對氧化石墨烯的化學還原早在1962年就有過文獻報道，Boehm等人發(fā)現(xiàn)片層氧化石墨能在堿性，水合肼，硫化氫或二價鐵離子的條件下還原成只含少量H和O的碳納米片層[49]。2007年，Ruoff等人系統(tǒng)的研究了水合肼對氧化石墨烯的還原，他們先將氧化石墨在水中進行超聲剝離得到穩(wěn)定分散的氧化石墨烯水溶液，再加入水合肼，并在80°C左右回流，發(fā)現(xiàn)隨著反應的進行，許多黑色固體顆粒從溶液體系中沉淀下來。說明隨著含氧基團的離去，石墨烯片層間的π-π共軛作用增強致使石墨烯在水中發(fā)生了不可逆的團聚[89]。這種團聚現(xiàn)象可以通過對氧化石墨烯的表面修飾得到控制，比如，Ruoff等人在氧化石墨烯水溶液中加入聚苯乙烯磺酸鈉（PSS）后再進行還原，由于PSS與石墨烯的非共價作用，抑制了石墨烯的團聚，得到了穩(wěn)定的單層石墨烯溶液[90]。隨后，各種表面活性劑[91]，共軛聚合物[92,93]，共軛小分子[94,95]等也被用來非共價修飾還原石墨烯。還原氧化石墨烯之前對之進行共價改性也能抑制石墨烯的團聚，如Ruoff等人先用異氰酸苯酯對氧化石墨烯改性，再用二甲肼還原，同樣得到穩(wěn)定的石墨烯溶液[96]。用聚合物對氧化石墨烯進行共價改性后再還原也是目前常用的制備可溶性石墨烯的方法。氧化石墨烯應用于熱管理、橡膠、塑料、樹脂、纖維等高分子復合材料領域。全國附近石墨烯復合材料圖片

材料的結晶無疑與材料的性能和應用息息相關65。將氧化石墨烯與結晶材料復合，進而進行材料結晶過程的定向調整，可以實現(xiàn)材料性能的有效提升66。例如通過差熱法研究發(fā)現(xiàn)，氧化石墨烯的負載量在不斷的提升的同時，聚合物類氧化石墨烯的結晶現(xiàn)象也得到了有效的緩解。隨著溫度的不斷降低，與原材料相比，氧化石墨烯聚合物復合材料的結晶速度變得緩慢。與此同時，材料的基本結構并沒有隨著溫度的降低而發(fā)生明顯的改變。由此可見，一些氧化石墨烯聚合物復合材料可以被應用于各種低溫環(huán)境當中，實現(xiàn)耐低溫材料的更加廣泛的應用。全國附近石墨烯復合材料圖片利用氧化石墨烯制備的石墨烯導熱膜，導熱系數(shù)高。

數(shù)量的上升，防腐蝕的重要性也越來越突出。據(jù)相關統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，在世界范圍內每年因為腐蝕造成的經(jīng)濟損失在7000億美元以上，我國每年因為腐蝕帶來的經(jīng)濟損失也在8000億元人民幣以上。由此可以看出防腐蝕的重要性。而石墨烯作為一種新型的材料，在防腐蝕性能上表現(xiàn)較為優(yōu)異，也常常被用作防腐橡膠。當前較為常見的應用是在環(huán)氧防腐橡膠中添加適量的石墨烯，制作成為一種新的防腐橡膠。其表現(xiàn)出來的性能不僅具有傳統(tǒng)環(huán)氧防腐橡膠中的陰極保護作用，而且在耐水性、耐硬度等方面更高，使得**終表現(xiàn)出來的防腐蝕性能遠超出傳統(tǒng)的防腐橡膠。

在橡膠領域中，石墨烯材料成為人們使用*****的材料，它也是世界上**薄、**堅硬的納米材料，石墨烯材料作為世界上一種新型的材料得到了極大的認可。石墨烯比較大的優(yōu)點在于它的導熱性、導電性以及化學穩(wěn)定性，并且石墨烯屬于一種碳單質的形式。隨著經(jīng)濟的發(fā)展，越來越多的新技術逐漸出現(xiàn)，而在石墨烯生產加工上逐漸實現(xiàn)了工業(yè)化生產，摒棄了傳統(tǒng)的生產方式，而石墨烯的出現(xiàn)在橡膠領域的應用尤為突出，并且得到了廣泛的應用與發(fā)展，石墨烯材料可以被制成**度橡膠以及導電橡膠等。由于石墨烯材料的特殊性能以及極強的應用性得到了廣泛的應用，在未來的發(fā)展中前景是光明的。石墨烯抗靜電阻燃復合材料具備優(yōu)異的抗靜電性能和阻燃性能。

外，其他方面的應用也和聚合物導電性的提升緊密相關。例如，應用原位聚合法可以將氧化石墨烯與導電聚合物材料進行復合。這一方法可以在保證制備得到的超級電容器電極高充放電性能和高穩(wěn)定性的同時提升電容器的安全性。聚合物和氧化石墨烯復合材料已經(jīng)被廣泛應用于電容器電極材料中，制備的電容器電極材料的比電容可達421.4F/g甚至更高50-52。因此，還原后的氧化石墨烯作為填料對提升聚合物的導電性能具有明顯的效果，極大地促進了各種高分子材料在電容器及多種電子元件生產中的應用。氧化石墨易于接枝改性，可與復合材料進行原位復合。全國附近石墨烯復合材料圖片

石墨烯的導熱性能優(yōu)異，易分散，易加工。全國附近石墨烯復合材料圖片

在碳納米管上負載納米粒子得到了廣泛的關注和研究，這種新型的納米結構也已經(jīng)在生物醫(yī)藥、催化、傳感器的領域取得了一定的進展。相對于碳納米管，石墨烯具有相似的穩(wěn)定的物理性質，但是具有更高的比表面積，因此，在石墨烯上負載納米粒子同樣有希望得到新的納米結構，并改變其物理特性而產生更為豐富的功能與應用。除與納米粒子復合外，石墨烯與其他碳基納米材料也可復合組裝形成復合材料。Liu等人通過共價連接的方法制備了石墨烯/富勒烯復合材料，發(fā)現(xiàn)富勒烯修飾后的石墨烯非線性光學性能得到了顯著提高。Yang等人將碳納米管與石墨烯混合制備了一種新型的超級電容器，發(fā)現(xiàn)當石墨烯含量為90%時比電容高達326.5F/g。同時，許多課題組也證明石墨烯/碳納米管復合材料在制備透明導電薄膜方面的優(yōu)勢，他們發(fā)現(xiàn)石墨烯與碳納米管混合后制備的導電薄膜在性能上要優(yōu)于單一組分的導電薄膜。全國附近石墨烯復合材料圖片