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《石墨烯的制備及其應用進展》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內(nèi)容在教育資源-天天文庫。
1、Vol_40．No．12i期工程塑料應用ENGINEER1NGPLASTICSAPPLICAT10NDec．2012doi：10．3969／j．issn．1001-3539．2012．12．024石墨烯的制備及其應用進展高坤光，劉毅，張振，王德禧(青島中科昊泰新材料科技有限公司，青島膠州266326)摘要：概述了石墨烯(GNs)的定義及發(fā)展史，介紹了GNs的特性及表征方法，詳細介紹了GNs的9種制備方法。最后綜述了GNs在聚合物中的應用情況，展望了GNs未來的應用前景。關鍵詞：石墨烯；復合材料；制備；功能化；表征；衍生物；應用中圖分
2、類號：TQ127．1文獻標識碼：A文章編號：1001—3539(2012)12-0102-06AdvancesinthePreparationandApplicationofGrapheneGaoKunguang，LiuYi，ZhangZhen，WangDexi(QingdaoZhongkeHaotaiNewMaterialScience&TechnologyCo．Ltd．，Jiaozhou100740，China)Abstract：Thedevelopmenthistoryandthedefinitionofgraphenewer
3、eoverviewed．Propertiesandcharacterizationmethodsofgraphenewereintroduced．Amongthese，theninesortsofpreparationmethodswereintroducedindeta1．Theapplicationsofgrapheneonpolymerswerereviewedatlast．Thefutureapplicationsofgraphenewereprospected．Keywords：graphene；composite；pre
4、paration；functionalization；characterization；derivant；application1石墨烯概述“石墨烯(GNs)”是指層數(shù)小于10的石墨片，只有它才表現(xiàn)出GNs的獨特性能，而層數(shù)大于10的石墨片與石墨性質沒有差別，所以通常將層數(shù)小于10的石墨片稱為GNs。有關GNs的研究可以追溯到1960年?，由于單片的GNs不穩(wěn)定，任何微小的溫度波動都會破壞它的結構，GNs的尺寸非常小，難以被發(fā)現(xiàn)，傳統(tǒng)理論認為準二維晶體材料由于自身的熱力學不穩(wěn)定性，容易在室溫條件下分解，受此影a—GNs；b一富勒烯(
5、0維)；c—cNTs(一維)；(卜一石墨(三維)響，作為構成上述材料結構單元的準二維碳納米材料——圖1GNs及所構筑的其它維數(shù)碳質材料示意圖GNs一直被視為理論模型而存在。直到2004年GNs被安拉伸強度高達130GPa(是優(yōu)質鋼的100倍)，其拉伸彈性德烈·海姆等用透明膠帶剝離法發(fā)現(xiàn)及2007年Meyer等模量高達1．0TPa；高透明度，對光的吸收率只有2．3％左右；報道單層GNs片層可以在真空或空氣中自由地附著在微型超大的比表面積(2630m／g)；與昂貴的富勒烯和碳納米金屬支架上，這些片層只有一個碳原子層厚度(0．35nm)，
6、自管相比，氧化GNs(GO)價格低廉，原料易得。此外，GNs由態(tài)的GNs在室溫下的真空或空氣中可以穩(wěn)定存在，從此還具有室溫量子霍爾效應及室溫鐵磁性等特殊性質；電子穿才糾正了關于GNs不穩(wěn)定的錯誤觀念。過GNs幾乎沒有任何阻力，產(chǎn)生的熱量少，導電效率高，是單層GNs以二維晶體結構存在，是構成其它維度碳質已知導電性能最優(yōu)良的材料。GNs因其優(yōu)異的導電性、導熱材料的基本單元，包裹起來的是零維的富勒烯，卷起來形成性和力學性能，有望作為超級納米材料廣泛應用于電子、光了一維的碳納米管(CNTs)，層層堆積形成的是三維石墨，所電、電容器及傳感器等
7、領域。以GNs被稱之為“碳材料之母”。其示意圖如圖1所示。1．2GNs的表征1．1GNs的特性GO和還原GNs(RGO)的紅外光譜圖及廣角x射線GNs是一種沒有能隙的半導體，具有優(yōu)異的載流子特性及優(yōu)異的電學質量，具有比硅高100倍、比砷化鎵快2O倍聯(lián)系人：王德禧，研究員，中塑協(xié)專家委員會秘書長，主要從事新的載流子遷移率[2×10cm／(V·S)]，且不隨溫度而變化；型高分子材料及產(chǎn)業(yè)化研究良好的熱導率[5000W／(m·K)]，是金剛石的3倍；強度高，收稿日期：2012—09—18高坤光，等：石墨烯的制備及其應用進展103衍射(WA
8、XD)譜圖分別如圖2及圖3所示。尺度在10nm以下。目前應用最廣泛的GNs制備方法是氧化石墨還原法。該方法是將石墨氧化分散(借助超聲、高速離心)于水或有機溶劑中，形成穩(wěn)定均相的溶膠，再用還原劑還原成單層或多層GNs。近來有研究者用環(huán)境
