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《石墨烯復(fù)合材料的制備及其性能研究進(jìn)展-畢業(yè)論文》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、石墨烯復(fù)合材料的制備及其性能研究進(jìn)展摘要:石墨烯以其優(yōu)異的性能和獨(dú)特的二維結(jié)構(gòu)成為材料領(lǐng)域研究熱點(diǎn)。本文綜述了石墨烯的制備方法并分析比較了各種方法的優(yōu)缺點(diǎn),簡(jiǎn)單介紹了石墨烯的力學(xué)、光學(xué)、電學(xué)及熱學(xué)性能?；谑┑膹?fù)合材料是石墨烯應(yīng)用領(lǐng)域中的重要研究方向,本文詳細(xì)介紹了石墨烯聚合物復(fù)合材料和石墨烯基無機(jī)納米復(fù)合材料的制備及應(yīng)用，以及石墨烯復(fù)合材料的展望。關(guān)鍵詞:石墨烯;制備;性能;復(fù)合材料ResearchProgressonPreparationandpropertiesofgrapheneco
2、mpositematerialsAbstract:Graphenehasbecomeahotresearchfieldofmaterialforitsexcellentperformanceanduniquetwo-dimensionalstructure.Thispapersummarizesthemethodforpreparinggrapheneandcomparedtheadvantagesanddisadvantagesofvariousmethods,introducesthemec
3、hanics,grapheneoptical,electricalandthermalproperties.Compositematerialsbasedongrapheneisanimportantresearchdirectioninthefieldofapplicationofgraphene,thispaperintroducesthepreparationandapplicationofgraphenepolymercompositesandgraphenebasedinorganic
4、nanocompositematerial,andtheprospectofgraphenecompositematerials.Keywords:graphene;preparation;properties;compositematerials1.前言石墨烯自2004年被發(fā)現(xiàn)以來，就引起了材料科學(xué)家的廣泛關(guān)注，在世界范圍內(nèi)掀起了石墨烯材料的制備和應(yīng)用研究的熱潮。石墨烯是sp2雜化的碳原子形成的單原子層厚度，排列成二維蜂窩狀的晶體。其優(yōu)異的物理和化學(xué)性質(zhì)、較大的表面積和較低的制備成本，比較適宜
5、應(yīng)用于功能性復(fù)合材料的開發(fā)。復(fù)合材料是以一種材料為基體，添加一種或一種以上其它材料組合而成的材料。各種組成材料在性能上互相取長(zhǎng)補(bǔ)短，產(chǎn)生協(xié)同效應(yīng)，使復(fù)合材料的綜合性能優(yōu)于原組成材料，從而滿足不同的應(yīng)用需求。石墨烯復(fù)合材料是以石墨烯為基體，在其中添加聚合物或其它無機(jī)材料而形成的復(fù)合材料。在制備以及應(yīng)用研究中，石墨烯復(fù)合材料可以分為：石墨烯/聚合物、石墨烯/無機(jī)材料等二元復(fù)合材料以及石墨烯/無機(jī)材料/聚合物三元復(fù)合材料等。石墨烯復(fù)合材料的應(yīng)用前景比較廣泛，比如應(yīng)用于傳感器、儲(chǔ)能、催化和電極材料等領(lǐng)域
6、。2石墨烯簡(jiǎn)介2.1石墨烯的發(fā)展：石墨烯的理論研究已有60多年的歷史。石墨烯一直被認(rèn)為是假設(shè)性的結(jié)構(gòu)，無法單獨(dú)穩(wěn)定存在，直至2004年，英國(guó)曼徹斯特大學(xué)兩位科學(xué)家安德烈·杰姆和克斯特亞·諾沃消洛夫采用簡(jiǎn)單的“微機(jī)械剝離法”首先在實(shí)驗(yàn)中成功地從石墨中分離出二維結(jié)構(gòu)的石墨烯[1-3]，從而證實(shí)它可以單獨(dú)存在，兩人也因“在二維石墨烯材料中的開創(chuàng)性實(shí)驗(yàn)”而共同獲得2010年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。2.2石墨烯的基本性質(zhì)石墨烯作為單原子層的二維石墨晶體模型，基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)都是sp2碳材料，被認(rèn)為是富勒烯、碳納米管和石墨
7、的基本結(jié)構(gòu)單元。石墨烯作為一種新型的納米材料，它具有一些特殊優(yōu)異的性質(zhì)，如大的比表面積、高機(jī)械強(qiáng)度以及超強(qiáng)的電子傳導(dǎo)能力。石墨烯由一層密集的、包裹在蜂巢晶體點(diǎn)陣上的碳原子組成，是世界上最薄的二維材料，其厚度僅為0.335nm。結(jié)構(gòu)完整的石墨烯是由不含任何不穩(wěn)定鍵的苯六元環(huán)組合而成的二維晶體，化學(xué)穩(wěn)定性高，表面呈惰性狀態(tài)，與其它介質(zhì)如溶劑等的相互作用較弱，并且由于石墨烯片與片之間有較強(qiáng)的范德華力的作用，使其容易產(chǎn)生聚集難溶于水及?；玫挠袡C(jī)溶劑，對(duì)于進(jìn)一步研究和應(yīng)用有一定的限制。因此對(duì)石墨烯進(jìn)行一
8、定程度的功能并將其溶解于特定的溶液中，可以實(shí)現(xiàn)石墨烯的功能化利用和性質(zhì)的發(fā)揮。在0.1mol/L的pH=7的PBS緩沖液中測(cè)試石墨烯修飾電極的電化學(xué)性質(zhì)，發(fā)現(xiàn)它有比單純的石墨電極、玻璃碳電極以及金剛石電極都要優(yōu)異的電化學(xué)性質(zhì)，主要表現(xiàn)在通過交流阻抗譜測(cè)得的電阻明顯低于其它碳材料；通過循環(huán)伏安法測(cè)得的曲線出現(xiàn)了明顯的氧化還原峰，并且氧化還原峰電流與掃描頻率的平方根有明顯的線性關(guān)系，這表明通過石墨烯修飾電極上的氧化還原過程可以實(shí)現(xiàn)特定物質(zhì)的檢測(cè)。2.3石墨烯的結(jié)構(gòu)：石墨烯(Graphene)是由單層
