石墨烯（graphene）是近幾年來發展起來的一種新型二維無機納米材料，自從其發現以來，石墨烯在化學、物理、材料、電子等各個領域顯示了廣闊的應用前景。尤其是它極高的機械強度，出色的導電和導熱性能，以及豐富的來源（石墨），使其能作為一種理想的無機納米填料來制備聚合物復合材料。但是目前為止，石墨烯材料的大規模制備，以及如何將石墨烯均勻地分散到聚合物基體中并且優化石墨烯與聚合物基體之間的界面作用力一直是科學界及工業界尚待解決的難題。本學位論文圍繞著這些問題，運用了多種新穎的方法實現了對石墨烯以及功能化石墨烯材料的合成，并制備了多種高性能的石墨烯/聚合物復合材料，這些材料在航空、運輸、生物醫藥等方面具有潛在的應用價值。 由于石墨烯獨特的電子結構及良好的導電性，因此石墨烯很有可能成為組成納米電子器件的比較好材料。全國合成石墨烯復合材料圖片

當前，石墨烯材料研究領域真正的挑戰是如何低成本、大批量地生產高質量的石墨烯薄層,從而進行大規模應用.石墨烯材料的制備思路可分為自上而下從石墨或碳納米管剝離得到石墨烯與自下而上地用分子合成石墨稀兩種（圖1）[23].前者以石墨稀和碳納米管為原料通過機械剝離法、液相剝離法、氧化還原法等方法將石墨片層從石墨中剝離出來，后者通過含碳化合物以化學氣相沉積和有機合成等途徑來合成石墨烯。機械剝離法直接從石墨出發，通過一定的機械力將石墨片層剝離，可以制備得到缺陷較少的石墨烯材料.Geim小組就是通過“撕膠帶”的機械剝離法***制備出了單層石墨烯.內蒙古石墨烯復合材料研發氧化石墨烯易于剝離成穩定的氧化石墨烯分散液，易于成膜。

還原石墨烯以及改性的石墨烯已經被用在藥物載體、活細胞成像、生物分子檢測等生物領域[50]。相比于碳納米管，石墨烯基材料在生物領域的應用有著明顯的優勢。首先，它不含金屬催化劑等雜質，因此不會對細胞產生生物應激。其次，改性的石墨烯的分散不需要表面活性劑而且具有更好的水溶性。再次，石墨烯極高的比表面積能使載藥量**提高。改性石墨烯同樣也被用在一些生物器件上，檢測生物細胞以及生物分子。它能作為界面對單個細菌進行識別，也能作為無標記，可逆DNA檢測器，或是作為一種極性特定的分子晶體吸附蛋白質/DNA[123]。

隨著我國經濟的發展以及對于基礎建設的大力推進，**、易施工、價廉的混凝土的用量日益增加，然而由于混凝土基體內部存在微裂縫和孔隙的缺陷，導致混凝土容易遭受一些腐蝕介質如氯鹽、硫酸鹽等的侵蝕，從而使混凝土構件的服役壽命縮短。利用納米材料來提高混凝土結構的耐久性能已成為目前研究的重要內容。Wang95等研究發現當GO的添加量為0.02wt.%時，可使水泥基復合材料的28天抗壓和抗折強度分別提高40.4%和90.5%，水泥基材料在3d齡期的放熱量及放熱速率下降50%，這在很大程度上減少了由于水泥水化熱的作用導致溫度應力而出現裂縫。可見GO的添加既能夠增強水泥基的力學強度，又能夠減小外界腐蝕因子對水泥的侵蝕，從而提高了水泥的耐久性能。導熱型石墨烯，外觀為黑色粉末。

氧化石墨烯（GO）是化學氧化法制備石墨烯的一種中間產物，具有SP2（C=O、C=C等）和SP3（C-C、C-O-C、C-OH等）雜化結構，表面帶有大量的羥基、羧基和環氧基等含氧官能團，這些含氧官能團豐富了其表面活性，賦予了GO更多有趣的理化和生物學特性。GO 具有以下特性：（1）良好的親水性，由于GO表面帶有大量的羥基、羧基和環氧基等含氧官能團，使片層間存在靜電斥力，因此可以很好的分散在水中；（2）具有較大的比表面積（2630m2/g），賦予GO超高的載藥能力；（3）獨特的兩親性，由于同時含有疏水性的平面與親水性的邊緣，使其具有特殊的表面性質，疏水***物和染料可通過π-π 堆積或疏水作用等對GO進行非共價修飾而負載，而含氧官能團等親水性邊緣可為功能化修飾提供活性位點；（4）固有的光學性質及光熱轉換能力，使GO 不僅能實現***細胞的生物成像，還能在***水平上實現光熱***；（5）優異的機械性能，可以改善生物支架材料的空隙結構和機械性能，包括抗壓強度和抗曲強度，而且可以加強支架的生物活性。基于這些特性，GO已被廣泛應用于生物醫學和復合材料等研究領域，尤其在藥物載體、生物成像、**的光熱***及組織再造工程等方面表現出了巨大的應用潛力。氧化石墨易于剝離成穩定的氧化石墨烯分散液，易于成膜。東北制造石墨烯復合材料廠家報價

氧化石墨烯含有豐富的羥基、羧基和環氧基等含氧官能團，更高的氧化程度，更好的剝離度。全國合成石墨烯復合材料圖片

    化學氧化還原法制備石墨烯是**有希望實現工業化宏量生產的方法之一，與其它方法相比，化學氧化還原法具有成本低廉、工藝簡單、生產設備簡易、單次產量比較大、產品層數集中（1~3層）等諸多優點，但其石墨烯的sp2雜化完美結構很難通過還原的方式完全恢復，難以得到電、熱等方面的優異性能[28-29].氧化石墨還原法是先用強氧化劑將石墨氧化，通過氧化反應在石墨邊緣接上一些羧基，并在石墨層間插入一些環氧基團、羥基和酮基，使石墨層間距增大，范德華力變小，環氧基團、羥基和酮基等基團的引入有利于石墨片層的剝離.氧化石墨經適當的超聲波剝離處理，得到氧化石墨烯納米片.然后再還原剝離的氧化石墨烯片，常用的還原劑有水合肼、硼氫化鈉、抗壞血酸、對苯二酚等，然而這些還原劑的毒性大，對人體和環境均易造成傷害，因此尋找無毒、無害的綠色還原劑或還原方式顯得尤為迫切.還原可以去除氧化石墨烯的大部分環氧基團、羥基、酮基，制備出還原氧化石墨烯納米片，但氧化石墨烯邊緣的羧基很難被還原.由于強氧化劑的氧化作用，氧化石墨烯雖然經過一定的還原劑還原，其晶格結構得到一定的修復，但很難完全還原到石墨六角蜂巢狀結構。 全國合成石墨烯復合材料圖片