石墨烯基复合材料功能化研究新进展

石墨烯特殊的结构赋予其诸多优异的性能。过去10年中,石墨烯已成为备受瞩目的国际前沿和热点。功能化对石墨烯的发展具有重大意义,然而关于石墨烯功能化的研究还处于探索阶段。重点阐述了石墨烯的共价键和非共价键功能化领域的最新进展,并对相关领域的发展趋势作了展望。     

石墨烯的应用进展

石墨烯由于其独特的物理和化学性质,在各领域得到了广泛应用。文章阐述了石墨烯在能源通讯和医药等不同领域中的应用进展,并提出石墨烯在未来可能的应用方向,对功能化石墨烯的研究具有指导作用。     

卟啉衍生物功能化石墨烯材料的光电性能新进展

石墨烯是一种新型二维近似平面结构的碳纳米材料,具有非常卓越的光电性能,为更好地发挥其优异性能,对其表面功能化改性颇受人们关注。重点阐述了卟啉类衍生物对石墨烯的共价和非共价功能化修饰及通过共价和非共价方式构筑其纳米复合材料和此纳米材料在非线性光学和电化学传感器制备等应用中的最新研究进展,并展望了石墨烯卟啉杂化材料在相关领域里的应用。     

石墨烯/半导体复合结构在光催化方面的应用研究进展

首先简单介绍了石墨烯的结构、性能和制备方法,然后着重阐述了石墨烯/半导体复合结构在光解水产氢、降解污染物、转化CO2这3个光催化方面的应用研究。最后从半导体的选择、复合工艺的改进、石墨烯功能化3个角度对研究过程中存在的问题提出了展望。     

石墨烯分散液的制备以及应用前景

石墨烯因独特的晶体结构和丰富新奇的光电性能而成为研究前沿和热点。高浓度稳定分散的石墨烯分散液有着巨大的应用前景,可广泛应用于能源存储、电子信息、功能材料等多个领域。但石墨烯纳米片不亲水也不亲油,易发生团聚,难以长时间稳定分散在溶液中。本文分析了石墨烯在不同溶剂中的溶解性,综述了当前国内外一些石墨烯分散液的制备方法和开发前景,指出分子修饰法将是石墨烯分散液功能化制备的发展方向,这为石墨烯分散液的功能化应用提供了重要的参考。     

石墨烯纤维研究进展

石墨烯纤维是2011年才发展起来的一种以天然石墨为最初原料的新型碳质纤维,由石墨烯或者功能化石墨烯纳米片的液晶原液经湿法纺丝一维有序组装而成。石墨烯纤维具有良好的机械性能、电学性能和导热性能,可用于导电织物、散热、储能等领域。将其他物质引入石墨烯纤维中还可得到特定功能的石墨烯复合纤维,如将聚合物加入石墨烯纤维得到结构精巧、力学性能良好的石墨烯仿贝壳纤维;将磁性纳米粒子加入得到磁性的石墨烯复合纤维;加入Ag纳米线得到高导电的石墨烯复合纤维。石墨烯纤维良好的柔韧性使其在柔性器件如柔性超级电容器等领域得到应用。综述了石墨烯纤维的研究现状,对纯石墨烯纤维、石墨烯复合纤维的制备和应用进行了详细的阐述,并对石墨烯纤维的发展方向进行了展望。     

基于石墨烯电化学传感器的研究进展

石墨烯由于其独特的性质,在生物及化学检测中的应用日益增多,介绍了石墨烯和功能化石墨烯的性质,着重介绍了近几年基于石墨烯材料的电化学传感器的应用,如各种离子传感器、气体传感器和生物传感器的研究进展及在环境监测、医疗诊断、食品安全等方面的应用,并对石墨烯材料在电化学领域的发展方向和应用前景进行了展望。     

石墨烯复合材料的结构、制备方法和原理

石墨烯复合材料具有优异的性能和广泛的潜在用途,目前对石墨烯复合材料的性能及应用已有较多的文章进行了详细的综述,但对石墨烯复合材料制备方法的原理却很少进行系统论述。综述了石墨烯复合材料的基本结构、制备方法和原理、制备方式,并对石墨烯表面的功能化改性进行了阐述,最后对各种石墨烯复合材料的制备方法和过程逐一作了介绍,同时对今后石墨烯复合材料制备需要解决的问题作了展望。     

石墨烯气敏性能的研究进展

石墨烯因具有高的电子迁移率和超大的比表面积而有望成为新一代的气敏材料,近年来有关石墨烯气体传感器的研究工作逐年增加.概述了石墨烯的结构和特性;介绍了典型石墨烯气体传感器的工作原理;综述了本征和功能化石墨烯的多种气体气敏特性在理论和实验上的研究现状.     

