氧化石墨烯性能

大規(guī)模制備高質(zhì)量的石墨烯晶體材料是所有應(yīng)用的基礎(chǔ),發(fā)展簡單可控的化學(xué)制備方法是**為方便、可行的途徑,這需要化學(xué)家們長期不懈的探索和努力;石墨烯的化學(xué)修飾：將石墨烯進行化學(xué)改性、摻雜、表面官能化以及合成石墨烯的衍生物，發(fā)展出石墨烯及其相關(guān)材料(grapheneandrelatedmaterials)，來實現(xiàn)更多的功能和應(yīng)用;石墨烯的表面化學(xué):由于石墨烯晶體獨特的原子和電子結(jié)構(gòu)，氣體分子與石墨烯表面間的相互作用將表現(xiàn)出許多特有的現(xiàn)象，這將為表面化學(xué)特別是表面催化研究提供一個獨特的模型表面;同時石墨烯具有完美的兩維周期平面結(jié)構(gòu)，可以作為一個理想的催化劑載體，金屬/石墨烯體系將為表面催化研究提供一個全新的模型催化研究體系。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。氧化石墨烯性能

氧化石墨烯(grapheneoxide)是石墨烯的氧化物，其顏色為棕黃色，市面上常見的產(chǎn)品有粉末狀、片狀以及溶液狀的。因經(jīng)氧化后，其上含氧官能團增多而使性質(zhì)較石墨烯更加活潑，可經(jīng)由各種與含氧官能團的反應(yīng)而改善本身性質(zhì)。氧化石墨烯薄片是石墨粉末經(jīng)化學(xué)氧化及剝離后的產(chǎn)物，氧化石墨烯是單一的原子層，可以隨時在橫向尺寸上擴展到數(shù)十微米。因此，其結(jié)構(gòu)跨越了一般化學(xué)和材料科學(xué)的典型尺度。氧化石墨烯可視為一種非傳統(tǒng)型態(tài)的軟性材料，具有聚合物、膠體、薄膜，以及兩性分子的特性。氧化石墨烯長久以來被視為親水性物質(zhì)，因為其在水中具有優(yōu)越的分散性，但是，相關(guān)實驗結(jié)果顯示，氧化石墨烯實際上具有兩親性，從石墨烯薄片邊緣到**呈現(xiàn)親水至疏水的性質(zhì)分布。因此，氧化石墨烯可如同界面活性劑一般存在界面，并降低界面間的能量。其親水性被***認知。改性氧化石墨烯使用方法氧化石墨烯粉末經(jīng)分散可以呈現(xiàn)單層懸浮液狀態(tài)。

氧化石墨烯的性能：（1）含有豐富的羥基、羧基和環(huán)氧基等含氧官能團，更高的氧化程度，更好的剝離度；（2）易于接枝改性，可與復(fù)合材料進行原位復(fù)合，從而賦予復(fù)合材料導(dǎo)電、導(dǎo)熱、增強、阻燃、***抑菌等性能；（3）易于剝離成穩(wěn)定的氧化石墨烯分散液，易于成膜。氧化石墨烯的應(yīng)用領(lǐng)域：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，還可以應(yīng)用于鋰電正負極材料的復(fù)合、催化劑負載等。氧化石墨烯分散液的性能：（1）含有豐富的羥基、羧基和環(huán)氧基等含氧官能團；（2）易于接枝改性，可與復(fù)合材料進行原位復(fù)配，從而賦予復(fù)合材料導(dǎo)電、導(dǎo)熱、增強、阻燃、***、抑菌等性能；（3）SE3122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；氧化石墨烯分散液的應(yīng)用領(lǐng)域：應(yīng)用于鋰電正負極材料，還可以應(yīng)用于橡膠、塑料、樹脂、纖維等高分子復(fù)合材料領(lǐng)域。

