石墨烯改性抗静电材料的研究进展

石墨烯改性抗静电材料的研究进展

石墨烯是一种由碳原子组成的单层二维材料，具有许多优异的特性，如高导电性、高

热导率、超高表面积等。石墨烯在电子学、光学、能源和材料等领域受到广泛关注。石墨

烯也具有高度的电子移动性，容易积聚静电电荷，对电子元器件的正常工作和安全性产生

负面影响。研究人员开始探索石墨烯改性抗静电材料的应用。

石墨烯改性抗静电材料主要通过引入导电性高、静电散射能力强的物质改善石墨烯的

导电性能，减少静电积聚效应。研究人员发现，通过改变石墨烯的形态结构或添加导电添

加剂，可以显著提高石墨烯的抗静电性能。以下是石墨烯改性抗静电材料的一些研究进

展：

1. 石墨烯纳米带：研究人员通过改变石墨烯的宽度和形状，制备了一系列具有不同

导电性能的石墨烯纳米带。这些石墨烯纳米带具有优异的导电性能和抗静电性能，适用于

制备抗静电薄膜和涂层。

2. 导电添加剂：为了进一步提高石墨烯的导电性能，研究人员引入了一些导电添加剂，如金属纳米颗粒、碳纳米管和导电聚合物。这些导电添加剂可以提高石墨烯的导电性能，并在石墨烯材料中形成导电网络，提高石墨烯的抗静电性能。

3. 界面改性：研究人员通过界面改性的方法，将石墨烯与其他材料进行复合，提高

石墨烯的抗静电性能。将石墨烯与聚合物进行复合，可以形成具有优异导电性能的石墨烯

/聚合物复合材料。

除了以上方法，研究人员还尝试了其他多种方法来改善石墨烯的抗静电性能，如纳米

结构调控、功能化改性、表面修饰等。这些方法在一定程度上提高了石墨烯的抗静电性能，为石墨烯在抗静电领域的应用提供了新思路。

石墨烯改性抗静电材料的研究正在取得进展。通过引入导电添加剂、界面改性等方法，可以显著提高石墨烯的导电性能和抗静电性能，有望推动石墨烯在抗静电材料领域的应用。目前石墨烯改性抗静电材料的研究还处于初级阶段，仍然面临一些挑战和问题，如制备工

艺复杂、成本高昂等。还需要进一步研究和发展，以提高石墨烯改性抗静电材料的性能和

应用价值。

新型材料——石墨烯的应用与研究进展

新型材料——石墨烯的应用与研究进展 近年来，石墨烯作为一种新型材料，备受科技界关注。它具有极高的导电性、导热性、力学强度和化学稳定性，同时具有较大的比表面积和独特的光学特性。其应用前景广泛，研究进展也十分迅猛。 一、石墨烯的基本特性 石墨烯是由碳原子按照六边形排列构成的薄片状材料。它只有一层碳原子，具有很高的层间结合能，因此能够在空气中稳定存在。石墨烯具有很高的导电性和导热性，在热和电传输中有着重要的应用价值。同时，石墨烯还具有很高的力学强度和柔性，具有非常广泛的应用前景。 二、石墨烯应用领域 1. 电子学领域 石墨烯具有优异的导电性，单层石墨烯的电阻率仅为 5.4×10^−6 Ω·cm。因此，石墨烯被广泛应用于电子学领域，例如

制造场效应晶体管、光电器件和传感器等器件。同时，石墨烯电极还可以被用于储能器件、发电装置等。 2. 新型储存材料 石墨烯具有极高的比表面积和化学稳定性，所以在储存材料方面也有着广泛的应用，如锂离子电池、超级电容器及磁性纳米复合材料等。 3. 生物医学领域 石墨烯还具有良好的生物活性和生物相容性，因此在生物医学领域也有着广阔的应用前景。例如，可用作药物载体、生物医学传感器及组织再生材料等。 4. 环境保护领域 石墨烯还可以用于环境污染治理。例如，可用作水处理材料、油污处理材料等。同时，石墨烯还可以用于制造环保材料，如石墨烯防护材料。

三、石墨烯的研究进展 1. 石墨烯导电性研究 通过石墨烯的导电性研究，人们发现了一些比较好玩的现象： 石墨烯可以在极低的电压下形成电泳效应，这种现象对于生物医学、纳米电子学等领域具有重要意义。 2. 石墨烯的力学性能研究 石墨烯的力学性能在最近几年得到了广泛关注，例如制造高性 能复合材料等。此外，还有很多关于石墨烯力学性能的理论研究。 3. 石墨烯的光学性能研究 石墨烯在光学方面的研究也得到了广泛关注。石墨烯的独特光 学特性使其具有在光电池、太阳能电池等领域应用的潜力。 4. 石墨烯的晶格调控

石墨烯的应用现状及发展

石墨烯的应用现状及发展 石墨烯是一种全新的材料，由单层碳原子以二维晶格排列而成。其结构独特，具有许多优异的物理性质，包括高导电性、高热导性、高强度、柔韧性和透明性等。自2004年石墨烯被首次发现以来，其在各领域的应用潜力被广泛关注和研究。本文将从石墨烯的应用现状和未来发展方向两个方面，探讨石墨烯材料的前景与挑战。 石墨烯的应用现状 1. 电子学领域 由于石墨烯具有出色的导电性能，因此在电子学领域有着广泛的应用前景。石墨烯可以作为高性能晶体管的材料，用于制造更小、更快的电子设备。石墨烯还可以用于制造柔性电子产品，如可弯曲显示屏、智能穿戴设备等。在电池领域，石墨烯的高导电性和高比表面积可以显著提高电池的充放电效率和储能密度。 2. 光电子学领域 石墨烯具有极高的光透过率和光吸收率，因此可以用于制造高性能的光电器件。石墨烯透明导电膜可以应用于太阳能电池、光电探测器、光电显示器等器件中。石墨烯的独特光学性质还使其成为制备超薄光学元件的理想材料，如超薄透镜、纳米光栅等。 3. 材料领域 石墨烯具有极高的强度和韧性，可以制备出各种高性能的复合材料。这些复合材料具有优异的力学性能和导电性能，在航空航天、汽车制造、建筑材料等领域有着广泛的应用前景。石墨烯还可以用于制备高性能的防腐涂料、抗静电材料等。 4. 生物医学领域 石墨烯具有良好的生物相容性和生物活性，可以用于制备生物传感器、药物载体、组织工程支架等生物医学器件。研究表明，石墨烯及其衍生物在癌症治疗、基因传递、细胞成像等方面具有巨大的潜力。 石墨烯的发展趋势 1. 大规模制备技术 目前，石墨烯的大规模制备技术仍是一个世界性难题。传统的机械剥离法和化学气相沉积法虽然可以制备出高质量的石墨烯样品，但是成本高、产量低，无法满足广泛应用的需求。发展低成本、高效率的石墨烯大规模制备技术是当前的重点研究方向。 2. 功能化修饰技术

