全國導(dǎo)電石墨烯復(fù)合材料圖片

太陽能電池或光伏電池可以將太陽能直接轉(zhuǎn)化為電能。光伏裝置通常由陽極、陰極和之間的活性材料層組成，其中陰極是透明的，以便陽光能夠通過。目前，其商業(yè)應(yīng)用的關(guān)鍵在于提高功率轉(zhuǎn)換效率(PCE)，同時通過開發(fā)高性能的活性層和電極材料來降低成本。石墨烯是碳原子以sp2雜化形成的獨特蜂窩巢狀的二維晶體，單層石墨烯的厚度只有0.334nm，其比表面積高達(dá)2600m2/g[92]，室溫下電子遷移率約為20000cm2·V·s-1[93]，力學(xué)強(qiáng)度高達(dá)1060GPa，單層吸光率只有2.3％[94]。石墨烯獨特的光電性質(zhì)，使其及衍生材料被廣泛應(yīng)用于透明電極[95]、對電極[96]、和電荷傳輸層[92]等結(jié)構(gòu)。利用氧化石墨制備的石墨烯導(dǎo)熱膜，導(dǎo)熱系數(shù)高。全國導(dǎo)電石墨烯復(fù)合材料圖片

目前，國內(nèi)很多機(jī)械領(lǐng)域正向智慧化方向發(fā)展，傳感器、數(shù)據(jù)采集、發(fā)送、傳輸、接收設(shè)備成為必然，但很多自動化器件在潮濕、雨雪天氣下具有濕滯嚴(yán)重、電阻漂移、數(shù)據(jù)采集傳輸困難等缺陷。考慮將氧化石墨烯應(yīng)用于機(jī)械自動化領(lǐng)域，可以提高數(shù)據(jù)采集、傳輸?shù)臏?zhǔn)確性。（２）石墨烯的制備方法有多種，其中化學(xué)氣相沉積法和氧化還原法應(yīng)用**為***。（３）石墨烯廣泛應(yīng)用在材料化學(xué)領(lǐng)域中且優(yōu)勢明顯：如石墨烯及其衍生物是許多合成催化劑的重要組分，廣泛應(yīng)用于化學(xué)、電化學(xué)或光學(xué)反應(yīng)的催化劑，或者作為用于加載金屬、氧化物、酶或其他碳納米材料的催化劑的碳質(zhì)載體；此外，石墨烯也成為了電池材料、無機(jī)材料、電容器的新型制備材料。（４）目前，國內(nèi)很多機(jī)械領(lǐng)域正向智慧化方向發(fā)展，將氧化石墨烯應(yīng)用于機(jī)械自動化領(lǐng)域，可以**提高數(shù)據(jù)采集、傳輸?shù)臏?zhǔn)確性。（５）石墨烯目前在油田化學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用有了新進(jìn)展，尤其是鉆井液降濾失劑以及納米孔隙頁巖封堵劑已經(jīng)初見成效。云南制備石墨烯復(fù)合材料商家由于石墨烯獨特的電子結(jié)構(gòu)及良好的導(dǎo)電性，因此石墨烯很有可能成為組成納米電子器件的比較好材料。

由于表面富含活性含氧基團(tuán)，能與一些含極性基團(tuán)的聚合物產(chǎn)生較強(qiáng)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(dāng)中以增強(qiáng)聚合物的物理性能。Liang等人報道了用氧化石墨烯增強(qiáng)聚乙烯醇的研究，他們發(fā)現(xiàn)氧化石墨烯添加量*為0.7wt%時，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(qiáng)度提高了62%[62]。Cai等人利用氧化石墨烯增強(qiáng)聚氨酯，發(fā)現(xiàn)當(dāng)氧化石墨烯添加量為4.4wt%時，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(fù)合材料，不過他們用了一種新穎的抽濾成膜的方式，在得到的復(fù)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(jié)構(gòu)的復(fù)合材料薄膜[64]。這種復(fù)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(fù)合材料，這種材料的楊氏模量更是可高達(dá)接近40GPa，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了一般聚合物/無機(jī)納米復(fù)合材料所能達(dá)到的力學(xué)性能范圍[65]。

