對氧化石墨烯的化學(xué)還原早在1962年就有過文獻(xiàn)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(jìn)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(yīng)的進(jìn)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(tuán)的離去,石墨烯片層間的π-π共軛作用增強(qiáng)致使石墨烯在水中發(fā)生了不可逆的團(tuán)聚[89]。這種團(tuán)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(jìn)行還原,由于PSS與石墨烯的非共價作用,抑制了石墨烯的團(tuán)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(jìn)行共價改性也能抑制石墨烯的團(tuán)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(jìn)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。應(yīng)用于鋰電正負(fù)極材料,還可以應(yīng)用于橡膠、塑料、樹脂、纖維等高分子復(fù)合材料領(lǐng)域。福建新型石墨烯復(fù)合材料生產(chǎn)企業(yè)
目前鋰離子電池的負(fù)極材料以石墨為主,現(xiàn)階段幾乎達(dá)到其理論容量值,因此高容量負(fù)極材料引起了當(dāng)前鋰離子電池中的研究熱點(diǎn)。負(fù)極材料,應(yīng)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。與此同時石墨烯作為負(fù)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2-5 nm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強(qiáng)堿制備得到多孔石墨烯,在0.05 C 倍率下首圈放電容量可達(dá)到2207 mAh g-1;在高倍率5 C下容量可達(dá)到220 mAh g-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(hù)下還原得到層數(shù)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(fù)極材料。山東新型石墨烯復(fù)合材料商家常州第六元素?fù)碛惺┪⑵娜毕菪迯?fù)/比表面可控技術(shù)。
利用GO提升復(fù)合材料的力學(xué)性能是GO一個主要應(yīng)用場景,其中的關(guān)鍵是提高GO在復(fù)合材料中的分散性和調(diào)控GO與高分子基體間的相互作用38。一般而言,加入GO可以***增強(qiáng)復(fù)合材料的強(qiáng)度與韌性,且GO與高分子基體相容性越好,增***果越明顯;反之則效果降低,甚至?xí)档筒牧系捻g性。尤其是rGO由于官能團(tuán)較少,加入復(fù)合材料中通常在增強(qiáng)材料強(qiáng)度的同時降低韌性。不同的添加方式會導(dǎo)致不同的效果。原位聚合的方法既可以提高GO在高分子基體中的分散性,又能保證GO與高分子基體之間較好的化學(xué)鍵合;溶液共混法制備的復(fù)合材料中,GO分散性較好,但界面較難調(diào)控;熔融共混法中GO較難分散并不容易控制界面,得到的復(fù)合材料性能不易控制。
GO的親水性好,易于分散到水泥基復(fù)合材料中。表5.3總結(jié)了文獻(xiàn)中GO對于水泥基復(fù)合材料力學(xué)性能的影響,由表5.3中的實(shí)驗數(shù)據(jù)可見,添加GO能夠提高水泥基復(fù)合材料早期和后期的力學(xué)強(qiáng)度。由于國內(nèi)外各研究者所用的GO不同,所以實(shí)驗結(jié)論中GO的比較好摻量以及對于水泥復(fù)合材料的提升效果也有較大差異。關(guān)于GO與水泥基復(fù)合材料的作用機(jī)制,研究者也有不同的觀點(diǎn),目前仍沒有定論。水泥基復(fù)合材料本身是由水泥,水,砂,石等幾種不同物質(zhì)組合在一起形成的一種混合材料,所以,從宏觀方面,其性能和組成材料有很大關(guān)系,水泥、水/膠凝材料的比例、GO類型和養(yǎng)護(hù)齡期等因素對水泥基復(fù)合材料的機(jī)械強(qiáng)度都有很大影響。從微觀方面,GO的聚集、分散、尺寸和官能團(tuán)也對水泥基復(fù)合材料的力學(xué)性能有影響。超級銅具有優(yōu)異的高頻性能,強(qiáng)磁場下交流(頻率約1MHz)等效電阻,相比純銅低20%以上。
除作為添加劑增強(qiáng)聚合物性能外,氧化石墨烯也可單獨(dú)作為一種功能材料使用。如氧化石墨烯可作為活性吸附劑吸附廢氣,Bandosz課題組報道了氧化石墨烯對氨氣有效的吸附。氧化石墨烯也同樣在生物領(lǐng)域表現(xiàn)出了重要的應(yīng)用價值,它能作為一種新型的分子探針有效地檢測生物分子。Yang等人研究了氧化石墨烯作為藥物載體對阿霉素(DXR)的負(fù)載及可控釋放,他們發(fā)現(xiàn)阿霉素通過π-π共軛作用吸附于氧化石墨烯上,并且通過調(diào)節(jié)體系的pH值可以對阿霉素的釋放進(jìn)行調(diào)控,證明了氧化石墨烯在藥物控制釋放領(lǐng)域的潛力。**近,Ruoff課題組開發(fā)了一種以氧化石墨烯為結(jié)構(gòu)單元的新型類似于紙材料,他們通過將氧化石墨烯的水溶液在微孔濾膜上過濾,得到了這種氧化石墨烯紙。這種材料具有規(guī)整的互鎖式排列結(jié)構(gòu),楊氏模量可高達(dá)40GPa,可有望廣泛應(yīng)用于電子元件,可控透氣性膜等領(lǐng)域。石墨烯防腐漿料 與粉料相比,漿料中的石墨烯更易于分散在基體材料中。江蘇石墨烯復(fù)合材料什么價格
導(dǎo)熱型石墨烯,外觀為黑色粉末。福建新型石墨烯復(fù)合材料生產(chǎn)企業(yè)
石墨烯先和聚合物單體或者預(yù)聚物混合均勻,有時候也可以在合適的溶劑中混合,然后進(jìn)行聚合反應(yīng)?;瘜W(xué)改性或者還原的氧化石墨烯表面含有或殘留一些官能團(tuán),這些官能團(tuán)能直接與聚合物共價連接,也能作為反應(yīng)點(diǎn)對石墨烯進(jìn)行進(jìn)一步的改性,比如利用ATRP共價接枝上聚合物鏈[138,159]。目前報道的利用原位聚合法制備的復(fù)合材料包括聚氨酯[160]、聚苯乙烯[161]、聚甲基丙烯酸甲酯[162]、環(huán)氧樹脂[163,164]、聚硅氧烷[140]等。原位聚合法的優(yōu)點(diǎn)在于它能使聚合物和填料之間形成很強(qiáng)的界面作用,有利于應(yīng)力傳遞,同時也能使納米填料均勻的分散在基體中。但是,體系的粘度通常會隨著聚合反應(yīng)的進(jìn)行而增加,這會給后續(xù)處理以及材料成型上帶來一定的麻煩。福建新型石墨烯復(fù)合材料生產(chǎn)企業(yè)