石墨烯化学改性及其应用研究

石墨烯化学改性及其应用研究 石墨烯是一种由碳原子构成的平面六角形结构的材料，它具有很高的机械强度、热导率和导电率，被认为是一种前景广阔的新型材料。然而，石墨烯的应用受到其在化学稳定性和生物相容性方面的限制。为了解决这些问题，石墨烯化学改性被广泛研究。 一、石墨烯化学改性方法 石墨烯的化学稳定性可以通过在其表面引入化学官能团来增强。通常使用的方 法有氧化、烷基化和芳基化等。 1. 氧化改性：氧化是最常用的化学改性方法之一，可以通过暴露石墨烯在有机 溶剂和强氧化剂下，例如硝酸和过氧化氢，来引入氧化官能团。氧化石墨烯（GO）的羟基、羧基和酮基等官能团可以提高其在水中的分散性，并可用于制备复合材料和高性能纳米电子器件。 2. 烷基化改性：烷基化是通过与自由基或亲电试剂反应来在石墨烯表面引入烷 基官能团。例如，用溴代烷或卤代乙酸盐可以在石墨烯表面引入烷基官能团，增加了其与有机分子的相容性。 3. 芳基化改性：芳基化包括用芳香族化合物进行反应或热解。通过用过渡金属 催化剂催化石墨烯和芳香族化合物的反应，可以在石墨烯表面引入芳基官能团，增加其化学反应性和电学性质。 二、石墨烯化学改性应用的研究进展 通过石墨烯化学改性，可以实现对其物理和化学性质的精确调控，从而扩大其 应用范围。 1. 生物医学应用研究

石墨烯化学改性后的材料具有更好的生物相容性和生物可降解性。例如，氧化 石墨烯经过PEG化改性后可以在体内通过肝脏进行有效降解。将石墨烯氧化物与 生物大分子（如DNA、蛋白质）进行配合，可以用于有效地传递DNA和制备纳 米载药系统，具有很好的药物控释效果。 2. 电子和储能应用研究 石墨烯经过化学改性后可以用于制备新型的电子和储能器件。例如，将石墨烯 氧化物与其他功能性纳米材料（如金属纳米粒子和碳纳米管）进行配合，制备出复合材料，可用于电池、超级电容器和光电催化剂等领域。同时，将石墨烯表面修饰具有机功能分子可以增强其在电路中的性能和稳定性。 3. 其他应用研究 石墨烯经过化学改性之后，还可以用于各种领域。例如，利用石墨烯氧化物在 表面引入官能团，可以增强其在水中的分散性，制备出高性能的水净化和分离介质。石墨烯通过与绿色荧光蛋白等蛋白质配合，可用于制备成像探针。此外，由于化学改性后的石墨烯具有局部改变的水接触角等性质，还可以用于润滑剂和涂层等方面。 三、石墨烯化学改性存在的挑战和前景展望 尽管石墨烯化学改性使其应用变得更加广泛，但对于化学改性方法仍存在若干 技术挑战，如改性程度的控制、官能团的稳定性、分子结构复杂性等问题。因此，今后的研究应该注重解决以上问题，同时寻求更多适用于不同应用领域的化学改性方法。 展望未来，石墨烯化学改性将不断向多功能、多领域的方向发展，成为更加智 能化、精细化的材料。石墨烯注定是一个正在快速发展的领域，它的发展前景将不断扩大和深入。

石墨烯技术的研究进展

石墨烯技术的研究进展 近几年来，石墨烯技术备受人们关注。石墨烯是一种二维单层 全碳材料，厚度只有1个原子，具有高导电、高热导、高透明性 和高拉伸强度等优异性能，被广泛应用于电子学、光学、生物医 学等领域。 第一部分：石墨烯的制备方法 石墨烯的制备方法主要包括机械剥离法、化学气相沉积法、物 理气相沉积法、溶液剥离法等。 机械剥离法是通过用胶带、刮刀等将石墨材料剥离得到石墨烯。这种方法简单易行，但是成本高，难以工业化生产。化学气相沉 积法是通过将气态前体分解生成石墨烯，其制备方法成本低、可 规模生产，但是该方法存在缺陷较多，如生成石墨烯的质量较差，需要后处理等问题。物理气相沉积法是利用高温和高压下将石墨 和金属催化剂反应生成石墨烯。该方法成本低，制备出来的石墨 烯质量较好，但是需要高温高压，难以工业化生产。溶液剥离法 是将石墨材料分散在溶剂中得到石墨烯。该方法能够制备出高质 量的石墨烯，但是需要高度纯净的石墨材料和溶剂，且后处理成 本高。

