非金属石墨烯催化剂研究进展

石墨烯材料具有较大的比表面积、良好的化学稳定性,近年来在催化方面的应用逐渐引起了人们的关注。综述了非金属石墨烯材料在催化方面的研究进展,包括氧化石墨烯、官能化氧化石墨烯以及氮原子掺杂石墨烯基催化剂。讨论了非金属石墨烯材料表面功能化修饰对催化性能的影响,提出了需进一步研究的问题,如非金属石墨烯材料表面功能化修饰的结构-性能关系、非金属石墨烯材料的循环使用等问题。     

石墨烯/功能聚合物复合材料

常规的聚合物与石墨烯组成复合材料时，聚合物的引入经常会损害石墨烯的一些性能，如降低石墨烯材料本征的高导电性、导热能力、高比表面积等，因此石墨烯/聚合物复合材料的应用也受到颇多限制。如果基于不同的应用，通过设计或选用具有特定性能的功能聚合物，可以有针对性地增强石墨烯某些特定的性质，提高石墨烯/聚合物复合材料的应用性能，减弱甚至消除复合材料应用的限制性。本文基于上述这一功能聚合物定义范畴，以石墨烯/聚合物复合材料中石墨烯的维度进行分类，包括三维网络结构石墨烯、二维薄膜结构石墨烯、一维纤维结构石墨烯，介绍并讨论石墨烯/功能聚合物复合材料的制备方法和当前的应用进展，并分析存在的问题及发展前景。      

石墨烯及其复合自支撑膜研究进展

作为新一代超级电容器电极材料,石墨烯具有比表面积高、化学稳定性和力学性能优异等特点。但是,制备致密度高、结构稳定性好的石墨烯电极时往往需要添加黏结剂,而黏结剂的引入会削弱电极材料的电化学性能,制备石墨烯及其复合自支撑膜是解决该问题的有效手段之一。介绍了石墨烯自支撑膜的成膜方法,包括抽滤诱导自组装、气液界面自组装、涂覆法和层层自组装等传统方法,以及一种新颖的低温旋切成膜方法。着重总结了导电聚合物/石墨烯、金属氧化物/石墨烯及三元石墨烯基复合膜的研究进展。提出了石墨烯及其复合自支撑导电膜未来的发展趋势,包括开发新型、简便、量产的薄膜电极制备技术、控制石墨烯及其复合自支撑膜的微观结构、将各种成膜方法运用于制作便携式电子器件或柔性电池中等。     

氧化石墨的制备及应用

综述制备氧化石墨的Brodie法、Staudenmaier法、Hummers法等化学氧化方法,以及利用水溶液电解质、离子液体电解质的电化学氧化法等,总结其反应原理及其优缺点;概括氧化石墨(烯)在模板材料、废水处理、脱盐作用、生物材料和电池材料等领域的应用。提出石墨烯具有良好理化性能,在能源、化学等领域应用前景广阔,且氧化石墨合成技术起着决定性作用;对于不同的目标产物,有针对性地设计功能化复合材料,实现对目标物高效作用,将在复合材料领域发展空间广阔。     

石墨烯材料在水处理方面的研究进展

石墨烯具有独特的结构和优异的物理、化学性能,其作为水处理材料的应用前景值得期待。本文介绍了石墨烯、氧化石墨烯及还原氧化石墨烯材料与水处理相关的主要性能,对石墨烯及其衍生物吸附重金属离子及有机物的研究及进展进行了综述,分析了相关的研究机理及主要影响因素;对各种石墨烯复合材料在水处理方面的研究逐一进行了介绍,包括磁性及非磁性石墨烯复合材料、石墨烯光催化复合材料;最后对该研究领域存在的问题及面临的挑战进行了分析,并对该领域研究发展趋势进行了展望。     

