官能化氧化石墨烯改性

隨著電子設(shè)備的功率密度越來(lái)越高，其熱管理己成為至關(guān)重要的問(wèn)題。近年來(lái)，由于具有優(yōu)異的導(dǎo)熱性和良好的機(jī)械強(qiáng)度，石墨烯薄膜被認(rèn)為是用于電子器件中散熱材料（ＨＤＭ）、熱界面材料（ＴＩＭ）的理想選擇。０〇１＾［５（＾等人提出了一種改進(jìn)的輥涂方法制備石墨薄膜，然后通過(guò)機(jī)械壓制、石墨化處理得到了大尺寸、高密度的高導(dǎo)熱石墨烯薄膜，由于具有高度有序、逐層堆疊的微觀結(jié)構(gòu)以及幾乎沒(méi)有面內(nèi)缺陷的石墨烯片，其面內(nèi)導(dǎo)熱率比較高可達(dá)８２６．０Ｗｎｒ１Ｋ４，并具有良好的熱穩(wěn)定性和優(yōu)異的柔韌性。由于其優(yōu)異的性能，這種石墨烯薄膜在ＬＥＤ封裝中表現(xiàn)出出色的熱管理能力，并且能夠在高溫環(huán)境下工作，具有良好的應(yīng)用前景。常州第六元素?fù)碛醒趸?烯)、石墨烯粉體、復(fù)合材料3大系列產(chǎn)品。官能化氧化石墨烯改性

隨著科技的快速發(fā)展，熱管理系統(tǒng)越來(lái)越多地應(yīng)用于現(xiàn)代工業(yè)、電子設(shè)備等多個(gè)領(lǐng)域，在熱能的分散、轉(zhuǎn)換與存儲(chǔ)過(guò)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(jì)和制備具有高熱導(dǎo)率的新型熱管理材料成為了促進(jìn)科技發(fā)展的關(guān)鍵問(wèn)題之一。在眾多導(dǎo)熱材料中，石墨烯由于具有髙達(dá)５３００Ｗｎｒ１１Ｃ１的本征熱導(dǎo)率、優(yōu)異．的機(jī)械性能而受到人們的***關(guān)注，被認(rèn)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(wú)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(jìn)一步解決存在的問(wèn)題，本課題主要通過(guò)冷凍鑄造法來(lái)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(chǔ)能材料和散熱材料官能化氧化石墨烯改性利用氧化石墨烯制備的石墨烯導(dǎo)熱膜，導(dǎo)熱系數(shù)高。

石墨烯薄膜具有優(yōu)異的面內(nèi)熱導(dǎo)率和良好的柔鈿性，因此經(jīng)常在可穿戴設(shè)備、電子設(shè)備等領(lǐng)域被用作散熱材料使用。劉忠范院士團(tuán)隊(duì)［７８］通過(guò)等離子增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積法（ＰＥＣＶＤ）在藍(lán)寶石襯底上生長(zhǎng)石墨烯納米壁，得到的納米壁具有獨(dú)特的結(jié)構(gòu)和出色的熱導(dǎo)率。在輸入電流為３５０ｍＡ的情況下，基于石墨烯納米壁組裝的ＬＥＤ在光輸出功率方面提高了３７％左右，而溫度卻降低了３．８％，說(shuō)明石墨烯納米壁可用作ＬＥＤ應(yīng)用中增強(qiáng)散熱的良好材料。Ｋｉｍ［７９］等人使用球磨法將氟化石墨剝落為氟化石墨烯溶液，然后通過(guò)真空抽濾得到１０ｐｍ厚的超薄氟化石墨烯薄膜（ＥＧＦ），顯示出２４２Ｗｍ－１Ｋ－１的優(yōu)異面內(nèi)熱導(dǎo)率。Ｇｕｏ＿等人通過(guò)涂布法制備了一種厚度可控的可拉伸石墨烯薄膜。這種石墨烯薄膜具有良好的柔韌性和優(yōu)異的導(dǎo)熱性能，在施加３．２Ｖ電壓時(shí)，薄膜可以在６ｓ內(nèi)從室溫快速升溫至４５°Ｃ。而去除外加電壓后，石墨烯薄膜可在５ｓ內(nèi)迅速冷卻至室溫，實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示其既具有快速的電加熱響應(yīng)，又具有高效的散熱能力。