第二部分：石墨烯的应用领域 由于石墨烯具有高导电、高热导、高透明性和高拉伸强度等优异性能，被广泛应用于电子学、光学、生物医学等领域。 在电子学领域，石墨烯能够制备出高性能的晶体管、器件等。石墨烯晶体管具有高的载流子迁移率和易受控性，是未来电子设备的重要组成部分。 在光学领域，石墨烯能够制备出高性能的透光材料、光学器件等。石墨烯具有高透明性和高吸收性，且能够吸收多种光谱范围的光线，能够实现在不同波长光线下的调控性能，是高效光学器件的理想材料。 在生物医学领域，石墨烯被应用于药物传递、生物成像和生物传感器等方面。石墨烯具有良好的生物兼容性和靶向识别能力，能够以多种方式与生物体相互作用，有望成为下一代生物医学器件的重要材料。

石墨烯改性抗静电材料的研究进展

石墨烯改性抗静电材料的研究进展 一、石墨烯在抗静电材料中的应用 石墨烯可以通过与其他材料复合，制备具有良好抗静电性能的材料。石墨烯与聚合物复合可以制备出具有良好导电性能和机械性能的抗静电材料。石墨烯还可以与纳米材料复合，制备出具有优异导电性能和抗静电性能的复合材料。石墨烯的应用为抗静电材料的性能提升提供了新的思路和途径。 目前，石墨烯改性抗静电材料的制备方法主要包括物理复合和化学改性两种途径。 1. 物理复合：物理复合是将石墨烯与其他材料进行混合、热压或溶液共混等方式制备复合材料。这种方法制备的石墨烯改性抗静电材料具有简单、成本低等优点，但是由于物理复合过程中石墨烯与其他材料之间的界面结合不牢固，导致复合材料的性能不稳定。 2. 化学改性：化学改性是指通过化学反应使石墨烯与其他材料发生作用，从而改善石墨烯与其他材料之间的界面结合性能。常见的化学改性方法包括氧化改性、功能化改性等。这种方法制备的石墨烯改性抗静电材料具有界面结合性能好、性能稳定等优点，但是化学改性过程复杂，需要精确控制反应条件。 随着石墨烯改性抗静电材料研究的不断深入，未来的发展趋势主要包括以下几个方面： 1. 多功能复合材料：石墨烯改性抗静电材料将向多功能化方向发展，即具有导电、抗静电以及其他功能性能的复合材料。这将为抗静电材料的应用提供更多的选择和可能性。 2. 结构设计和性能优化：石墨烯改性抗静电材料的结构设计和性能优化将成为未来的研究重点。通过精确控制石墨烯与其他材料的界面结合性能，优化复合材料的导电性能和抗静电性能。 3. 环保材料和可持续发展：未来的研究将更加关注石墨烯改性抗静电材料的环保性能和可持续发展。寻找更加环保可持续的改性方法和材料应用，推动石墨烯改性抗静电材料在工业生产中的广泛应用。

石墨烯研究成果及应用前景

石墨烯研究成果及应用前景 石墨烯，作为一种新型的碳材料，自2004年被发现以来，就受到了科学界和工业界的广泛关注。它具有独特的二维结构和优异的电学、热学和力学性能，被认为具有极大的发展潜力和广阔的应用前景。在石墨烯研究的过程中，科学家们不断取得了丰富的研究成果，并不断探索其在材料科学、电子学、光电子学、生物医药等领域的应用。 首先，关于石墨烯的研究成果。在石墨烯的研究中，科学家们不断发掘其独特性能和应用价值。在电学方面，石墨烯以其良好的导电性和透明性成为了研究的热点。研究人员发现，石墨烯的载流子迁移率可以达到几千cm²/Vs，远远超过了传统的硅材料，使其成为了高性能电子器件的理想材料。在热学方面，石墨烯具有极高的热导率，被认为是极好的热导体。在力学性能方面，石墨烯具有极高的抗拉伸强度和弹性模量，使其成为了理想的纳米材料。这些优异的性能为石墨烯在各种领域的应用奠定了坚实的基础。 其次，关于石墨烯在不同领域的应用前景。石墨烯在材料科学、电子学、光电子学、生物医药等领域都具有广泛的应用前景。在材料科学领域，石墨烯可以作为材料增强剂，用于制备高性能的复合材料，以改进其力学性能和导电性能。在电子学领域，石墨烯可以制备高性能的晶体管、集成电路等器件，用于提升电子设备的性能。在光电子学领域，石墨烯具有出色的光学特性，可以制备高性能的光学器件，用于激光技术、光学通信等领域。在生物医药领域，石墨烯可以作为药物载体，用于传递药物、诊断和治疗疾病，具有重要的应用潜力。

除了以上提到的领域，石墨烯还具有许多其他潜在的应用前景。例如，在能源领域，石墨烯可以作为电池、超级电容器、太阳能电池等器件的材料，改进其性能并提升能源转换效率；在环境领域，石墨烯可以被用于污水处理、气体分离、环境监测等方面，改进环境保护技术；在纳米材料领域，石墨烯可以与其他纳米材料结合，开发出更多新颖的材料，具有广泛的研究和应用价值。 然而，尽管石墨烯具有极大的发展潜力和广阔的应用前景，但其在实际应用中面临着一些挑战和问题。首先，石墨烯的大规模制备和加工技术仍然比较困难，高质量的石墨烯制备技术仍需要进一步研究和改进。其次，石墨烯的安全性和环境友好性等方面也需要深入研究，以确保其在应用中可以被安全使用。此外，石墨烯与其他材料的结合和复合也需要深入研究，以提升其在实际应用中的性能和稳定性。 总的来说，石墨烯作为一种新型的碳材料，具有独特的二维结构和优异的性能，在材料科学、电子学、光电子学、生物医药等领域都具有广泛的应用前景。随着研究的不断深入，相信石墨烯在未来会有更多新颖的应用和突破。对于科学家们来说，需要继续投入精力和资源，加强对石墨烯的研发和应用，推动其在各个领域的广泛应用和产业化进程，促进新材料产业的发展和创新。对于工业界来说，也需要积极关注石墨烯的研究进展，加强技术创新，积极开发和应用石墨烯材料，

