單純的導電聚合物在充放電循環的過程中通常穩定性較差,使得其在電容器電極等方面的應用受到了限制,開發具有優異導電性能的復合材料勢在必行。石墨烯和導電聚合物共軛結構的相互作用可以增強基體導電性,同時又可以實現結構的增強。因此,導電聚合物與氧化石墨烯的復合成為一個研究熱點49。雖然GO本身并不導電,但是在高分子加工過程中GO可以部分還原,而導電填料與基體間的強界面作用以及導電填料在基體中良好的分散性能更有利于聚合物基體導電性能的提高53。表2列出了一些GO在一些類型的高分子基體中電學性能提升效果。氧化石墨烯分散液(SE3122、SE3522)。河北附近石墨烯復合材料產品介紹
GO的親水性好,易于分散到水泥基復合材料中。表5.3總結了文獻中GO對于水泥基復合材料力學性能的影響,由表5.3中的實驗數據可見,添加GO能夠提高水泥基復合材料早期和后期的力學強度。由于國內外各研究者所用的GO不同,所以實驗結論中GO的比較好摻量以及對于水泥復合材料的提升效果也有較大差異。關于GO與水泥基復合材料的作用機制,研究者也有不同的觀點,目前仍沒有定論。水泥基復合材料本身是由水泥,水,砂,石等幾種不同物質組合在一起形成的一種混合材料,所以,從宏觀方面,其性能和組成材料有很大關系,水泥、水/膠凝材料的比例、GO類型和養護齡期等因素對水泥基復合材料的機械強度都有很大影響。從微觀方面,GO的聚集、分散、尺寸和官能團也對水泥基復合材料的力學性能有影響。全國導電石墨烯復合材料銷售廠氧化石墨烯應用于熱管理、橡膠、塑料、樹脂、纖維等高分子復合材料領域。
由于表面富含活性含氧基團,能與一些含極性基團的聚合物產生較強的作用力,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中以增強聚合物的物理性能。Liang等人報道了用氧化石墨烯增強聚乙烯醇的研究,他們發現氧化石墨烯添加量*為0.7wt%時,聚合物的力學性能就得到了***的提高,如楊氏模量提高了76%,而比較大拉伸強度提高了62%[62]。Cai等人利用氧化石墨烯增強聚氨酯,發現當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,在得到的復合材料薄膜中,由于真空抽濾產生的向下的吸引力,使二維的氧化石墨烯片層以有序的狀態排列于聚合物基體之中,得到―磚墻式‖結構的復合材料薄膜[64]。這種復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合材料,這種材料的楊氏模量更是可高達接近40GPa,遠遠超過了一般聚合物/無機納米復合材料所能達到的力學性能范圍[65]。
氧化石墨烯與聚合物復合材料的制備可以追溯到上個世紀。在這些復合材料中,氧化石墨通常是在水溶液中超聲剝離,盡管在當時單層的氧化石墨烯并沒有被明確的指出,但是科學家發現這種超聲剝離后的片層非常薄,厚度在1.8~2.8nm之間,說明得到的氧化石墨烯不超過3層[59,60]。直到2006年,Rouff等人證明了單層氧化石墨烯并制備了改性氧化石墨烯/聚苯乙烯復合材料之后[61],利用氧化石墨烯制備復合材料的研究才真正開始受到***的重視。。石墨烯導熱性能優異,可制備導熱復合材料、散熱涂料等。
在碳納米管上負載納米粒子得到了廣泛的關注和研究,這種新型的納米結構也已經在生物醫藥、催化、傳感器的領域取得了一定的進展。相對于碳納米管,石墨烯具有相似的穩定的物理性質,但是具有更高的比表面積,因此,在石墨烯上負載納米粒子同樣有希望得到新的納米結構,并改變其物理特性而產生更為豐富的功能與應用。除與納米粒子復合外,石墨烯與其他碳基納米材料也可復合組裝形成復合材料。Liu等人通過共價連接的方法制備了石墨烯/富勒烯復合材料,發現富勒烯修飾后的石墨烯非線性光學性能得到了顯著提高。Yang等人將碳納米管與石墨烯混合制備了一種新型的超級電容器,發現當石墨烯含量為90%時比電容高達326.5F/g。同時,許多課題組也證明石墨烯/碳納米管復合材料在制備透明導電薄膜方面的優勢,他們發現石墨烯與碳納米管混合后制備的導電薄膜在性能上要優于單一組分的導電薄膜。常州第六元素是專業從事石墨烯研發、生產及銷售的專精特新小巨人企業。石墨烯復合材料圖片
常州第六元素氧化石墨(烯)產能達到1400噸/年,石墨烯粉產能達到100噸/年。河北附近石墨烯復合材料產品介紹
隨著人類對能源與日俱增的需求,尋找清潔能源是當代科學的研究發展方向。石墨烯作為一種二維碳材料,憑借其獨特的物理化學性質,在新能源研究及實際生產中得到了廣泛的關注,為能源領域的不斷發展提供了無限潛力。氧化石墨烯是石墨烯的一種衍生物,其中大量的含氧官能團使其成為石墨烯功能化應用的重要物質,氧化石墨烯及其復合物在鋰離子電池、超級電容器、燃料電池、太陽能電池等領域有了越來越多的發展和應用,促進了新能源領域的快速進步,對提高能源的利用效率、節能減排及環境保護意義重大。河北附近石墨烯復合材料產品介紹