然后在700℃下用肼蒸汽還原，所得石墨烯薄膜的薄層電阻為1.79×104Ω／sq，電導(dǎo)率為22.3S／cm，將其在有機(jī)光伏電池中（OPVs）作為透明電極，所得器件的功率轉(zhuǎn)換效率為0.13%。這種方法制備得到的石墨烯薄膜不僅可以用于有機(jī)光伏電池，還可以用于其他光學(xué)器件，例如平板顯示器等。Zhang等[99]對氧化石墨烯進(jìn)行950℃熱還原，再使用標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)光刻以及O2等離子體蝕刻工藝對還原的石墨烯薄膜進(jìn)行精確可控地刻蝕，制備了石墨烯網(wǎng)狀透明電極（GME），提高了電極的透光率。

對氧化石墨烯的化學(xué)還原早在1962年就有過文獻(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。說明隨著含氧基團(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)象可以通過對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]等也被用來非共價(jià)修飾還原石墨烯。還原氧化石墨烯之前對之進(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。常州第六元素?fù)碛惺纳疃炔鍖雍透呓怆x率的制備技術(shù)。

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。首先，它不含金屬催化劑等雜質(zhì)，因此不會(huì)對細(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，檢測生物細(xì)胞以及生物分子。它能作為界面對單個(gè)細(xì)菌進(jìn)行識(shí)別，也能作為無標(biāo)記，可逆DNA檢測器，或是作為一種極性特定的分子晶體吸附蛋白質(zhì)/DNA[123]。氧化石墨烯應(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。全國合成石墨烯復(fù)合材料類型

氧化石墨易于剝離成穩(wěn)定的氧化石墨烯分散液，易于成膜。河北制備石墨烯復(fù)合材料使用方法

氧化石墨烯可以用于提高環(huán)氧樹脂、聚乙烯、聚酰胺等聚合物的導(dǎo)熱性能。通常而言，碳基填料可以提高聚合物的熱導(dǎo)率，但無法像提高導(dǎo)電性那么明顯，甚至低于有效介質(zhì)理論。其原因可能是因?yàn)闊崮軅鬟f主要是以晶格振動(dòng)的形式，填料與聚合物之間以及填料與填料之間較弱的振動(dòng)模式也會(huì)增加熱阻。液態(tài)硅橡膠（LSR）廣泛應(yīng)用于電子器件的密封。然而，在一般情況下，LSR的導(dǎo)熱性較差使得涂層或盆栽器件散熱過量，從而導(dǎo)致器件損壞或壽命降低。為了緩解這一現(xiàn)狀，Mu等人研究了寬體積范圍內(nèi)填充ZnO的硅橡膠的熱導(dǎo)率，并研究了形成的導(dǎo)電粒子鏈對熱導(dǎo)率的影響。同時(shí)也研究了Al2O3用量對硅橡膠導(dǎo)熱性能和力學(xué)性能的影響。河北制備石墨烯復(fù)合材料使用方法