石墨烯在聚合物改性中的研究进展

石墨烯在聚合物改性中的研究进展 石墨烯是由碳原子以sp2杂化构成的二维平面晶体结构，具有高的导电性、热导率和 机械性能，因此在聚合物改性中具有广泛的应用前景。石墨烯可以通过与聚合物基体的物 理混合、化学修饰或直接合成等方式引入聚合物中，从而实现对聚合物性能的调控、增强，扩展了聚合物的应用领域。 一种常见的方法是将石墨烯与聚合物基体进行物理混合。石墨烯具有高的比表面积和 亲水性，能够与聚合物基体形成均匀分散的复合材料。石墨烯可以通过机械剥离、液相剥离、化学剥离等方法制备成片状、纳米片状、纳米带状等不同形态的石墨烯，并与聚合物 基体进行物理混合。石墨烯可以增加聚合物的导电性和热导率，从而提高聚合物的导电与 导热性能。石墨烯与聚合物EPS形成的复合材料在导电性、抗静电性、电磁屏蔽性等方面 具有优异性能。石墨烯还可以改善聚合物的力学性能。由于石墨烯具有纳米级结构和高的 比表面积，能够增加聚合物的界面相互作用，提高复合材料的强度、刚度和断裂韧性。 另一种方法是通过化学修饰的方式将石墨烯引入聚合物中。石墨烯的表面含有大量的 羟基、羰基等官能团，可与聚合物基体发生化学反应。通过改变官能团的类型和含量，可 以实现对石墨烯与聚合物基体之间相互作用的调控。通过在石墨烯表面修饰含有活性基团 的分子，使石墨烯与聚合物基体之间形成共价键，增强它们之间的相互作用。石墨烯化学 修饰后的复合材料具有更好的分散性、界面结合性和光学性能。石墨烯还可以通过与功能 化聚合物共混形成复合材料，从而实现对聚合物的功能化改性。通过与石墨烯共混的聚合 物复合材料可以实现对气体分离、光催化、荧光传感等性能的调控。 还可以通过直接合成方法将石墨烯引入聚合物中。直接合成的方法包括化学气相沉积、电化学合成、热解法等。通过直接合成可以获得高度纯净、大面积的石墨烯，从而提高复 合材料的性能。在聚合物基体表面制备石墨烯纳米复合薄膜，可以增强聚合物的光学透明性、机械强度和耐磨性。 石墨烯在聚合物改性中的研究进展表明，通过不同的引入方式可以实现对聚合物性能 的调控和增强。石墨烯与聚合物基体形成的复合材料具有优异的导电性、热导率、力学性 能等特点，拓展了其在电子器件、能量存储、传感器等领域的应用。目前石墨烯与聚合物 基体之间的界面相互作用机制还不完全清楚，研究人员还需要进一步探索和研究，以实现 对复合材料性能的更好调控和优化。

石墨烯的研究现状与发展趋势展望

石墨烯的研究现状与发展趋势展望 摘要：石墨烯被称之为是神奇材料和万能材料，作为一种产生于新时代的新 型材料，其本身具有着不容替代的电学、力学以及光学性能。为此，本篇文章主 要分析了石墨烯在国内外的研究现状，并对其未来的应用与发展趋势做出了展望。 关键词：石墨烯；研究发展；发展趋势 一、前言 碳材料在人类的发展进程中起到了重要的作用，作为一种十分常见且应用频 率较高的材料，碳家族不仅仅有世界上硬度最高的金刚石，同时也有柔韧性极好 的石墨烯。目前石墨烯在世界范围内得到了高度的重视，由于其本身具有着较强 的导电、导热性能，同时还拥有着高强度、高机械性以及超薄等优点，因此无论 是在当下还是在未来均有着十分广阔的发展前景。 二、石墨烯国内外研究现状 （一）国外 鉴于石墨烯具有着如此之多的优良性能，因此世界各国都积极投入到了对石 墨烯技术和产业化发展的研究之中。其中，美国、日本等发达国家已经取得了阶 段性的研究成果，并在各大企业中投入应用，例如IBM与三星公司均在利用石墨 烯来生产电子产品。整体而言，石墨烯技术在国际领域中已经发展的相对成熟， 并且在多个行业中都有着较为深入的应用，逐渐呈现出了领先地位。自2013年 开始，有关于石墨烯的23个项目逐渐进入到大众视野，欧盟正式对外宣布，在 未来十年将会投入10亿欧元和100个研究团队来进行石墨烯技术开发。 在美国，有多达三百多项的石墨烯研发项目正在积极进行，基本每项的投资 额度均在10~50万美元。通过初步了解可知，美国所研发的石墨烯技术重点倾向 于体积更小且运行速度更快的电子器件。而日本对于石墨烯行业的研究投入则更

大，国家政府不仅大力支持相关企业与教育机构的研发工作，同时还在行业内投 入了大量的研究资金。其中索尼公司也在积极研究石墨烯薄膜技术，研究成果令 人期待。 （二）国内 相较于发达国家而言，我国对石墨烯技术的研究也并不落后。早在2009年，中国科学院就已经正式推出了“石墨烯研究专项”，国家政府不仅给予了这一科 研项目以强大的资金与政策支持，科技部也鼓励诸多企业和个人加入到石墨烯的 研究队伍中，在很短的时时间内，便在石墨烯领域取得诸多进展。截止到目前为止，我国的石墨烯研究技术在国际中仍属前列，具体的应用领域包括石墨烯制备、储能、触摸屏、防腐涂料等等。 三、石墨烯的应用 （一）透明电极 随着我国工业发展速度的持续加快，在商业领域中，有关于透明材料的应用 频率在持续增加，其中最为主要的材料即为氧化铟。相比较而言，铟元素的性质 十分稳定，但由于其产量稀少因此使用成本极高，并且在加工过程中会产生较强 的毒性，具有着一定的局限性。而石墨烯技术的出现则很好解决了这一问题，碳 材料具有着高透光性与高导电性的特点，通过技术加工工艺可以制作成具有极强 渗透性的电网，进而替代氧化铟锡作为生产透明电极的新材料。石墨烯的广泛应 用不仅有效提高了生产效率，而且还为企业带来了更高的经济收益，为整个行业 可持续发展目标的顺利实现提供支持力量。 （二）传感器 在我国当前的生物传感器技术领域中，两大支撑技术即为生物与信息技术， 其中集合了多个学科的专业技能。由于氧化石墨烯具有多种官能团，可被多种生 物活性分子修饰且保持其活性不变，使得石墨烯传感器在基因、免疫诊断等医学 领域有极大的应用潜力。 （三）存储器