利用原位聚合法制備了氧化石墨烯/聚乙烯導(dǎo)電復(fù)合材料，結(jié)果發(fā)現(xiàn)當(dāng)石墨烯含量為2wt.%時，復(fù)合材料的導(dǎo)電率達(dá)到比較高2.9x10-2s/cm，作者認(rèn)為氧化石墨烯在基體中分散性較好且形成了有效的導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)。用格氏試劑將GO表面的羥基、環(huán)氧基和羧基格氏化，然后與TiCl4反應(yīng)可制備Ziegler-Natta催化劑。利用改性過的催化劑，原位催化丙烯在GO表面聚合可生成聚丙烯-g-GO（PP-g-GO）復(fù)合材料11。該復(fù)合材料在PP樹脂中可均勻分散，減少了GO在PP中的團(tuán)聚。PP-g-GO在高溫（190°C）加工過程中，GO被初步還原，從而提高了復(fù)合材料的導(dǎo)電性。通過這種原位聚合的方式，1.52wt.%的GO添加量即可使復(fù)合材料達(dá)到導(dǎo)靜電的水平（10-6S/m）。石墨烯的導(dǎo)熱性能優(yōu)異，易分散，易加工。

石墨烯材料具有強(qiáng)大的導(dǎo)電性能，而且石墨烯是由大量的碳原子組成，以及它具有極強(qiáng)的**性，碳原子的未成鍵π與電子之間相互作用，所以，石墨烯材料得到了廣泛的應(yīng)用。此外，石墨烯材料還具有其他性質(zhì)，例如：電學(xué)性質(zhì)、電子傳輸性。石墨烯電流遷移率逐漸提高，而且其遷移率也在以光的速度來計算，已經(jīng)達(dá)到***時期，而且也是硒化鉛等半導(dǎo)體材料所無法比擬的。經(jīng)過對石墨烯性能的研究，研究發(fā)現(xiàn)石墨烯材料并不均衡，而且石墨烯的機(jī)械性能也成為了石墨烯的主要性能之一，就目前的情況而言，石墨烯復(fù)合材料的研究已經(jīng)成為了主要研究的問題之一。石墨烯的出現(xiàn)，使得石墨烯復(fù)合材料的強(qiáng)度有所提高，經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，與不添加石墨烯的復(fù)合材料相比，添加了石墨烯的復(fù)合材料的強(qiáng)度遠(yuǎn)高于不添加的，并且復(fù)合材料的強(qiáng)度可以提高二分之一甚至一倍。此外，經(jīng)過氧化處理的石墨烯的斷裂強(qiáng)度較高，并增強(qiáng)了石墨烯的緊密型與連接性，想要制成石墨烯水凝膠，必須要使用經(jīng)過氧化處理過的石墨烯?？捎糜谧⑸浜蛿D出成型制件，尤其適用于煤炭、礦井以及石油天然氣運(yùn)輸?shù)阮I(lǐng)域的管材制件。全國導(dǎo)電石墨烯復(fù)合材料圖片

氧化石墨烯應(yīng)用于熱管理、橡膠、塑料、樹脂、纖維等高分子復(fù)合材料領(lǐng)域。全國導(dǎo)電石墨烯復(fù)合材料圖片

由于石墨烯獨特的電子結(jié)構(gòu)及良好的導(dǎo)電性，因此石墨烯很有可能成為組成納米電子器件的比較好材料。目前研究**為***也是**熱門的課題之一就是制備基于石墨烯的透明導(dǎo)電薄膜以代替昂貴的氧化銦錫（ITO）電極。由于氧化石墨烯可大規(guī)模生產(chǎn)并且可加工性極好，所以以氧化石墨烯為原料制備石墨烯透明導(dǎo)電薄膜是一種重要的制備手段。在這種方法中，首先通過旋涂、浸涂、真空抽濾、LB組裝等方法做成氧化石墨烯薄膜，再通過化學(xué)還原或者熱還原的方法將氧化石墨烯薄膜還原成為石墨烯薄膜[116]?？茖W(xué)家們也開發(fā)出了其他一些利用石墨烯或者還原石墨烯的分散液制備透明導(dǎo)電薄膜的方法。比如，Li等人在還原氧化石墨烯之前先將體系的pH值調(diào)至10得到穩(wěn)定的石墨烯分散液，再通過噴涂的方法得到了透明導(dǎo)電薄膜[99]。Dai課題組用―熱膨脹-插層-剝離‖得到的石墨烯分散液為原料，利用LB組裝的方法得到了石墨烯透明導(dǎo)電薄膜，這種薄膜的薄膜電阻為8kΩ/sq，而可見光區(qū)的透過率為83%[113]。Biswas等人利用在水/氯仿這種二元體系的界面自組裝的方法得到了電阻為100Ω/sq，可見光透過率為70%的導(dǎo)電薄膜[117]。Coleman課題組將在有機(jī)溶劑中直接超聲剝離的石墨烯進(jìn)行抽濾成膜，得到了電阻約為3kΩ/sq。全國導(dǎo)電石墨烯復(fù)合材料圖片