石墨烯的功能化及其在聚合物改性中的应用研究

石墨烯作为一种新型二维平面纳米材料,其特殊的单原子层结构赋予了它许多新奇的物理性质,如优异的力学性能、良好的导电和导热性能、杰出的摩擦学性能等,在航空、航天等多个领域显示出良好的应用前景。本文针对石墨烯在聚合物中的分散性问题,对石墨烯表面修饰的研究进展进行了综述,包括π键和离子键非共价功能化以及有机小分子、线型聚合物和超支化聚合物共价功能化等,并总结了石墨烯对聚合物导电性能、热学性能、机械性能以及摩擦学性能的影响,指出了其今后的研究方向及发展前景。     

氧化石墨烯/壳聚糖生物复合材料的制备及应用研究进展

氧化石墨烯/壳聚糖复合材料是近几年发展的一种新型生物复合材料,具有独特的力学性能、吸附性能、电化学性能以及抗菌性能等。本文综述了近几年来氧化石墨烯/壳聚糖复合材料的研究进展,简单介绍了该复合材料的制备方法,详细阐述了该复合材料在高机械强度材料、废水处理、电化学传感器、生物医学材料等领域的应用研究,最后对氧化石墨烯/壳聚糖复合材料在低成本、大规模制备,复合材料的结构性质以及在新领域的应用等方面进行了展望。     

电弧法制备石墨烯:工艺参数,生长机理,存在的问题与对策

石墨烯具有完美的二维结构和优异的光学、力学、热学、电学、化学性能,自发现以来就引起了科研界的广泛关注.在过去的十几年间,石墨烯的制备方法不断涌现,电弧法因具有效率高、安全可靠、产品品质高、环境友好、容易得到掺杂的石墨烯等优点而受到广泛关注.总结了反应气氛、压力、催化剂、磁场等因素对电弧法制备石墨烯的影响.同时,对石墨烯在上述影响因素下的生长机理进行论述,分析了电弧法制备石墨烯存在的问题,并提出了相应的解决途径.最后,对我国石墨烯的研究现状进行总体分析,并展望了电弧法制备石墨烯的发展趋势.     

电弧法制备石墨烯:工艺参数，生长机理，存在的问题与对策

石墨烯具有完美的二维结构和优异的光学、力学、热学、电学、化学性能,自发现以来就引起了科研界的广泛关注。在过去的十几年间,石墨烯的制备方法不断涌现,电弧法因具有效率高、安全可靠、产品品质高、环境友好、容易得到掺杂的石墨烯等优点而受到广泛关注。总结了反应气氛、压力、催化剂、磁场等因素对电弧法制备石墨烯的影响。同时,对石墨烯在上述影响因素下的生长机理进行论述,分析了电弧法制备石墨烯存在的问题,并提出了相应的解决途径。最后,对我国石墨烯的研究现状进行总体分析,并展望了电弧法制备石墨烯的发展趋势。     

氟化石墨烯的制备研究进展

新型碳材料氟化石墨烯以独特的物理、化学性能受到广泛关注,在众多领域具有广阔的应用前景。综述了氟化石墨烯的制备方法,主要介绍以氟化石墨为原料的物理剥离法、使用不同溶剂作为插层剂的化学制备方法,以及以氧化石墨烯、石墨烯作为原料的制备方法,总结了各种制备方法的优缺点,并对未来氟化石墨烯的发展前景进行了展望。     

超临界流体剥离制备石墨烯研究进展EI北大核心CSCD

石墨烯作为一种新型二维碳纳米材料,具有极好的物理性质和极大的应用潜力。如何大规模制备高质量、低成本的石墨烯是石墨烯产业化的关键问题。本文综述了石墨烯的制备方法及其优缺点,详细介绍了超临界流体剥离制备石墨烯的原理、研究现状及表征方法。讨论了超声波和芘基聚合物辅助超临界流体剥离制备石墨烯法的特点。超临界流体剥离制备石墨烯法设备简单、条件易达到、产品质量高,为石墨烯的工业化生产提供了新的思路。     