石墨烯研究进展及其应用现状

石墨烯研究进展及其应用现状 王浩 【摘要】作为一种新材料,石墨烯具有独特的物理结构特点和优异的应用性能,近年来石墨烯的应用研究占据重要的地位.综述了目前的研究现状和应用现状:综合分析其应用领域,由此分析石墨烯的综合价值和发展潜力,并根据石墨烯被确认的物理化学特性深入探讨其研究价值. 【期刊名称】《精细石油化工进展》 【年(卷),期】2018(019)005 【总页数】4页(P51-54) 【关键词】石墨烯;物理化学特性;应用;研究进展 【作者】王浩 【作者单位】西南石油大学材料科学与工程学院,成都610500 【正文语种】中文 近年来，石墨烯应用成果频频。随着石墨烯应用的深入研究，石墨烯的物理化学特性也被进一步挖掘出来。而前人的文章中也指出，关于石墨烯的研究成果，就关于它的文献数量来看，可以说是每天递增[1]。而石墨烯本身，除了导电性、比表面积大等优越性能之外，更是因其原子级别的独特结构特性具有着量子性质的应用特性，如量子霍尔效应，使得其在导电性能微观层面上的表现更为独特。本文通过对石墨烯的研究进展和应用成果的介绍，深入分析石墨烯的应用价值和应用前景，对

石墨烯目前的研究进行综合梳理，并且介绍其在材料领域中的实际应用。 1 石墨烯介绍 石墨烯，一般为单原子层结构，而特殊情况下，由于多维空间上形成的连接和接触，石墨烯本身的单层结构之间会形成一定的联系，形成第二种情况—多层石墨烯片 层结构。对于单层石墨烯结构，本质上为单层性质的石墨原子构成，但由于目前研究手段的有限性以及石墨烯单层晶体结构不同于其他晶体(晶体结构受热涨落影响 而变化)的稳定晶体结构特性，目前人们似乎对其具体的结构尚且无法得知[1]。也因为其晶体结构的稳定性，前人设计出一系列制备石墨烯的方法。 实际上石墨烯本来就存在于自然界，只是难以剥离出单层结构。石墨烯一层层叠起来就是石墨，厚1毫米的石墨大约包含300万层石墨烯。从微观结构上理解，石 墨烯是一种由碳原子以sp2杂化轨道组成六角型呈蜂巢晶格(类似苯环结构)的二维碳纳米材料，其结构特征被称为莫比乌斯环拓扑特征 [2]。对于石墨烯，常用的粉体生产方法为机械剥离法、氧化还原法、碳化硅(SiC)外延生长法、取向附生法、 赫默(Hummer)法，薄膜生产方法则为化学气相沉积法(CVD)。而常用的制备2D 性质的单分子层石墨烯片层一般有2种，一种为微机械剥离法(可以使用超声波分 散仪辅助)和取向附生法[1]。 2 石墨烯研究进展 石墨烯是目前世界上最硬、最薄的新材料，同时也具有高强度、高比表面积、导热性和导电性[3]，这是对石墨烯特性的最初了解。但具体来讲，不能局限地说明石 墨烯的研究进展。石墨的特殊的片层结构一直是一个研究热点。石墨烯又称单层石墨片，与石墨的单原子层类似，但结构上有本质区别，并且表面性质更为复杂。与碳纳米管相比，石墨烯有完美的杂化结构，大的共轭体系使其电子传输能力很强，而且合成石墨烯的原料是石墨，价格低廉，这表明石墨烯在应用方面将优于碳纳米管。与硅相比，石墨烯同样具有霍尔量子效应等物理特性[3]，在硅芯片等电子元

石墨烯改性抗静电材料的研究进展

石墨烯改性抗静电材料的研究进展 石墨烯是由碳原子形成的二维晶体材料，具有独特的物理、化学和电子特性，被广泛应用于电子学、光电技术和材料科学等领域。近年来，研究人员发现石墨烯可以通过改性来获得新的功能和性能，其中之一是制备抗静电材料。本文将介绍石墨烯改性抗静电材料的研究进展。 石墨烯具有优异的导电性和热导性，在制备抗静电材料时可以起到优化材料导电性能的作用。一种常见的方法是将石墨烯添加到传统的聚合物基体中，形成石墨烯复合材料。石墨烯的导电性可以使复合材料具有较低的电阻率，从而降低材料表面的静电电荷积聚。研究表明，添加石墨烯可以显著提高聚合物基体的导电性能，使其具有良好的抗静电性能。 除了改善导电性，石墨烯还可以通过调控材料的表面形貌和化学特性来改善抗静电性能。研究人员通过改变石墨烯的形态，如片状、纳米片或纳米带等，可以控制材料的表面形貌。石墨烯的表面形貌可以增加复合材料的表面积，增强与外界环境的相互作用，从而增强抗静电性能。石墨烯还可以通过氧化、官能团改性等方法来改变其化学特性，进而影响材料的表面性质和抗静电性能。 近年来，研究人员还发现通过调控石墨烯的层数和形貌可以实现抗静电性能的进一步提高。多层石墨烯具有更好的导电性能和较低的电阻率，可以大大降低材料的表面电阻。石墨烯的片状结构在复合材料中具有较好的分散性和增韧作用，可以增强材料的机械性能和耐磨性能。研究人员将复合材料的层数和形貌与其他添加剂进行调配，可以实现材料性能的多重优化。 随着石墨烯技术的不断发展，石墨烯改性抗静电材料已经取得了显著的研究进展。目前，已经有很多研究报道了不同种类的石墨烯复合材料在抗静电性能方面的应用。这些研究结果表明，石墨烯具有广阔的应用前景，并为抗静电材料的研究提供了新的思路和方法。 石墨烯改性抗静电材料是目前研究的热点之一，其具有优异的导电性能和热导性能，可以通过调控形貌和化学特性来实现材料性能的优化。研究人员已经取得了一些重要的研究进展，但仍存在着一些挑战和问题需要解决。未来的研究工作应进一步深入，以实现更好的抗静电性能，并推动石墨烯改性抗静电材料的工业应用。