硬脂酸/氧化石墨烯复合相变储热材料研究

以氧化石墨烯、硬脂酸为原料,无水乙醇为溶剂,采用液相插层法制备了硬脂酸/氧化石墨烯复合相变材料。利用SEM、FT-IR、XRD、TG-DSC等分析测试了其微观结构及热性能。分析结果表明,复合材料的相变温度为66.9℃,相变潜热为287.2J/g;硬脂酸/氧化石墨烯复合材料具有层状结构,硬脂酸与氧化石墨烯之间是简单的嵌合关系,复合相变材料具有很好的性能稳定性,氧化石墨烯能明显地改善其导热性能和相变可逆性。     

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。     

石墨烯及其衍生物掺配水泥基材料研究进展

石墨烯及其衍生物因其独特的结构及优异的性能在改善基水泥材料的抗拉强度、韧性、耐久性及赋予水泥基材料功能性等方面表现出良好的应用前景。本文简述了石墨烯、氧化石墨烯(GO)的结构特点及性能,归纳了各自的制备方法;对石墨烯及其衍生物在水泥基材料中的分散进行了综述;重点综述了石墨烯及其衍生物掺配水泥基材料的力学性能、流变性能、电学性能、热学性能、压敏性能等研究进展;分析了目前研究中存在的问题,并对研究趋势进行展望。      

不同还原方法对氧化还原法制备的功能化石墨烯的影响

利用改进的Hummer法制备氧化石墨,然后分别采用化学还原法和热还原法将氧化石墨还原制得功能化石墨烯。采用X-射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、傅立叶红外(FT-IR)和热重(TG)等表征手段对功能化石墨烯制备过程中的原料石墨、氧化石墨和石墨烯进行了表征。结果表明,化学还原法和热还原法都能还原氧化石墨制得功能化石墨烯,但还原程度不同。与化学还原法相比,热还原法制备的功能化石墨烯含有较少含氧基团,且工艺简单,耗时少,是一种高效制备大量功能化石墨烯的方法。     

石墨烯的制备方法及其应用特性

近3年来,石墨烯以其独特的结构和优异的性能,在化学、物理和材料学界引起了轰动。引用大量最新的参考文献,介绍了石墨烯的研究现状,通过评述石墨烯的合成、功能化以及近期应用概况,展望了石墨烯的发展前景和研究方向,认为借鉴各种方法的优势,综合运用,可以制备单层、结构完整和高电导率的石墨烯,并进一步将其功能化,拓展其应用领域并已取得较大的进展,这一途径被认为是石墨烯规模化应用的战略起点。     

功能化石墨烯材料在气体检测方面的应用研究进展

石墨烯是一种具有单原子层厚度的二维蜂窝状碳材料,由于其具有奇异的比表面积效应、光电效应和机械强度等优点,在能源、环境、军事和航天等领域得到了大量的研究。石墨烯材料的功能化可对其结构、物化性质和光电性质等方面进行有益调整,从而拓宽了其对化学物质的检测范围。主要综述了近期利用化学改性、纳米颗粒修饰和聚合物复合方法对石墨烯材料进行功能化改性的研究进展,以及功能化石墨烯材料在提高灵敏度和选择性等气体传感特性方面的应用,并对该领域存在的挑战和前景进行了展望。     

石墨烯基复合材料的催化应用进展

石墨烯作为一种新型碳材料,由于其高比表面积、易分散、易于功能化和化学环境稳定性高等特点,在催化体系中得到了广泛的关注。催化应用是石墨烯基复合材料应用领域中的重要研究方向,目前石墨烯基催化材料除了常应用于光催化、电催化外,其在Suzuki、加氢以及氧化等方面也有了较大发展。对石墨烯基材料相关的合成路线进行讨论,对当下石墨烯基催化剂的研制、应用及其催化性能进行评述。     

石墨烯功能化及在改性环氧树脂复合材料应用中的研究进展

石墨烯具有优异的机械性能及导热性能,将其与聚合物结合制成复合材料,是发挥石墨烯优异性能最可行的方法之一.然而,石墨烯在聚合物中分散时易团聚,石墨烯功能化是解决这一问题最常用的方法.基于以上背景,重点介绍了石墨烯与氧化石墨烯的功能化方法,包括共价功能化和非共价功能化.同时,阐述了功能化石墨烯在改性环氧树脂力学性能和导热性...     

