在非导电聚合物基体中加入导电填料通常能使聚合物表现出一定的导电性,而且聚合物导电性随着填料含量的增加呈现出一种非线性的提高。当在填料添加量达到某一个数值,即逾渗阈值时,这些填料能在基体中形成导电网络,使复合材料的导电性能大幅度增强。因此,石墨烯本身良好的导电性以及宽高比决定了它可以作为一种理想的无机相来制备导电复合材料。相比于对石墨烯基复合材料导电性能的研究,对聚合物/石墨烯复合材料导热性能的研究要少很多,这可能是由于在碳纳米管增加聚合物导热性能的研究中效果不甚理想的缘故。不同于导电性的增强,好的导热性需要很强聚合物与填料之间的结合力。因此,原位聚合法在制备导热性能良好的复合材料时具有一定的优势。氧化石墨烯还可以应用于锂电正负极材料的复合、催化剂负载等。云南石墨烯复合材料有哪些
许多对聚合物/碳纳米管纳米复合材料的研究目的在于开发和利用碳纳米管出色的力学性能,同时对聚合物基体引入一些新的性能,比如导电性、导热性等。但是,尽管许多工作集中在聚合物/碳纳米管纳米复合材料的研究上,许多问题仍然存在。相比于碳纳米管,制备基于石墨烯的结构和功能体系更加可行,这是因为石墨烯具有更大的比表面积,更强的界面结合力,以及同样出色的物理性能。完美石墨烯的杨氏模量和断裂强度高达1TPa和130GPa[41],而制备复合材料**常用的改性及还原石墨烯的杨氏模量也可达到250GPa[57,58],高出一般的聚合物2~3个数量级,因此,在聚合物中加入改性或还原石墨烯同样能有效地增强聚合物的力学性能。江苏制造石墨烯复合材料商家氧化石墨烯应用于热管理、橡胶、塑料、树脂、纤维等高分子复合材料领域。
目前的负极材料中,硅被认为是相当有有潜力的负极材料之一,因为它在自然界中含量多,还具有低的嵌锂电位和很高的理论比容量。存在的问题是在锂离子脱嵌过程中,硅的体积变化比较明显,使得材料与负极集流体之间粘结性变差,造成电池循环性能的大幅度下降。同时硅还会在电池循环过程中出现团聚现象,引起电池容量的迅速下降。将硅材料和石墨烯进行复合,石墨烯可以抑制硅材料在充放电过程中的团聚,减缓硅材料的体积变化,从而提高电池的容量和循环性能。此外,石墨烯有助于电解液的浸润,从而提高电池的性能。He等通过喷雾干燥法制备了一种高性能的石墨烯/硅复合材料(图6.1),将氧化石墨烯与纳米硅超声混合,通过喷雾干燥后在700℃下进行煅烧得到复合材料,在200 mA g-1 的电流密度下充放电30次后,容量仍可达到1502 mAh g-1,其容量保持率为98%,说明该石墨烯/硅复合材料具有良好的循环性能
由于氧化石墨烯上的含氧基团,可以在特定条件下去除而部分恢复石墨烯的一些本征的性质如导电性,因此,目前对于氧化石墨烯的应用,主要是作为制备石墨烯以及石墨烯基复合材料的前驱体,用氧化石墨烯作为制备石墨烯前驱体的研究将在下个小节中重点介绍。实际上,由于氧化石墨烯本身所具有的一些吸引人的性质,如二维纳米结构、活性的表面基团、高比表面积、良好的力学性能等,氧化石墨烯也被***用于一些复合材料以及功能材料。中。。 氧化石墨烯分散液为棕黑色溶液。
由于表面富含活性含氧基团,能与一些含极性基团的聚合物产生较强的作用力,所以氧化石墨烯通常被作为一种纳米填料添加到聚合物当中以增强聚合物的物理性能。Liang等人报道了用氧化石墨烯增强聚乙烯醇的研究,他们发现氧化石墨烯添加量*为0.7wt%时,聚合物的力学性能就得到了***的提高,如杨氏模量提高了76%,而比较大拉伸强度提高了62%[62]。Cai等人利用氧化石墨烯增强聚氨酯,发现当氧化石墨烯添加量为4.4wt%时,聚合物基体的杨氏模量和硬度分别增加了900%和327%[63]。Xu等人同样制备了氧化石墨烯/聚乙烯醇复合材料,不过他们用了一种新颖的抽滤成膜的方式,在得到的复合材料薄膜中,由于真空抽滤产生的向下的吸引力,使二维的氧化石墨烯片层以有序的状态排列于聚合物基体之中,得到―砖墙式‖结构的复合材料薄膜[64]。这种复合材料的性能变化与氧化石墨烯含量的变化成近似正比的关系,如图1-5所示。Putz等人同样用这种方法制备了高含量氧化石墨烯的聚乙烯醇及聚甲基丙烯酸甲酯复合材料,这种材料的杨氏模量更是可高达接近40GPa,远远超过了一般聚合物/无机纳米复合材料所能达到的力学性能范围[65]。玻纤增强复合材料颜色、性能可根据客户需求定制。河北导热石墨烯复合材料图片
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目前,国内很多机械领域正向智慧化方向发展,传感器、数据采集、发送、传输、接收设备成为必然,但很多自动化器件在潮湿、雨雪天气下具有湿滞严重、电阻漂移、数据采集传输困难等缺陷。考虑将氧化石墨烯应用于机械自动化领域,可以提高数据采集、传输的准确性。(2)石墨烯的制备方法有多种,其中化学气相沉积法和氧化还原法应用**为***。(3)石墨烯广泛应用在材料化学领域中且优势明显:如石墨烯及其衍生物是许多合成催化剂的重要组分,广泛应用于化学、电化学或光学反应的催化剂,或者作为用于加载金属、氧化物、酶或其他碳纳米材料的催化剂的碳质载体;此外,石墨烯也成为了电池材料、无机材料、电容器的新型制备材料。(4)目前,国内很多机械领域正向智慧化方向发展,将氧化石墨烯应用于机械自动化领域,可以**提高数据采集、传输的准确性。(5)石墨烯目前在油田化学领域的应用有了新进展,尤其是钻井液降滤失剂以及纳米孔隙页岩封堵剂已经初见成效。云南石墨烯复合材料有哪些