石墨烯氧化石墨烯在纺织品中的应用研究进展

石墨烯氧化石墨烯在纺织品中的应用研 究进展 摘要：2004年Geim采用机械剥离法制备了石墨烯，石墨烯具有优异的导电 性能、导热性能、力学性能及优异的电子迁移率。氧化石墨烯（GO）是石墨烯的 衍生物之一，表面含有大量的含氧官能团，如羧基、羟基、羰基、环氧基等，具 有较好的分散性以及化学反应活性。石墨烯及GO独特的结构和优异的性能，已 经成为研究的焦点，广泛应用于超级电容器、传感、生物医学等领域。近年来随 着对石墨烯基材料的不断研究，人们也在不断探索将石墨烯材料应用到纺织品中。研究发现，将石墨烯材料应用到纺织面料中，可赋予面料抗静电、抗菌抑菌、防 紫外线、传感及防弹性能等。这些性能使得石墨烯材料成为纺织领域中的研究热点，有望在纺织品中有更深远的发展。本文介绍了最近几年石墨烯及GO改性织 物在这些领域的应用研究。 关键词：石墨烯氧化石墨烯；纺织品；应用研究进展 引言 近年来，新型纺织材料层出不穷，其性能更新迭代，以不断提高满足消费者 的生活需求。而石墨烯作为一种新型纳米材料，因其优异的抗静电、防紫外、抗菌、导电、耐热等性能在纺织领域中被广泛应用于制备户外用品、特殊职业装、 专业运动服等。在此背景下，本文主要介绍石墨烯改性纤维、石墨烯功能织物的 制备以及石墨烯最新的应用进展。 一、石墨烯概述 石墨烯纤维是指由石墨烯形成连续细丝形状的材料。石墨烯是片状纳米材料，没有类似于高聚物的大分子链结构，同时石墨烯具有分散性且很难组装，因而制 备石墨烯纤维有一定难度。2011年首次利用湿法纺丝原理制备了石墨烯纤维。通 过借鉴传统的湿法纺丝方法原理，将氧化石墨烯液晶化，制得宏观连续的氧化石

石墨烯改性纺织品研究进展

石墨烯改性纺织品研究进展 作者：程飞阳祝国成 来源：《现代纺织技术》2021年第04期 摘要：石墨烯作为一种新型纳米材料，能赋予纤维及织物良好的抗静电、防紫外、抗菌抑菌、电磁屏蔽、耐热、耐磨等性能，在功能性纤维与面料以及智能纺织品领域有着广阔的应用前景，已经成为未来纺织品发展的一大趋势。为了更好的选择石墨烯改性的方法与工艺，从而获得性能更优的功能与智能纺织品，主要分析了石墨烯在纤维、纱线和织物改性中的多种不同方法，包括共聚法、直接喂食法、涂层法、层层自组装法、原位还原法、复配液整理法、电化学沉积法、电泳沉积法等，并探讨了不同方法的优缺点与应用环境。 关键词：石墨烯;纤维;纱线;纺织品;改性方法 中图分类号： TS151 文献标志码：A 文章编号：1009-265X（2021）04-0107-08 Abstract： Graphene as a new type of nanomaterial can give fibers and fabrics excellent performance of anti-static electricity， ultraviolet， bacteria resistance， electromagnetic shielding，heat resistance and wear resistance. It has a broad application prospect in functional fibers， fabrics and smart textiles， and becomes a major trend of future textiles. In order to better select the graphene modification method and process for better functional and intelligent textiles， the methods of graphene modification in fibers， yarns and fabrics were analyzed， including copolymerization，direct feeding method， coating method， layer-by-layer self-assembly method， in-situ reduction method， compound liquid finishing method， electrochemical deposition method， and electrophoretic deposition method. Meanwhile， the advantages， disadvantages and application environments were discussed. Key words： graphene; fiber; yarn; textile; modification method 石墨烯是一种由碳原子以sp2杂化轨道组成六角型呈蜂巢晶格的二维碳纳米材料，是由英国曼彻斯特大学的两位教授Andre Geim和Konstantin Novoselov于2004年利用微机械剥离法首次制得[1]。石墨烯是目前世界上已知厚度最薄和电阻率最小的纳米材料，厚度约为0.335 nm，电阻率仅为10-6 Ω·cm，可广泛应用于智能纺织品，除此之外，石墨烯导热性能优良，导热系数可达5 300 W/（mK），作为增强体可显著提升复合材料的功能特性[2]。

