石墨烯（graphene）是近幾年來發(fā)展起來的一種新型二維無機納米材料，自從其發(fā)現(xiàn)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(guī)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(yōu)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(yè)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(xiàn)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(yī)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。四川石墨烯復合材料生產(chǎn)

氧化石墨烯（GO）納米片表面存在親水官能團，可以在水中形成穩(wěn)定的懸浮液，對水泥基材料具有很高的親和力，易于摻入水泥基材料中。目前，關于GO改性水泥復合材料的研究已經(jīng)很多，國內(nèi)外相關研究表明，GO對水泥基材料各項性能的影響非常***，GO的添加可以影響水泥基材料的水化過程，提升水泥基材料的力學性能和耐久性，GO還可以用于水泥基復合材料的功能相，提高水泥基材料的吸附性能、電磁屏蔽性能、導電性能等91-93，因此在水泥復合材料中具有很好的應用前景。河北石墨烯復合材料制造石墨烯適用于鋰離子電池正負極材料導電添加劑，可有效提高電池能量，改善循環(huán)壽命和倍率性能。

氧化石墨烯（GO）是化學氧化法制備石墨烯的一種中間產(chǎn)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(huán)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(huán)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(zhì)，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(zhì)及光熱轉換能力，使GO 不僅能實現(xiàn)***細胞的生物成像，還能在***水平上實現(xiàn)光熱***；（5）優(yōu)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(yī)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(xiàn)出了巨大的應用潛力。

使用高阻隔性能高分子薄膜，可防止由于氧氣等氣體的滲透而引起的微生物繁殖和封裝內(nèi)容的氧化；防止香味、溶劑等的流出，提高內(nèi)容物的儲存性。所以提高薄膜阻隔性能十分有必要，市場需求量巨大。高阻隔性包裝材料如乙烯乙烯醇共聚物(EVOH)、聚偏氯乙烯(PVDC)、聚胺(PA)、聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)等與氧化石墨烯復合，可使復合材料的阻隔性能得到進一步提升。Wu等45人報道了表面活性官能化的氧化石墨烯（SGO）與雙（三乙氧基硅丙基）四硫化物（BTESPT）作為天然橡膠（NR）的多功能納米填料的研究結果。作者通過簡單的方法成功地將BtTPT分子接枝到氧化石墨烯的表面上，得到的SGO可以通過溶液混合在NR中實現(xiàn)精細分散。研究發(fā)現(xiàn)，在低填充量下，SGO***的改善了NR的氣體阻隔性能。圖5.5顯示了在25°C處測量的SGO/NR納米復合材料（P）的透氣性。將其與未填充NR（P0）進行比較，P/P0的值作為SGO加載量的函數(shù)進行了表示。很明顯，當SGO含量為0.3wt.%時，P/P0急劇下降至52%，此后緩慢下降。因此，0.3wt.%的SGO可與16.7%的粘土添加效果相媲美，大幅度改善NR的氣體阻隔性能。氧化石墨烯易于接枝改性，可與復合材料進行原位復合。

外，其他方面的應用也和聚合物導電性的提升緊密相關。例如，應用原位聚合法可以將氧化石墨烯與導電聚合物材料進行復合。這一方法可以在保證制備得到的超級電容器電極高充放電性能和高穩(wěn)定性的同時提升電容器的安全性。聚合物和氧化石墨烯復合材料已經(jīng)被廣泛應用于電容器電極材料中，制備的電容器電極材料的比電容可達421.4F/g甚至更高50-52。因此，還原后的氧化石墨烯作為填料對提升聚合物的導電性能具有明顯的效果，極大地促進了各種高分子材料在電容器及多種電子元件生產(chǎn)中的應用。氧化石墨應用于熱管理、橡膠、塑料、樹脂、纖維等高分子復合材料領域。河北石墨烯復合材料制造

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。四川石墨烯復合材料生產(chǎn)

除作為添加劑增強聚合物性能外，氧化石墨烯也可單獨作為一種功能材料使用。如氧化石墨烯可作為活性吸附劑吸附廢氣，Bandosz課題組報道了氧化石墨烯對氨氣有效的吸附。氧化石墨烯也同樣在生物領域表現(xiàn)出了重要的應用價值，它能作為一種新型的分子探針有效地檢測生物分子。Yang等人研究了氧化石墨烯作為藥物載體對阿霉素（DXR）的負載及可控釋放，他們發(fā)現(xiàn)阿霉素通過π-π共軛作用吸附于氧化石墨烯上，并且通過調(diào)節(jié)體系的pH值可以對阿霉素的釋放進行調(diào)控，證明了氧化石墨烯在藥物控制釋放領域的潛力。**近，Ruoff課題組開發(fā)了一種以氧化石墨烯為結構單元的新型類似于紙材料，他們通過將氧化石墨烯的水溶液在微孔濾膜上過濾，得到了這種氧化石墨烯紙。這種材料具有規(guī)整的互鎖式排列結構，楊氏模量可高達40GPa，可有望廣泛應用于電子元件，可控透氣性膜等領域。四川石墨烯復合材料生產(chǎn)