上海新型石墨烯復合材料研發(fā) 來(lái)電咨詢(xún) 第六元素材料科技供應

化學(xué)氧化還原法制備石墨烯是**有希望實(shí)現工業(yè)化宏量生產(chǎn)的方法之一，與其它方法相比，化學(xué)氧化還原法具有成本低廉、工藝簡(jiǎn)單、生產(chǎn)設備簡(jiǎn)易、單次產(chǎn)量比較大、產(chǎn)品層數集中（1~3層）等諸多優(yōu)點(diǎn)，但其石墨烯的sp2雜化完美結構很難通過(guò)還原的方式完全恢復，難以得到電、熱等方面的優(yōu)異性能[28-29].氧化石墨還原法是先用強氧化劑將石墨氧化，通過(guò)氧化反應在石墨邊緣接上一些羧基，并在石墨層間插入一些環(huán)氧基團、羥基和酮基，使石墨層間距增大，范德華力變小，環(huán)氧基團、羥基和酮基等基團的引入有利于石墨片層的剝離.氧化石墨經(jīng)適當的超聲波剝離處理，得到氧化石墨烯納米片.然后再還原剝離的氧化石墨烯片，常用的還原劑有水合肼、硼氫化鈉、抗壞血酸、對苯二酚等，然而這些還原劑的毒性大，對人體和環(huán)境均易造成傷害，因此尋找無(wú)毒、無(wú)害的綠色還原劑或還原方式顯得尤為迫切.還原可以去除氧化石墨烯的大部分環(huán)氧基團、羥基、酮基，制備出還原氧化石墨烯納米片，但氧化石墨烯邊緣的羧基很難被還原.由于強氧化劑的氧化作用，氧化石墨烯雖然經(jīng)過(guò)一定的還原劑還原，其晶格結構得到一定的修復，但很難完全還原到石墨六角蜂巢狀結構。玻纖增強復合材料戶(hù)外使用具有超長(cháng)耐候性。上海新型石墨烯復合材料研發(fā)

目前鋰離子電池的負極材料以石墨為主，現階段幾乎達到其理論容量值，因此高容量負極材料引起了當前鋰離子電池中的研究熱點(diǎn)。負極材料，應該具有良好的鋰離子和電子傳輸能力。石墨烯表面可以存儲鋰離子，具有高的電子遷移能力。與此同時(shí)石墨烯作為負極材料還可以縮短鋰離子的傳輸路徑。Bulusheva等將氧化石墨烯置于濃硫酸中加熱，之后在惰性氣體中進(jìn)行高溫煅燒得到表面有2-5nm孔的石墨烯，該石墨烯材料具有良好的倍率性能[2]。Jiang等將氧化石墨烯水熱處理后再通過(guò)強堿制備得到多孔石墨烯，在0.05C倍率下首圈放電容量可達到2207mAhg-1；在高倍率5C下容量可達到220mAhg-1[3]。華南理工大學(xué)的Lian等[4]將氧化石墨烯置于高溫煅燒爐中在惰性氣體的保護下還原得到層數少、缺陷少、雜質(zhì)少的高質(zhì)量石墨烯，并將其用作鋰離子電池負極材料。北京合成石墨烯復合材料圖片玻纖增強復合料材質(zhì)地輕、流動(dòng)性好，良好的加工性能。

在工業(yè)上目前使用的導熱高分子材料有導熱復合塑料、導熱膠黏劑、導熱涂層、導熱覆銅板及各類(lèi)導熱橡膠及彈性體，如熱界面彈性體等。目前復合型絕緣導熱高分子主要是采用絕緣導熱無(wú)機粒子如氮化硼、氮化硅和氧化鋁等和聚合物基體復合而成；此外，采用導體粒子和聚合物復合制備的導熱聚合物，如碳材料、金屬填充的導熱高分子材料，適用于低絕緣或非絕緣導熱場(chǎng)合，其中氧化石墨烯同聚合物復合，其復合材料的導熱性能大幅提升引起社會(huì )關(guān)注。導熱高分子主要應用于功率電子元器件、電機等設備的封裝和電氣絕緣及散熱，和普通聚合物相比，具有4-10倍的熱導率。

氧化石墨烯與聚合物復合材料的制備可以追溯到上個(gè)世紀。在這些復合材料中，氧化石墨通常是在水溶液中超聲剝離，盡管在當時(shí)單層的氧化石墨烯并沒(méi)有被明確的指出，但是科學(xué)家發(fā)現這種超聲剝離后的片層非常薄，厚度在1.8~2.8nm之間，說(shuō)明得到的氧化石墨烯不超過(guò)3層[59,60]。直到2006年，Rouff等人證明了單層氧化石墨烯并制備了改性氧化石墨烯/聚苯乙烯復合材料之后[61]，利用氧化石墨烯制備復合材料的研究才真正開(kāi)始受到***的重視。。氧化石墨烯含有豐富的羥基、羧基和環(huán)氧基等含氧官能團，更高的氧化程度，更好的剝離度。

數量的上升，防腐蝕的重要性也越來(lái)越突出。據相關(guān)統計數據顯示，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(lái)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較為優(yōu)異，也常常被用作防腐橡膠。當前較為常見(jiàn)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。其表現出來(lái)的性能不僅具有傳統環(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**終表現出來(lái)的防腐蝕性能遠超出傳統的防腐橡膠。石墨烯適用于鋰離子電池正負極材料導電添加劑，可有效提高電池能量，改善循環(huán)壽命和倍率性能。上海新型石墨烯復合材料研發(fā)

氧化石墨烯易于接枝改性，可與復合材料進(jìn)行原位復合。上海新型石墨烯復合材料研發(fā)

由于表面富含活性含氧基團，能與一些含極性基團的聚合物產(chǎn)生較強的作用力，所以氧化石墨烯通常被作為一種納米填料添加到聚合物當中以增強聚合物的物理性能。Liang等人報道了用氧化石墨烯增強聚乙烯醇的研究，他們發(fā)現氧化石墨烯添加量*為0.7wt%時(shí)，聚合物的力學(xué)性能就得到了***的提高，如楊氏模量提高了76%，而比較大拉伸強度提高了62%[62]。Cai等人利用氧化石墨烯增強聚氨酯，發(fā)現當氧化石墨烯添加量為4.4wt%時(shí)，聚合物基體的楊氏模量和硬度分別增加了900%和327%[63]。Xu等人同樣制備了氧化石墨烯/聚乙烯醇復合材料，不過(guò)他們用了一種新穎的抽濾成膜的方式，在得到的復合材料薄膜中，由于真空抽濾產(chǎn)生的向下的吸引力，使二維的氧化石墨烯片層以有序的狀態(tài)排列于聚合物基體之中，得到―磚墻式‖結構的復合材料薄膜[64]。這種復合材料的性能變化與氧化石墨烯含量的變化成近似正比的關(guān)系，如圖1-5所示。Putz等人同樣用這種方法制備了高含量氧化石墨烯的聚乙烯醇及聚甲基丙烯酸甲酯復合材料，這種材料的楊氏模量更是可高達接近40GPa，遠遠超過(guò)了一般聚合物/無(wú)機納米復合材料所能達到的力學(xué)性能范圍[65]。上海新型石墨烯復合材料研發(fā)