三维石墨烯的制备及其在超级电容器中的应用

目的 三维石墨烯在实际应用中所呈现的性能与其理论模拟结果相差甚远,目前尚无系统的原因分析和改进方法总结,回顾三维石墨烯的发展历程及近几年国内外研究进展是必要的,为三维石墨烯在工业设计和生产制备超级电容器电极活性材料中的应用提供参考.方法 综述三维石墨烯的制备方法,阐述其在超级电容器中应用的研究,针对三维结构塌陷问题的解决办法、杂原子掺杂提高材料整体比电容及石墨烯基电容器的理论模拟等方面进行总结.结果 三维石墨烯的制备方法主要有自组装法和模板法,自组装法还原度普遍较低,电容值一般为100～300 F/g;模板法制备的石墨烯比表面积可达500 m2/g以上;多元素掺杂体系在高电流密度下的电容保持率普遍不足80％;关于分级多孔结构的理论模拟研究不足.结论 制备分级多孔结构的三维石墨烯、多元素掺杂体系理论研究、非对称超级电容器的研究及应用将受到学者的关注.     

石墨烯基复合材料的三维组装与应用研究进展

三维石墨烯结构体不仅继承了二维石墨烯片完美的碳晶体结构,还展现出超低的密度、极高的孔隙率和较大的比表面积等特点,具有导电、导热、吸附等优异性能,是近年来石墨烯功能材料中的一颗新星。目前,石墨烯与聚合物、无机纳米材料组装成三维结构复合材料的研究已经取得了实质性进展,研究者通过丰富的化学和物理路径实现了石墨烯与功能组分的三维有序组装,并赋予该材料奇特的结构特点和性能优势。这些特性使材料在能量储存、环境保护、传感器等研究领域表现出不错的应用前景。根据当前研究热点,综述了石墨烯基复合材料的三维组装与应用的研究进展,包括三维石墨烯/聚合物复合材料与三维石墨烯/无机纳米复合材料两种体系。重点总结了两种体系的三维组装方法,并分析了复合材料中石墨烯与功能组分的结构特点,简要概括了当前三维石墨烯基复合材料在环境保护、超级电容器等不同领域的应用进展,并对三维石墨烯基复合材料的三维结构设计与多样化应用进行了展望。     

金属催化非晶碳转化制备石墨烯方法的研究进展

石墨烯自2004年被首次发现以来, 以其独特、优异的结构和特性引起了广泛关注。目前, 石墨烯的制备已取得了众多进展, 但在大尺寸、高质量、宏量石墨烯可控制备上仍存在挑战, 对制备技术仍需要进行更广泛地探索。非晶碳与石墨烯互为碳的同素异形体, 也可作为制备石墨烯的前驱体, 近些年利用非晶碳制备石墨烯的新颖方法引起了研究学者的兴趣。本文系统论述了利用非晶碳作为固体碳源, 通过金属催化制备大尺寸高质量石墨烯的技术优势, 并着重从金属种类、退火温度、碳源及金属含量比例等方面对石墨烯生成质量的影响进行了阐述。最后, 总结了该方法生长石墨烯的机理, 并对未来的发展方向进行了展望。     

纳米石墨烯复合材料的制备及应用研究进展

石墨烯作为一种由单原子紧密堆积成的二维蜂窝状晶格结构碳材料,具有许多特殊的物理化学性质,使其在各个领域均表现出良好的应用前景。目前石墨烯及纳米石墨烯复合材料的制备和应用已成为材料界研究的重点和热点。在简要介绍石墨烯的结构和性质的基础上,介绍了石墨烯的4种制备方法——机械剥离法、化学气相沉积法、化学剥离法和化学合成法。总结了纳米石墨烯/聚合物复合材料以及纳米无机/石墨烯复合材料的制备及应用,并重点讨论了纳米石墨烯复合材料在生物医药、电子器件、微波吸收、传感器以及电极材料等方面独特的应用优势,展望了纳米石墨烯复合材料的发展前景及研究方向。