單層氧化石墨烯功能

石墨烯是碳材料家族的新成員，它是由碳原子以sp2雜化軌道組成的只具有一個(gè)原子層厚度的單層片狀結(jié)構(gòu)材料。同碳納米管一樣，石墨烯也以其諸多優(yōu)點(diǎn)而被廣泛的應(yīng)用于儲(chǔ)能電池領(lǐng)域:(1)石墨烯具有極高的比表面積，其理論值高達(dá)2600m2/g［16］，這使得石墨烯基復(fù)合電極有著很好的電解液相容性;(2)石墨烯的電導(dǎo)率遠(yuǎn)超其他碳材料，以石墨烯為導(dǎo)電結(jié)構(gòu)的復(fù)合電極材料可以發(fā)揮優(yōu)異的倍率性能;(3)石墨烯衍生物如氧化石墨烯(GO)與還原氧化石墨烯(ＲGO)上含有的大量官能團(tuán)與缺陷位可以作為多種金屬及金屬氧化物納米粒子的生長(zhǎng)位點(diǎn)。這種由石墨烯矩陣組成的復(fù)合結(jié)構(gòu)可以有效的抑制納米電極材料在充放電過(guò)程中的團(tuán)聚現(xiàn)象及電極巨大的體積變化，從而增強(qiáng)電極材料的容量保持率與循環(huán)穩(wěn)定性。氧化石墨烯材料有濾餅形態(tài)。單層氧化石墨烯功能

從實(shí)際應(yīng)用的角度看，石墨烯需要和基板接觸，因此，減少石墨烯薄膜和基板之間的接觸熱阻是石墨烯熱管理應(yīng)用必須考慮的問(wèn)題。單層或少數(shù)層石墨烯和基板之間的范德華力可以保證石墨烯和基板之間很好的熱耦合[42]。但是石墨烯薄膜由于厚度較大，范德華力遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足熱從基板傳遞到石墨烯薄膜上。傳統(tǒng)的連接基板和散熱片之間的導(dǎo)熱膠由于體積和熱導(dǎo)率較低的原因，已經(jīng)滿足不了實(shí)際應(yīng)用的需求，必須采用共價(jià)鍵等其他的方式，以增強(qiáng)熱傳遞的效率。本團(tuán)隊(duì)在這方面做了一些探索性的工作，主要采用在石墨烯薄膜和二氧化硅界面引入功能化分子的方法。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，引入功能化分子后，熱點(diǎn)的散熱效果提高了近1倍黑龍江氧化石墨烯價(jià)格石墨烯導(dǎo)電漿料應(yīng)用于鋰離子電池導(dǎo)電劑添加劑，抗靜電涂層等領(lǐng)域。

氧化石墨烯一般由石墨經(jīng)強(qiáng)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(guò)程的時(shí)效性相對(duì)較好而且制備過(guò)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(tuán)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(yán)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(jìn)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(guò)這個(gè)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(jiǎn)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(guò)程。

提升材料的分散能力與復(fù)合結(jié)構(gòu)制備技術(shù)。通過(guò)均勻分散與活性材料達(dá)到良好的電化學(xué)接觸是碳納米管與石墨稀在用作導(dǎo)電添加劑與復(fù)合導(dǎo)電結(jié)構(gòu)時(shí)發(fā)揮性能的關(guān)鍵。特別是在鋰硫電池中，一般所制備的碳硫復(fù)合電極中碳材料的含量往往超過(guò)30%，嚴(yán)重影響了所制備硫電極的實(shí)際比容量性能，因而需要通過(guò)提高碳材料的分散能力與復(fù)合電極的制備技術(shù)以在高硫負(fù)載率下，仍能保證復(fù)合電極較高性能的發(fā)揮。(3)開發(fā)新的應(yīng)用模式。對(duì)碳納米管與石墨烯的應(yīng)用可不限于其本身，而是通過(guò)諸如碳納米管與石墨烯的復(fù)合或兩者與其他導(dǎo)電結(jié)構(gòu)的復(fù)合，以不同材料間的協(xié)同作用來(lái)構(gòu)筑更為完善的導(dǎo)電結(jié)構(gòu)。同時(shí)也通過(guò)降低碳納米管與石墨烯在電極中的使用量，有效降低材料的應(yīng)用成本。石墨烯抗靜電阻燃復(fù)合材料具備優(yōu)異的抗靜電性能和阻燃性能。

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氧化石墨烯易于接枝改性，可與復(fù)合材料進(jìn)行原位復(fù)合。單層氧化石墨烯功能

石墨烯宏觀體材料的形狀可通過(guò)改變不同的制備方法、反應(yīng)基底及反應(yīng)容器等對(duì)其進(jìn)行調(diào)控，但其微觀結(jié)構(gòu)的可控性和重復(fù)性差。具有相同宏觀形貌的石墨烯相關(guān)理化性能也不盡相同，甚至相差很大。因此，對(duì)于實(shí)現(xiàn)宏觀體石墨烯材料微觀結(jié)構(gòu)的控制是今后研究的一個(gè)難點(diǎn)。當(dāng)前制備石墨烯宏觀體材料大部分都是以氧化石墨、氧化石墨烯以及還原氧化石墨烯等石墨烯氧化物為原料，但這些石墨烯氧化物在電學(xué)性能和力學(xué)性能等方面都略有減弱，制備出來(lái)的石墨烯宏觀體材料的結(jié)構(gòu)性能也就與理論研究結(jié)果差距較大，因而對(duì)石墨烯宏觀體制備原料的開發(fā)以及結(jié)構(gòu)性能的提高是至關(guān)重要的。盡管石墨烯宏觀體材料較大的比表面積和良好的電學(xué)性能可應(yīng)用于環(huán)境治理和電子器件等領(lǐng)域，但石墨烯良好的透光和導(dǎo)熱性能仍待進(jìn)一步的研究應(yīng)用。單層氧化石墨烯功能