近年來(lái)，石墨烯薄膜因其高電導(dǎo)率和輕巧柔鈿的特性而受到越來(lái)越多的關(guān)注。石高全教授課題組［５１］通過(guò)蒸發(fā)誘導(dǎo)自組裝法對(duì)引入少量纖維素納米晶體（ＣＮＣ）的氧化石墨分散液進(jìn)行干燥處理，然后使氫碘酸對(duì)得到的薄膜化學(xué)還原，其中，ＣＮＣ能夠誘導(dǎo)石墨烯片上形成皺紋，使其機(jī)械性能得到了進(jìn)一步增強(qiáng)。測(cè)試結(jié)果表明，這種薄膜具有拉伸強(qiáng)度比較高可達(dá)８００ＭＰａ，且斷裂伸長(zhǎng)率、初性和電導(dǎo)率分別達(dá)到６．２２±０．１９％、１５．６４１２．２０ＭＪｍ＿３、１１０５±１７Ｓｃｍ－１，遠(yuǎn)遠(yuǎn)髙于其他文獻(xiàn)中報(bào)道的性能。Ｃｈｅｒ＾Ｍ等人通過(guò)在單層石墨烯上沉積金膜制備了ＧＯ／Ａｕ復(fù)合電極，在沉積金膜的厚度為７ｎｍ時(shí)，復(fù)合膜在５２０ｎｍ波長(zhǎng)處具有２４．６Ｑｍ＿２的**電阻和７４．６％的高透射率。為了更直觀地分析其電學(xué)性能，Ｃｈｅｎ等人組裝了基于ＧＯ／Ａｕ復(fù)合電極的超級(jí)電容器，測(cè)試發(fā)現(xiàn)，與基于單層石墨烯的超級(jí)電容器相比，其電容提高了１７倍，并且表現(xiàn)出良好的機(jī)械穩(wěn)定性，證明了石墨烯復(fù)合膜在柔性電子領(lǐng)域具有巨大的應(yīng)潛力。氧化石墨烯長(zhǎng)久以來(lái)被視為親水性物質(zhì)，因?yàn)槠湓谒芯哂袃?yōu)越的分散性。

溶劑熱法是指在特制的密閉反應(yīng)器(高壓釜)中，采用有機(jī)溶劑作為反應(yīng)介質(zhì)，通過(guò)將反應(yīng)體系加熱至臨界溫度(或接近臨界溫度)，在反應(yīng)體系中自身產(chǎn)生高壓而進(jìn)行材料制備的一種有效方法。溶劑熱法解決了規(guī)模化制備石墨烯的問(wèn)題，同時(shí)也帶來(lái)了電導(dǎo)率很低的負(fù)面影響。為解決由此帶來(lái)的不足，研究者將溶劑熱法和氧化還原法相結(jié)合制備出了高質(zhì)量的石墨烯。Dai等發(fā)現(xiàn)溶劑熱條件下還原氧化石墨烯制備的石墨烯薄膜電阻小于傳統(tǒng)條件下制備石墨烯。溶劑熱法因高溫高壓封閉體系下可制備高質(zhì)量石墨烯的特點(diǎn)越來(lái)越受科學(xué)家的關(guān)注。溶劑熱法和其他制備方法的結(jié)合將成為石墨烯制備的又一亮點(diǎn)。石墨烯的制備方法還有高溫還原、光照還原、外延晶體生長(zhǎng)法、微波法、電弧法、電化學(xué)法等。筆者在以上基礎(chǔ)上提出一種機(jī)械法制備納米石墨烯微片的新方法，并嘗試宏量生產(chǎn)石墨烯的研究中取得較好的成果。如何綜合運(yùn)用各種石墨烯制備方法的優(yōu)勢(shì)，取長(zhǎng)補(bǔ)短，解決石墨烯的難溶解性和不穩(wěn)定性的問(wèn)題，完善結(jié)構(gòu)和電性能等是今后研究的熱點(diǎn)和難點(diǎn)，也為今后石墨烯的制備與合成開(kāi)辟新的道路。氧化石墨烯官能團(tuán)豐富，易于改性，可以官能化。官能化氧化石墨烯改性

GO氧化石墨（烯）為黃褐色或者黑褐色膏狀物料。官能化氧化石墨烯改性

化學(xué)氣十日沉干jI法制備三維石烯的j制箭烯卡¨似，以甲烷為碳源．氧氣和氬氣為輔助怵，泡沫過(guò)渡金屬底l-2h：積基形狀類似的泡沫狀烯，利川劃蝕液將冷卻后帶底的f器烯泡沫中的坫劃腳ifb：．從mj火僻九支撐構(gòu)架的j維石烯泡沫。(、h{21]等利ff】化學(xué)氣相沉I法分)j』J平f1l曲泡沫鎳底f：．制舒r具有三維連通絡(luò)納fjlJ的鞋烯泡沫材料。研究發(fā)現(xiàn)．石墨烯泡沫完整地制色!淋J的納構(gòu)．以尢縫連接的力‘式卡勾成r全連通的體．仃低J奠、大扎隙率、高比表面積和優(yōu)異的電荷他能力等特點(diǎn)。Wu等利用該方法也成功制備J，氮摻雜維r烯泡沫．．此外．利用這種方法還能獲得各種具有優(yōu)砰特性的維r烯泡沫。。Iiu等以泡沫Ni為呔．通過(guò)化學(xué)卡¨fjl成功制備rJfj于*胚抗原檢測(cè)的大孔維烯泡沫。官能化氧化石墨烯改性