石墨烯复合材料的制备及其性能研究进展.doc

论文题目:石墨烯复合材料的制备及其性能研究进展学生姓名:学号：院（系）：化工与制药工程系专业班级：指导教师：职称：201年月石墨烯复合材料的制备及其性能研究进展摘要: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分析比较了各种方法的优缺陷,简朴介绍了石墨烯的力学、光学、电学及热学性能。基于石墨烯的复合材料是石墨烯应用领域中的重要研究方向,本文具体介绍了石墨烯聚合物复合材料和石墨烯基无机纳米复合材料的制备及应用，以及石墨烯复合材料的展望。关键词:石墨烯;制备;性能;复合材料ResearchProgressonPreparationandpropertiesofgraphenecompositematerialsAbstract:Graphenehasbecomeahotresearchfieldofmaterialforitsexcellentperformanceanduniquetwo-dimensionalstructure.Thispapersummarizesthemethodforpreparinggrapheneandcomparedtheadvantagesanddisadvantagesofvariousmethods,introducesthemechanics,grapheneoptical,electricalandthermalproperties.Compositematerialsbasedongrapheneisanimportantresearchdirectioninthefieldofapplicationofgraphene,thispaperintroducesthepreparationandapplicationofgraphenepolymercompositesandgraphenebasedinorganicnanocompositematerial,andtheprospectofgraphenecompositematerials.Keywords:graphene;preparation;properties;compositematerials目录前言11石墨烯简介21.1石墨烯的发展21.2石墨烯的基本性质22石墨烯复合材料制备42.1石墨烯/无机纳米复合材料42.1.1石墨烯与金属化合物复合42.1.2石墨烯-其他金属化合物复合62.1.3石墨烯-非金属材料复合72.2.1石墨烯/聚苯胺(PANI)复合材料82.2.2石墨烯/聚乙烯复合材料82.2.3石墨烯/聚苯乙烯复合材料83石墨烯复合材料的应用93.1.石墨烯在聚合物复合材料中的应用93.1.1对聚合物力学性能的改善9参考文献12前言石墨烯自2023年被发现以来,就引起了材料科学家的广泛关注,在世界范围内掀起了石墨烯材料的制备和应用研究的热潮。石墨烯是sp2杂化的碳原子形成的单原子层厚度，排列成二维蜂窝状的晶体。其优异的物理和化学性质、较大的表面积和较低的制备成本，比较适宜应用于功能性复合材料的开发。复合材料是以一种材料为基体，添加一种或一种以上其它材料组合而成的材料。各种组成材料在性能上互相取长补短，产生协同效应，使复合材料的综合性能优于原组成材料，从而满足不同的应用需求。石墨烯复合材料是以石墨烯为基体，在其中添加聚合物或其它无机材料而形成的复合材料。在制备以及应用研究中，石墨烯复合材料可以分为：石墨烯/聚合物、石墨烯/无机材料等二元复合材料以及石墨烯/无机材料/聚合物三元复合材料等。石墨烯复合材料的应用前景比较广泛，比如应用于传感器、储能、催化和电极材料等领域。1石墨烯简介1.1石墨烯的发展石墨烯的理论研究已有60数年的历史。石墨烯一直被认为是假设性的结构，无法单独稳定存在，直至2023年，英国曼彻斯特大学两位科学家安德烈·杰姆和克斯特亚·诺沃消洛夫采用简朴的“微机械剥离法”一方面在实验中成功地从石墨中分离出二维结构的石墨烯[1-3]，从而证实它可以单独存在，两人也因“在二维石墨烯材料中的开创性实验”而共同获得2023年诺贝尔物理学奖。1.2石墨烯的基本性质石墨烯作为单原子层的二维石墨晶体模型，基础结构都是sp2碳材料，被认为是富勒烯、碳纳米管和石墨的基本结构单元。石墨烯作为一种新型的纳米材料，它具有一些特殊优异的性质，如大的比表面积、高机械强度以及超强的电子传导能力。石墨烯由一层密集的、包裹在蜂巢晶体点阵上的碳原子组成，是世界上最薄的二维材料，其厚度仅为0.335nm。结构完整的石墨烯是由不含任何不稳定键的苯六元环组合而成的二维晶体，化学稳定性高，表面呈惰性状态，与其它介质如溶剂等的互相作用较弱，并且由于石墨烯片与片之间有较强的范德华力的作用，使其容易产生聚集难溶于