石墨烯复合材料研究进展.pdf

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1、化学工程师ChemicalEngineer2015年第Ol期≥_DOI：10·16247~ki·23—1171／tg20150134j句：石墨烯复合材料研究进展枣述臧文婷，张东(同济大学材料科学与工程学院先进土木工程材料教育部重点实验室，上海200092)摘要：石墨烯自2004年被发现以来，以其优异的学、光学、电学、热学性能和独特的二维结构成为材料领域的研究热点。石墨烯复合材料是石墨烯应用领域中重要的研究方向。本文主要介绍了石墨烯聚合物复穆合材料、石墨烯陶瓷复合材料、石墨烯水泥复合材料和石墨烯金属复合材料的研究进展。关键词：石墨烯；石墨烯聚合物复合材料；石墨烯陶

2、瓷复合材料；石墨烯水泥复合材料；石墨烯金属复合材料中图分类号：TB34文献标识码：AResearchdevelopmentofgraphenecompositematerials‘ZANGWen—ring，ZHANGDong(KeyLaboratoryofAdvancedCivilEngineeringofMinistryofEducation，CollegeofMaterialScienceandEngineering，Ton~iUniversity，Shanghai200092，China)Abstract：sinceGOwasfbundin2004，wit

3、hitsexcellentmechanics，optics，electricalandthermalperformanceanduniquetwo—dimensionalstructure．GObecomesahotresearchtopicinthefieldofmaterials．GOcompositesisanimportantresearchdirectionintheareaofGOapplication．TheresearchstatusofGOpolymercomposite，GOce—ramiccomposite，GOcementcomposit

4、eandGOmetalcompositearemainlyintroducedinthispaper．Keywords：GO；GOpolymercomposite；GOceramiccomposite；GOcementcomposite；GOmetalcomposite安德烈·盖姆与康斯坦丁·诺沃肖罗夫在2004独特的结构使石墨烯具有异常优异的电学性年采用最普通的胶带在高定向热解石墨上反复剥能，光学性能，力学性能，磁学性能和热学性能。石离的方法获得单层石墨J烯【1]。石墨烯是由二维蜂窝墨烯属于零带隙半导体，具有独特的载流子特性以状晶格紧密堆积组成的扁平单层碳原子

5、组成，被认及特殊的线性光谱特征，所以认为单层石墨烯的电为是其他各维碳材料的基本组成单位。石墨烯可以子结构与传统的金属、半导体不同，表现出非约束包覆成零维的富勒烯，卷曲成一维的纳米管或者堆抛物线电子式分散关系。石墨烯锯齿形边缘使其拥垛成三维的石墨(如图1)。有孤对电子，这也形成了石墨烯包括铁磁性及磁开关等潜在的磁性能。哥伦比亚大学的Lee等人实测石墨烯抗拉强度和弹性模量_2_分别为125GPa和1．1TPa。其强度可以与金刚石的强度媲美。石墨烯的热导率是室温下铜的热导率的1O倍多，并且与单壁碳纳米管，多壁碳纳米管相比有明显提高，表明石墨烯作为良好导热材料具有巨大潜

6、力。因为石墨烯拥有这么多的优异性能，将其与其他物质复合可能得到性能优异的复合物。近年来关于石墨烯复合物的研究很多，也取得了许多突破性的进展。图1石墨烯与各维碳材料的关系图FiglRelationshipbetweengrapheneandothercarbon1石墨烯／聚合物复合材料的研究现状materials1．1石墨烯／聚合物复合材料的制备收稿日期：2014—10—24石墨烯聚合物复合材料的相互作用机理与聚基金项目：国家高技术研究发展计划(863计划)课题(2O12AAO30303)；上海市基础研究重点项目(12JC1408600)合物的极性、分子量、疏水性

7、和反应基等有关，还与作者简介：臧文婷(1991一)，女，山东淄博人，在读硕士，师承张东教石墨烯／石墨和溶剂有关。有3种主要方法制备石授，从事石墨烯水泥复合材料制备与应用方面的研究。2015年第0l期臧文婷等：石墨烯复合材料研究进展’墨烯聚合物复合材料分散和石墨烯与PVA间氢键引起的强界面粘结。(1)原位插层聚合反应原位插层聚合反应的(2)热性能对于功能聚合物为提高它的热稳原理是先将石墨烯或改性石墨烯分散在液态聚合定性，可以通过植人具有较为出众的热性能的材物单体中。加入合适的引发剂使其均匀分散，然后料，如石墨烯基体填料。例如Brinson等对功能化石通过加热或辐射

8、引发聚合。许多纳米复合材