石墨烯及其复合材料的制备与应用.pdfVIP

宁渡化I NingboChemicalIndustry 2014年第2期。 【专论综述】 石墨烯及其复合材料的制备与应用 一 杨洋 (上海大学环境与化学工程学院，上海 200444) 摘 要：石墨烯以其完美的单层石墨结构及其优异的性能引起了当今社会科研领域的广泛关注。本文阐 述了石墨烯的特点、制备方法 以及各种方法的优缺点。基于石墨烯制备得到的石墨烯复合材料的特点，本文 绍了石墨烯复合材料的种类和应用领域，以及石墨烯与其它碳材料的复合、石墨烯与聚合物的复合以及石墨 烯与其它无机材料的复合情况。 关键词：石墨烯；制备；石墨烯复合材料 中图分类号：TB34 文献标识码：A 引言 各个领域党相研究的热点。 自2004年 ，Manchester人学 的Geim…等人 1 石墨烯的制备 首次制备并观察到石墨烯 (Graphene)以后，石 口前米说主要制备方法有机械剥离法 【J、化 墨烯材料的研究就引起 了各界人士的高度关注 。 学氧化．还原法 5【-7J、化学气相沉积法 (CVD)[8-iol、 石墨烯是碳原子紧密堆积成 层二维蜂窝状品格 外延生长法 【“J、电化学 I【6·17J法和 电弧法等。 结构的 种‘碳质新材料，其独特的spz杂化碳原子 (1)机械剥离法 组成的人角型蜂巢品格结构是构成零维富勒烯、 机械剥离法是厂玎米制备石墨烯的最早的方 。 维碳纳米管以及三维体相石墨的基本 元2【’3J。 法 。2004年，Geim等人就是厂盯这种方法制备出的 石墨烯是 口前为止最薄的 维材料 ，其厚度只有 石墨烯 。他们主 是通过氧的离子 打住高取向 0．335nm，相当于 个‘碳原子的厚度 。当石墨层数 性热解石墨表面，使其表面被刻蚀 出宽201xm～ 小于 10的时候，其 电子结构等性能就表现 出不 同 2mm，深 5m的 槽 。然后将其压制在涂有光敏 十三 围石墨的特点，囚此介十材料的特点 应厂仃， 刻蚀剂的SiO2／Si农面，丌]胶带反复剥离。最后将 我们将小于 10层的石墨材料统 称作石墨烯 。碳 整个硅晶片浸泡在 1人』酮中，经过浸泡和超声，uJ 原子具有p_q个价 电子，所 以石墨烯层中的每个碳 得到 片层微米级别的石墨烯片。但是由于范德 原子都提供 个‘米成键的尢电子，这些兀电子就形 华力和毛细作用力的存在，石墨烯会吸附在硅片 成 了 石墨烯层面相垂直的7c通道 ，兀电子町以在 上 ，而且人部分是多片层，J率很低，不适合人 其 中自由