根據(jù)組裝方式的不同．石墨烯能形成一維纖維結(jié)構(gòu)、二維平面結(jié)構(gòu)和三維體結(jié)構(gòu)的石墨烯宏觀體。纖維結(jié)構(gòu)的石墨烯宏觀體在可穿戴電子設(shè)備上具有廣闊的應(yīng)用前景，而二維和三維結(jié)構(gòu)的石墨烯宏觀體在超級電容器以及環(huán)境水處理方面表現(xiàn)出較強的優(yōu)勢。石墨烯纖維作為典型的一維結(jié)構(gòu)的石墨烯宏觀體，是一種具有大長徑比的宏觀石攫烯材料。2011年Xu等***合成石墨烯纖維，且發(fā)現(xiàn)石墨烯纖維強度高、韌性好、可編織，可作為柔性電池的關(guān)鍵材料。時隔兩年．空心石墨烯纖維誕生，其直徑為數(shù)十至數(shù)百微米?？招氖├w維具有內(nèi)壁和外表面．相對于石墨烯纖維其比表面積增大，具有良好的催化、分離和敏感特性“。石墨烯膜或石墨烯紙作為二維平面結(jié)構(gòu)石墨烯宏觀體的**．足一種有序度低于石墨疊層結(jié)構(gòu)的平面宏觀石墨烯材料。Dikin等通過真空輔助抽濾氧化石墨烯膠狀懸浮液，實現(xiàn)石墨烯的定向組裝，***獲得了氧化石墨烯紙。通過對其還原即可獲得石墨烯紙。且研究表明石墨烯紙具有電導(dǎo)率高(1716S·cm)、導(dǎo)熱性能好(1434W·m·K一)以及氣體滲透性好…等特性。相關(guān)實驗結(jié)果顯示，氧化石墨烯實際上具有兩親性，從石墨烯薄片邊呈現(xiàn)親水至疏水的性質(zhì)分布。

氧化石墨烯一般由石墨經(jīng)強酸氧化而得。主要有三種制備氧化石墨的方法:Brodie法，Staudenmaier法和Hummers法。其中Hummers法的制備過程的時效性相對較好而且制備過程中也比較安全，是目前**常用的一種。它采用濃硫酸中的高錳酸鉀與石墨粉末經(jīng)氧化反應(yīng)之后，得到棕色的在邊緣有衍生羧酸基及在平面上主要為酚羥基和環(huán)氧基團的石墨薄片，此石墨薄片層可以經(jīng)超聲或高剪切劇烈攪拌剝離為氧化石墨烯，并在水中形成穩(wěn)定、淺棕黃色的單層氧化石墨烯懸浮液。由于共軛網(wǎng)絡(luò)受到嚴重的官能化，氧化石墨烯薄片具有絕緣的特質(zhì)。經(jīng)還原處理可進行部分還原，得到化學(xué)修飾的石墨烯薄片。雖然***得到的石墨烯產(chǎn)物或還原氧化石墨烯都具有較多的缺陷，導(dǎo)致其導(dǎo)電性不如原始的石墨烯，不過這個氧化?剝離?還原的制程可有效地讓不可溶的石墨粉末在水中變得可加工，提供制作還原氧化石墨烯的途徑。而且其簡易的制程及其溶液可加工性，考慮量產(chǎn)的工業(yè)制程中，上述工藝已成為制造石墨烯相關(guān)材料及組件的極具吸引力的工藝過程。可用于注射和擠出成型制件，尤其適用于煤炭、礦井以及石油天然氣運輸?shù)阮I(lǐng)域的管材制件。常規(guī)氧化石墨烯導(dǎo)熱

氧化石墨烯還可以應(yīng)用于鋰電正負極材料的復(fù)合、催化劑負載等。氧化石墨烯性能

隨著科技的快速發(fā)展，熱管理系統(tǒng)越來越多地應(yīng)用于現(xiàn)代工業(yè)、電子設(shè)備等多個領(lǐng)域，在熱能的分散、轉(zhuǎn)換與存儲過程中發(fā)揮著重要作用。其中，熱管理材料是熱管理系統(tǒng)的**，因此，設(shè)計和制備具有高熱導(dǎo)率的新型熱管理材料成為了促進科技發(fā)展的關(guān)鍵問題之一。在眾多導(dǎo)熱材料中，石墨烯由于具有髙達５３００Ｗｎｒ１１Ｃ１的本征熱導(dǎo)率、優(yōu)異．的機械性能而受到人們的***關(guān)注，被認為是新型熱管理材料的理想選擇。在之前的研究中，石墨烯片在復(fù)合材料中往往呈無規(guī)分散的狀態(tài)，體系內(nèi)熱阻較大，從而導(dǎo)致復(fù)合材料的熱導(dǎo)率處于較低水平。預(yù)先構(gòu)筑石墨烯三維結(jié)構(gòu)能夠有效降低界面熱阻及接觸熱阻，但是距離理論值仍有較大差距。為了進一步解決存在的問題，本課題主要通過冷凍鑄造法來構(gòu)筑有序排列的***石墨烯三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，并制備相應(yīng)的相變儲能材料和散熱材料氧化石墨烯性能