石墨烯复合材料的制备和改性石墨烯复合材料的制备和改性司惠楠，王晓燕，孙莉薇，田涛(上海大学环境与化学工程学院，上海200444)摘要：石墨烯复合材料近来作为一种新型材料，被越来越多的人重视和应用。石墨烯的制备有多种多样的方法，包括物理方法和化学方法等。与石墨烯相关研究的论文在2005年以后快速增长，说明该领域已经成为世界各国学者重视的热点。尤其是石墨烯复合材料已经成为当今新型材料中的“明星”。其制备和改性的方法值得重视。关键词：石墨烯；复合材料；制备；改性中图分类号：TB32文献标识码：A引言石墨烯：石墨烯仅有一个碳原子厚，是目前已知的最薄的材料。它不仅是已知材料中最薄的一种，还非常牢固而柔软[1]。它具有高的机械强度、良好的热导率和快速的载流子迁移率，为晶体管、传感器等高性能器件的制备提供了原料。另外，石墨烯具有极高的比表面积，可用于制备纳米复合材料。随着2022年诺贝尔物理学奖得主的揭晓，科学界又开始了一轮新的关于诺贝尔奖的讨论，同时石墨烯(Graphene)也成为大家讨论的焦点。2004年，英国曼彻斯特大学的安德烈·海姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫利用普通胶带成功地从石墨中剥离出石墨烯。石墨烯的合成方法主要有两种：机械方法和化学方法。机械方法包括微机械分离法、取向附生法和加热SiC的方法；化学方法是化学还原法与化学解理法[2]。在石墨烯复合材料制备和改性方面，目前的研究主要集中在材料的导电性、导热性、石墨烯的制备研究及纳米材料研究等方向，国内的工作主要集中在纳米材料、材料基础及应用研究等方向[3]。表1石墨烯制备方法及其优缺点制备方法优缺点微机械剥离法是最初用于制备石墨烯的物理方法。费时费力，难以精确控制，重复性较差，难以大规模制备。氧化还原法石墨经氧化从疏水性变成亲水性，这是由于氧化石墨中有大量的亲水基团如羟基、羧基等加热SiC法大量制备尺寸和厚度可控的石墨烯，但成本相对较高化学气相沉积法简单易行，石墨烯的晶体取向受基底严格调控，获得大面积结晶性好的石墨烯，但晶体质量的好坏受石墨烯与基底的晶格匹配程度底的结晶质量以及基底催化性能的影响较大[3]外延生长法可得到单层和双层石墨烯，但难以大制备，成膜不均匀，条件苛刻，高温，成本高。液相剥离法最常用的方法，通过还原氧化石墨虽然能除去大部分的含氧官能团，电性能仍不好电化学法高效易行，成本低，适合大规模化制备石墨烯，但制备的石墨烯往往是单层到多层的混合体，氧化石墨烯难以被充分还原而产生较多的缺陷，且不易控制石墨烯的尺寸和厚度[4]切割碳纳米管法容易大规模制造，可以从单壁纳米管生成较薄的石墨烯纳米带热膨胀法较常使用，获得的石墨烯既含有一部分的含氧基团，可以使石墨烯溶解在水溶液中，同时也有一定的导电性，应用较广泛。无基底气相合成法石墨烯面积较大，产量较大，而且片层厚度也比较均一[5]。1石墨烯复合材料的制备1.1石墨烯/SiO2复合材料Watcharotone等用溶胶-凝胶法制备了石墨烯/SiO2纳米复合材料。将氧化石墨/SiO2溶胶涂于硼本文来源：网络收集与整理，如有侵权，请联系作者删除，谢谢！---本文来源于网络，仅供参考，勿照抄，如有侵权请联系删除---