石墨烯改性抗静电材料的研究进展

石墨烯改性抗静电材料的研究进展 石墨烯（Graphene）是一种由单层碳原子组成的二维材料，具有优异的导电性、热导性和力学性能等特点。由于其独特的结构和性质，石墨烯被广泛研究和应用于各个领域。石墨烯改性抗静电材料的研究也引起了研究者们的广泛兴趣。 静电是指物体表面带电现象。在某些场合，静电的积累和释放可能对设备和人身安全造成威胁。研究和开发抗静电材料对于解决静电问题具有重要意义。传统的抗静电材料通常通过加入导电填料（如金属粉末或导电聚合物）来改善材料的导电性，但这往往会影响材料的力学性能和透明性。 相比之下，石墨烯是一种天然的导电材料，并且具有优异的力学性能和透明度。利用石墨烯改性抗静电材料可以克服传统抗静电材料的局限性，并发挥出更好的性能。 1. 石墨烯复合材料：研究者们通过将石墨烯与其他导电填料（如碳纳米管、金属粉末等）复合，制备出具有更好导电性能的材料。石墨烯的高导电性可以提高材料的导电性，从而有效地抑制静电积累。 2. 石墨烯基静电耗散材料：石墨烯具有低电阻率和高比表面积的特点，可以有效地增强材料的静电耗散能力。研究表明，将石墨烯纳入静电散控材料中可以显著提高其静电耗散速率和效果。 3. 石墨烯涂层技术：通过在材料表面涂覆一层薄的石墨烯膜，可以有效地改善材料的导电性能和抗静电性能。这种石墨烯涂层技术具有简单、便捷、经济的特点，广泛应用于塑料、玻璃等材料的抗静电改性。 4. 石墨烯纤维和纺织品：石墨烯纤维和纺织品具有优异的导电性能和抗静电性能，可以应用于电磁屏蔽、静电消散等领域。 石墨烯还具有一些其他的特点，如超高比表面积、高机械强度、出色的热导性能等，这些特性使得石墨烯在电子器件、能源存储、催化剂等领域具有广泛的应用前景。石墨烯改性抗静电材料的研究不仅可以解决静电问题，还可以探索其在其他领域的应用。 石墨烯改性抗静电材料研究取得了显著的进展，不仅拓展了抗静电材料的应用范围，还为静电问题的解决提供了新思路。目前的研究还有一些挑战需要克服，例如石墨烯的规模化制备、稳定性的改善等。只有解决了这些问题，才能更好地推动石墨烯改性抗静电材料的工程应用。

石墨烯的研究进展

石墨烯的研究进展 刘乐浩，李铁虎，赵廷凯，王大为 (西北工业大学材料科学与工程学院，西安710072) 摘要石墨烯是碳的又一同素异形体，具有独特的二维结构和优异的力学、电学、光学、热学等性能，成为富勒烯和碳纳米管之后的又一研究热点。全面综述了近几年来石墨烯的制备方法，洋细讨论了微机械剥离法、化学剥离法、化学合成法、外延生长法、电弧法、化学气相沉积法的优缺点，并针对制备方法存在的产量低、结构不稳定、高污染等问题，提出了一些大规模可控制备高质量石墨烯的建议。还结合石墨烯的结构和特性，概括了石墨烯在复合材料、微电子、光学、能源、生物医学等领域的应用进展，并展望了其主要研究方向和发展趋势。 关键词石墨烯制备方法应用 中图分类号：〇613. 71 文献标识码： Research Progress on Graphene LIU Lehao，LI Tiehu，ZHAO Tingkai，WANG Dawei (School of Materials Science and Engineering，Northwestern Polytechnical University，Xi，an 710072) Abstract As an allotrope of carbon，graphene has become a research hotspot due to its unique two-dimensional structure and excellent mechanical，electrical，optical and thermal properties. Synthesis of graphene via different approaches ，such as micro mechanical stripping， chemical stripping， chemical synthesis， epitaxial growth， arc dis- charge，and chemical vapor deposition， are discussed in detail， and strategies for producing homogeneous graphene with improved yield and structural stability while limiting its pollution are proposed. Also application progress of gre- phene in polymer composites，micro electronics， optics， energy and biomedicine are summarized， and the main research direction and development trend are imagined. Key words graphene，preparation methods，application o引言 富勒烯[1]和碳纳米管[2]已经成为碳材料研究的热点，而在2004年，Geim等[3]又发现了碳的又一同素异形体——石墨烯（Graphene)。石墨烯是由sp2轨道杂化的碳原子按正六边形紧密排列成蜂窝状晶格的单层二维平面结构。然而在20世纪30年代，Peierls和Landau认为由于热力学不稳定性而不可能存在这种二维晶体[，]。 1966 年 Wagner 等[6]提出Mermin-Wagner理论，并证明不可能存在二维晶体材料。石墨烯可以卷曲成零维的富勒烯、一维的碳纳米管[7，]，并堆积成三维的石墨，它们共同组成了一个完整的碳系家族。 石墨烯中各碳原子间的连接非常柔韧，当施加外部机械力时，碳原子面就会弯曲变形，使碳原子不必重新排列来适应外力而保持晶体结构稳定。这种结构使得石墨烯具有很高的热导率（5000W • m-1• K—1)[9]和很大的杨氏模量(1.0TPa)[1°]。石墨烯的理论比表面积高达2600m2/g[u]。此外石墨烯还具有很高的光透射率（97. 7%)。石墨烯最大的特性是其电子运动速度达到光速的1/300，室温下的电子迁移率达15000cm2/(V* s)[12]，是目前已知材料中电子传导速率最快的。石墨烯具有特殊的二维结构，使其具有室温量子隧道效应[13]、反常量子霍尔效应[12，14，15]、双极性电场效应[16]等一系列独特的电学性质。石墨烯引起了人们的普遍关注[17—2°]，成为继富勒烯、碳纳米管之后的又一研究热点。近几年来，全球发表的石墨烯SCI论文几乎以指数增幅增长，并且出现了越来越多的具体研究方向[21]。 由于石墨烯的发展日新月异，本文综述了石墨烯的主要制备方法及其优缺点，并针对上述制备方法存在的问题，提出了一些见解和建议，概括了石墨烯在复合材料、微电子等领域的应用进展，并预测了其主要研究方向和发展趋势。 1石墨烯的制备 目前石墨烯的主要制备方法有微机械剥离法、化学剥离法、化学合成法、外延生长法、化学气相沉积法及电弧法。 1.1微机械剥离法 微机械剥离法是通过机械力来剥离石墨原料从而制备单层或者多层石墨烯的方法。 Geim等[3]用氧等离子体首先在1mm厚的高定向热解石墨（HOPG)表面刻蚀出宽20pm〜2mm、深5pm的微槽，然 后将其用光刻胶粘到玻璃衬底上，再用透明胶带反复撕揭以得到石墨烯微片，随后将粘有微片的玻璃放入丙酮中超声，由于范德华力或毛细管力，石墨烯会吸附到丙酮下面的硅片上。他们用此法首先得到了单层石墨烯并研究了其电学性质。Jaya Se na*[22]报道了一种制备多层石墨烯的机械剥离方法。他们先将HOPG切割成较小的正方体，然后用固定在超声振动装置上的单晶金刚石来切割小块HOPG从而得到石墨烯，超声震动的应用减少了石墨烯的缺陷。Pu等[23]用超临界COe剥离石墨来制备多层石墨烯，他们先将天然石墨粉放入高压容器中，然后通入CO2使容器压力达到10MPa,并加热容器使其温度为45°C，此时石墨粉处于超临界 71994-2014 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved, https://www.wendangku.net/doc/bc19120232.html,

