官能化氧化石墨烯改性

當今社會日益增長的能源與環(huán)境需求對儲能電池技術的發(fā)展既是機遇也是嚴峻的挑戰(zhàn)。納米碳材料如碳納米管與石墨烯因其優(yōu)異的導電能力、良好的機械性能以及獨特的形貌與結構特征在儲能電池技術領域中的應用越來越普遍。本文通過綜述近年來碳納米管與石墨烯分別作為鋰離子電池的復合電極材料、負極活性材料、導電添加劑以及新型鋰硫電池用復合導電載體的***應用進展，重點討論了這兩類納米碳材料的不同應用模式對儲能電池容量性能、倍率性能以及循環(huán)壽命的影響。同時對目前研究中存在的問題進行了總結，并對未來發(fā)展方向，如開發(fā)低成本與環(huán)境友好的高質量材料合成技術、提升材料的分散能力以有效構筑復合電極結構以及開發(fā)新的應用模式等進行了展望。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。官能化氧化石墨烯改性

大規(guī)模制備高質量的石墨烯晶體材料是所有應用的基礎,發(fā)展簡單可控的化學制備方法是**為方便、可行的途徑,這需要化學家們長期不懈的探索和努力;石墨烯的化學修飾：將石墨烯進行化學改性、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材料(grapheneandrelatedmaterials)，來實現(xiàn)更多的功能和應用;石墨烯的表面化學:由于石墨烯晶體獨特的原子和電子結構，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構，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。官能化氧化石墨烯改性高導電石墨烯銅復合材料的電導率可以達到108-118 % IACS，高于單晶銅和銀的電導率。

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較石墨烯更加活潑，可經(jīng)由各種與含氧官能團的反應而改善本身性質。氧化石墨烯薄片是石墨粉末經(jīng)化學氧化及剝離后的產(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，其結構跨越了一般化學和材料科學的典型尺度。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，因為其在水中具有優(yōu)越的分散性，但是，相關實驗結果顯示，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。

氧化石墨烯的主要應用：1、石墨烯可以做成化學傳感器，這個過程主要是通過石墨烯的表面吸附性能來完成的，根據(jù)部分學者的研究可知，石墨烯化學探測器的靈敏度可以與單分子檢測的極限相比擬。石墨烯獨特的二維結構使它對周圍的環(huán)境非常敏感。石墨烯是電化學生物傳感器的理想材料，石墨烯制成的傳感器在醫(yī)學上檢測多巴胺、葡萄糖等具有良好的靈敏性。2、石墨烯可以用來制作晶體管，由于石墨烯結構的高度穩(wěn)定性，這種晶體管在接近單個原子的尺度上依然能穩(wěn)定大氏地工作。相比之下，目前以硅為材料的晶體管在10納米左右的尺度上就會失去穩(wěn)定性；石墨烯中電子對外場的反應速度超快這一特點，又使得由它制成的晶體管可以達到極高的工作頻率。石墨烯的結構非常穩(wěn)定，碳碳鍵(carbon-carbon bond)為1.42。

儲能電池在人們的日常通信及綠色出行等領域發(fā)揮著日益重要的作用，這就對先進的鋰離子電池與鋰硫電池電極制備技術提出了更高的要求。大量研究成果表明以碳納米管與石墨烯為**的納米碳材料因其優(yōu)異的導電能力、良好的機械性能以及獨特的形貌與結構特征，可在不同的應用模式下顯著提高儲能電池的容量性能、倍率性能以及循環(huán)壽命。與此同時也應認識到在這些材料取得更加***與商業(yè)化的應用前還需要解決以下問題:(1)研發(fā)低成本與環(huán)境友好的高質量材料制備技術。碳納米管與石墨烯的導電能力對其所應用的電極性能有著決定性的影響，因而需要不斷完善與探索新的制備工藝(如氣相沉積法)與化學改性(如元素摻雜)方法。玻纖增強復合材料顏色、性能可根據(jù)客戶需求定制。內蒙古制備氧化石墨烯制造

石墨烯環(huán)氧樹脂純度高、電性能優(yōu)異且硬度和柔韌性佳。官能化氧化石墨烯改性

智能手機、平板電腦等便攜式設備的普及為人們的生活帶來了極大的便利。但是，其中的高速處理器等電子組件會產(chǎn)生不良的電磁能量，這不僅會損害電子組件自身的使用壽命、干擾其他組件的功能，還會對人體健康帶來危害。石墨烯?。崳娔ぞ哂袃?yōu)異的電學性能及熱學性能，被認為是相當有發(fā)展前景的超薄電磁屏蔽材料。鄭**教授團隊［５６］通過蒸發(fā)自組裝法制備了大面積ＧＯ薄膜。經(jīng)過石墨化處理后，所得石墨烯薄膜具有出色的性能，其電磁屏蔽性能和面內熱導率分別可達２０ｄＢ、１１００ＷＦｅｎｇＷ等人通過疊層熱壓技術成功制備了含有石墨烯納米片（ＧＮＰ）和Ｎｉ納米鏈的復合膜（ＨＡＭＳ）。通過將Ｎｉ納米鏈和ＧＮＰ選擇性地分布在不同的層中，其比較好電導率、屏蔽效果和面內熱導率分別可以達到７６．８Ｓｍ＇５１．４ｄＢ和８．９６ＷＨ１－１Ｋ－１。官能化氧化石墨烯改性