隨著工業(yè)生產(chǎn)和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,人們對(duì)導(dǎo)電材料提出了更新、更高的要求。目前,導(dǎo)電高分子材料的研究主要集中在碳系導(dǎo)電填料填充熱塑性基體類上,而石墨烯[1](GNS)作為一種新型的單原子層碳材料,因其獨(dú)特的結(jié)構(gòu)對(duì)改善聚合物的力學(xué)性能、電性能和熱性能等具有很大的潛力。GNS的制備方法主要有:化學(xué)氣相沉積法[2,3]、外延生長(zhǎng)法[4]和氧化還原法[5]等。相比而言,氧化還原法具有成本低、產(chǎn)率高等特點(diǎn),有望成為規(guī)?；苽銰NS的有效途徑之一。超高分子量聚乙烯(UHMWPE)具有極好的耐磨性,良好的耐低溫沖擊性和自潤(rùn)滑性。本文采用溶液混合、超聲分散的方法制備了GNS/UHMWPE復(fù)合材料,發(fā)現(xiàn)GNS能均勻地分散到UHMWPE基體中;同時(shí)研究了GNS/UHMWPE復(fù)合材料的室溫導(dǎo)電行為和阻-溫特性。石墨烯抗靜電阻燃復(fù)合材料高氧指數(shù)，以及良好的流動(dòng)性與力學(xué)性能。常州導(dǎo)電石墨烯復(fù)合材料圖片

GO的二維納米材料屬性:納米厚度、微米級(jí)平面尺寸從而具有極高的比表面積;高氧化程度GO的非晶態(tài)特征，使其能作為良好的2D模板，應(yīng)用于制備納米復(fù)合材料．2016年Huang［84］等人發(fā)明了一種自下而上的方法來制備類石墨烯二維Al2O3納米片．在這種方法中，GO被用作2D模板，硫酸鋁與氫氧化鋁的共沉淀物(BAS)首先沉積到GO片上，形成的GO-Al復(fù)合板煅燒除去GO，轉(zhuǎn)換成二維Al2O3納米片，示意圖如圖8(a)所示．GO的非晶態(tài)特征使BAS能均勻地涂布在GO片上，而BAS的緩慢穩(wěn)定的分解保證了二維形狀的完整性．所制備的γ-Al2O3納米片作為吸附劑去除水中氟離子，吸附速度快，吸附容量大，而且在催化、環(huán)境、心理科學(xué)和復(fù)合材料方面得到廣泛應(yīng)用．。上海制造石墨烯復(fù)合材料生產(chǎn)企業(yè)利用氧化石墨制備的石墨烯導(dǎo)熱膜，導(dǎo)熱系數(shù)高。

在橡膠類體系中，需要同時(shí)兼顧材料的強(qiáng)度與韌性，因此對(duì)GO的分散性和GO與橡膠基體間的相互作用要求更高。主要通過將GO與橡膠分子交聯(lián)，或?qū)O改性，增強(qiáng)其對(duì)橡膠分子的親和性來實(shí)現(xiàn)47,48。Liu等42以極性XNBR為載體，將GO轉(zhuǎn)移到SBR基體中。GO懸浮液與XNBR膠乳混合，然后將其加入到SBR膠乳中，再進(jìn)行膠乳共凝聚。用X射線衍射（XRD）和掃描電子顯微鏡（SEM）對(duì)填料在SBR基體中的分散進(jìn)行了表征并研究了納米復(fù)合材料的力學(xué)性能。研究發(fā)現(xiàn)，XNBR可以通過氫鍵與GO相互作用，并與SBR形成化學(xué)交聯(lián)。因此XNBR可以防止SBR基體中GO片層聚集，改善GO和SBR的相互作用。圖5.1中描述了XNBR對(duì)GO和SBR相互作用的影響。

當(dāng)前，石墨烯材料研究領(lǐng)域真正的挑戰(zhàn)是如何低成本、大批量地生產(chǎn)高質(zhì)量的石墨烯薄層,從而進(jìn)行大規(guī)模應(yīng)用.石墨烯材料的制備思路可分為自上而下從石墨或碳納米管剝離得到石墨烯與自下而上地用分子合成石墨稀兩種（圖1）[23].前者以石墨稀和碳納米管為原料通過機(jī)械剝離法、液相剝離法、氧化還原法等方法將石墨片層從石墨中剝離出來，后者通過含碳化合物以化學(xué)氣相沉積和有機(jī)合成等途徑來合成石墨烯。機(jī)械剝離法直接從石墨出發(fā)，通過一定的機(jī)械力將石墨片層剝離，可以制備得到缺陷較少的石墨烯材料.Geim小組就是通過“撕膠帶”的機(jī)械剝離法***制備出了單層石墨烯.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。

氧化石墨烯在聚合物基體中可以限制聚合物鏈的流動(dòng)性，在燃燒過程中，各向異性氧化石墨烯形成碳層網(wǎng)絡(luò)，阻礙降解產(chǎn)物的逸出。還原后石墨烯還具有較高熱導(dǎo)率，有助于燃燒區(qū)域狙擊的熱量擴(kuò)散，因此氧化石墨烯/聚合物復(fù)合材料可用作阻燃材料。此外，氧化石墨烯還可提高PS、聚乙烯醇、聚甲基丙烯酸甲酯、聚氨酯等聚合物的耐熱性60,61。這是因?yàn)檠趸┑暮趸鶊F(tuán)與聚合物的氫鍵配位后，使復(fù)合材料的自由離子量縮減，進(jìn)而在一定程度上降低了復(fù)合材料的振動(dòng)頻率。研究人員通過共混法，以氧化石墨烯和混合材料樹脂用作原材料，進(jìn)行氧化石墨烯聚合物復(fù)合材料的制備。實(shí)驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)所制備的復(fù)合樹脂材料與單純的樹脂相比，耐熱性能有了***的提升，這無疑為耐熱材料的良好應(yīng)用打下了堅(jiān)實(shí)穩(wěn)定的基礎(chǔ)，也推動(dòng)了耐熱材料的發(fā)展62。常州第六元素?fù)碛谢厥?循環(huán)氧化技術(shù)等自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)。常州導(dǎo)電石墨烯復(fù)合材料圖片

石墨烯防腐漿料可與基體材料進(jìn)行復(fù)合，從而賦予該材料導(dǎo)電、導(dǎo)熱、機(jī)械增強(qiáng)的性能。常州導(dǎo)電石墨烯復(fù)合材料圖片

太陽能電池或光伏電池可以將太陽能直接轉(zhuǎn)化為電能。光伏裝置通常由陽極、陰極和之間的活性材料層組成，其中陰極是透明的，以便陽光能夠通過。目前，其商業(yè)應(yīng)用的關(guān)鍵在于提高功率轉(zhuǎn)換效率(PCE)，同時(shí)通過開發(fā)高性能的活性層和電極材料來降低成本。石墨烯是碳原子以sp2雜化形成的獨(dú)特蜂窩巢狀的二維晶體，單層石墨烯的厚度只有0.334nm，其比表面積高達(dá)2600m2/g[92]，室溫下電子遷移率約為20000cm2·V·s-1[93]，力學(xué)強(qiáng)度高達(dá)1060GPa，單層吸光率只有2.3％[94]。石墨烯獨(dú)特的光電性質(zhì)，使其及衍生材料被廣泛應(yīng)用于透明電極[95]、對(duì)電極[96]、和電荷傳輸層[92]等結(jié)構(gòu)。常州導(dǎo)電石墨烯復(fù)合材料圖片