丝素蛋白复合石墨烯类材料在生物医学领域中的研究进展

丝素蛋白是一种天然生物聚合物,因其具有独特的弹性、柔韧性、生物相容性和生物可降解性而在生物医学领域有很大的应用潜力。然而,低成骨能力和力学性能不足限制了其在骨科等领域的应用。石墨烯是一种碳质新材料,具有强度高、延展性能优良以及导热系数高、电子迁移率高和电阻率低等特性。以氧化石墨烯、还原氧化石墨烯为代表的石墨烯类纳米材料在保持石墨烯特性的基础上,又分别被赋予了良好的水溶性、生物相容性及电化学活性等卓越的理化性能,近年来已成为生物医学领域的研究热点。研究发现,将丝素蛋白与石墨烯类材料联合应用,可结合各自特点以制备出性能更优的复合材料,从而开辟更广阔的应用前景。本文综述了丝素蛋白复合石墨烯类材料的制备方法、性能及其在生物医学领域的应用,并展望了此类复合材料在生物医学领域未来的发展趋势。     

石墨烯基多孔碳材料对CO_2的捕集分离研究进展

日益严重的温室效应引起人们对CO_2捕集分离技术的关注。石墨烯基多孔碳材料以其优异的导热性、热稳定性、多孔性和高机械强度等优点,在CO_2捕集分离等方面展现出广阔的应用前景。对石墨烯基多孔碳材料在CO_2捕集分离方面的研究进展进行了综述,分析了二维石墨烯、三维石墨烯以及石墨烯复合多孔材料在CO_2捕集分离的研究进展。总结了提高石墨烯基多孔材料性能的方法,简述了石墨烯基多孔材料在CO_2捕集分离中的不足以及未来的研究方向。     

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。     

石墨烯及其复合材料导热性能的研究现状

阐述了单层石墨烯、石墨烯带及石墨烯复合材料的导热性能。介绍了各种测试模型,综述了石墨烯的层数、纵横比、几何结构、边缘粗糙度、衬底耦合作用、温度等因素对其导热性能的影响。提出了石墨烯及其复合材料导热性能可深入研究的方面。     

聚合物基石墨烯纳米复合材料的研究进展

综述了聚合物基石墨烯及改性石墨烯纳米复合材料的研究进展.添加少量的石墨烯就可以显著提聚合物材料的各方面性能,因此,近年来石墨烯得到了学术界和工业界的高度关注,石墨烯、氧化石墨烯的改性,以及聚合物基石墨烯纳米复合材料被广泛研究.通过广泛的文献阅读对聚合物基石墨烯纳米复合材料的结构、制备方法以及性能进行了深入探讨.     

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。     

石墨烯应用于锂硫电池的研究进展

锂硫电池具有很高的理论放电比容量(1 675 mAh/g)和能量密度(2 600 Wh/kg),被认为是最具前景的新型电池之一。石墨烯具有优良的导电性和电化学性能,具有开阔的负载硫的表面和空间,是导电性差的硫黄和硫化锂的良好载体,为锂硫电池正极材料提供了新的研发平台。本文介绍了近年来石墨烯及其复合材料应用于锂硫电池中的研究进展,包括石墨烯或氧化石墨烯负载硫、杂原子掺杂石墨烯负载硫、石墨烯三维网格负载硫和石墨烯-多孔炭复合炭材料负载硫等4种石墨烯基-硫正极材料,概述了其锂硫电池的比容量、倍率性能和循环寿命等性能指标。从石墨烯基锂硫电池正极材料的设计和合成的角度,总结了不同微结构特征的石墨烯及其复合材料组装成锂硫电池的性能特点,并分析了材料组成和微结构对电池性能的影响机制。在总结的基础上展望了石墨烯应用于锂硫电池的发展方向。