石墨烯的研究进展

石墨烯的研究进展 石墨烯是一种二维自由态原子晶体，具有极佳的导电特性、导热特性、光学特性、机械特性，在各个不同的学科领域得到了大量探索和研究。论文阐述了石墨烯的结构、特性、应用进展以及石墨烯具有的优缺点，并对石墨烯的应用提出了建议。 【Abstract】The graphene is a kind of two-dimensional free atom crystal with excellent conductivity，thermal conductivity，optical and mechanical properties. It has been explored and researched much in various subjects areas. In this paper，the structure，properties and application of graphene and its advantages and disadvantages are discussed. Paper puts forward the proposal for the graphene application. 标签：石墨烯；结构；性质；应用 1 引言 石墨烯（Graphene）是一种由碳原子以sp2杂化方式形成的蜂窝状平面薄膜，是当前发现的唯一一种二维自由态原子晶体，是除金刚石以外其他碳晶体的基本结构单元，具有许多极佳的电子及机械性能，是当前使用的材料中最薄、强度最大、导电和导热性能最好的一种纳米材料[1]。近年来，科学界对石墨烯的研究逐渐从石墨烯的制备研究转变到对石墨烯的应用研究，并对石墨烯在光电、医学、计算机晶体管等领域都进行了大量的研究，取得了较好的成果。 2 石墨烯的结构及特性 2.1 结构 石墨烯是一种单原子层的碳二维纳米材料，其点阵结构是由碳六元环组成的二维蜂窝状，是构成其他石墨材料的基本单元，石墨烯主要分为单层石墨烯、双层石墨烯、少层石 墨烯、多层或厚层石墨烯4个类别。石墨烯中每个碳原子 之间都以很强的共价σ键相互结合，且相互成为120°的角度，其C—C键长大约为0.142nm，构成了特有的六角晶格，这种特殊的成键方式和结构使石墨烯成为史上最牢固的材料之一[2]。 2.2 导电特性 石墨烯原子之间具有极强的相互作用力，在室温条件下，即使碳原子之间发生相互碰撞和挤压，石墨烯中的电子在轨道中移动时也不会发生散射，其电子受

石墨烯研究进展

石墨烯复合材料的研究进展 石墨烯以其优异的性能和独特的二维结构成为材料领域研究热点。本文综述了石墨烯的制备方法并简单介绍了石墨烯的力学、光学、电学及热学性能,并对石墨烯的复合材料应用做了展望。 1制备方法 熔融共混法:将原始石墨氧化,经过剥离并还原制成石墨烯,与聚合物在熔融状态下共混制得复合材料。 原位聚合法:将石墨烯与聚合物单体混合,加入引发剂引发反应,最后制得复合材料。 溶液混合法:在溶液共混法中,常常先制备氧化石墨烯,对其进行改性得到在有机溶剂中能够分散的分散液,通过还原得到石墨烯,然后与聚合物进行溶液共混制备石墨烯/ 聚合物复合材料。 乳液混合法:利用氧化石墨烯在水中具有良好的分散性,可将氧化石墨烯的水性分散液与聚合物胶乳进行混合,通过还原制备石墨烯/ 聚合物复合材料。 2性能特点 导电性:石墨烯结构非常稳定,迄今为止,研究者仍未发现石墨烯中有碳原子缺失的情况。石墨烯中各碳原子之间的连接非常柔韧,当施加外部机械力时,碳原子面就弯曲变形,从而使碳原子不必重新排列来适应外力,也就保持了结构稳定 导热性能:石墨烯优异的热传输性能可应用于微型电子设备的热 管理如导热膏热驱动、形状记忆聚合物等。

机械特性:石墨烯是人类已知强度最高的物质,比钻石还坚硬,强度比世界上最好的钢铁还要高上100倍。 相互作用:石墨烯中电子间以及电子与蜂窝状栅格间均存在着强烈的相互作用。 化学性质:类似石墨表面,石墨烯可以吸附和脱附各种原子和分子。从表面化 学的角度来看,石墨烯的性质类似于石墨,可利用石墨来推测石墨烯的性质。 3结论与展望 目前,无论是在理论还是实验研究方面,石墨烯均已展示出重大的科学意义和 应用价值,且已在生物、电极材料、传感器等方面展现出独特的应用优势。随着对石墨烯研究的不断深入,其内在的一些特殊性能如荧光性能、模板性能等也相继被发现。由于石墨烯具有较大的比表面积、径厚比、热导率和电导率,与传统填料相比,石墨烯增强的复合材料具有更加优异的物理性能。目前,国外已有石墨烯/聚合物复合材料的相关专利报道,应用领域涵盖了能源行业的燃料电池用储氢材料,合成化学工业的微孔催化剂载体,导电塑料,导电涂料以及建筑行业的防火阻燃材料等方面。可见,石墨烯的发现为制备轻质、低价和高性能及多功能的纳米填料/高分子复合材料提供了新的途径和机遇。 4参考文献 [1] Graphene Film growth on Polycrystalline Metals [J] REBECCA S.EDW ARDS AND KARL S.COLEMAN Department of Chemistry,Durham University,South poad,Durham DH13LE,U.K. RECEVED ON APPIL 30 2012 ACS 23-30 Graphene, a true wonder material, is the newest member of the nanocarbon family. The continuous network of hexagonally arranged carbon