【正文】 ing graphene and pared the advantages and disadvantages of various methods, introduces the mechanics, graphene optical, electrical and thermal properties. Composite materials based on graphene is an important research direction in the field of application of graphene, this paper introduces the preparation and application of graphene polymer posites and graphene based inanic nano posite material, and the prospect of graphene posite materials. Key words: graphene?；谑┑膹?fù)合材料是石墨烯應(yīng)用領(lǐng)域中的重要研究方向 , 本文詳細(xì)介紹了石墨烯聚合物復(fù)合材料和石墨烯基無機(jī)納米復(fù)合材料的制備及應(yīng)用，以及石墨烯復(fù)合材料的展望。本文綜述了石墨烯的制備方法并分析比較了各種方法的優(yōu)缺點(diǎn) , 簡(jiǎn)單介紹了石墨烯的力學(xué)、光學(xué)、電學(xué)及熱學(xué)性能。 性能 。 posite materials 石墨烯自 20xx 年被發(fā)現(xiàn)以來，就引起了材料科學(xué)家的廣泛關(guān)注，在世界范圍內(nèi)掀起了石墨烯材料的制備 和應(yīng)用研究的熱潮。各種組成材料在性能上互相取長(zhǎng)補(bǔ)短，產(chǎn)生協(xié)同效應(yīng)，使復(fù) 合材料的綜合性能優(yōu)于原組成材料，從而滿足不同的應(yīng)用需求。 2 石墨烯簡(jiǎn)介 石墨烯的發(fā)展： 石墨烯的理論研究已有 60 多年的歷史。 石墨烯的基本性質(zhì) 石墨烯作為單原子層的二維石墨晶體模型，基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)都是 sp2 碳材料，被認(rèn)為是富勒烯、碳納米管和石墨的基本結(jié)構(gòu)單元。因此對(duì)石墨烯進(jìn)行一定程度的功能并將其溶解于特定的溶液中，可以實(shí)現(xiàn)石墨烯的功能化利用和性質(zhì)的發(fā)揮。完美的石墨烯是二 維的，只包括六角元胞（等角六邊形），但在實(shí)際情況下不免有缺陷的存在，這些缺陷的地方就會(huì)不再是碳六元環(huán)而是五元環(huán)或七元環(huán)等。 (3)如圖 (2)從基底到單層石墨烯、雙層石墨烯的可見光透射率依次相差 %。 （ 4）雙層石墨烯在一定條件下還可呈現(xiàn)出絕緣性。 熱學(xué)性能 （ 1）石墨烯的室溫?zé)釋?dǎo)率約為 5300 W/m但是結(jié)構(gòu)完整的石墨烯是由不含任何不穩(wěn)定鍵的苯六元環(huán)組合而成的二維晶體，化學(xué)穩(wěn)定性高，其表面呈惰性狀態(tài)，與其他介質(zhì)（ 如溶劑等） 相互作用較弱，且石墨烯片與片之間存在較強(qiáng)的范德華力，容易產(chǎn)生團(tuán)聚 ，使其難溶于水和常用有機(jī)溶劑，限制了石墨烯的進(jìn)一步研究和應(yīng)用。 石墨烯 /無機(jī)納米 復(fù)合材料 將無機(jī)材料分散到石墨烯納米片表面制成石墨烯 /無機(jī)納米復(fù)合材料 ,無機(jī)納米粒子的存在可使石墨烯片層間距增加到幾個(gè)納米 ,從而大大減小石墨烯片層之間的相互作用 ,使單層石墨烯的獨(dú)特性質(zhì)得以保留 ,這是通?；瘜W(xué)修飾法難以企及的 ,因此 ,用無機(jī)納米粒子修飾石墨烯片 ,提供了一條阻止石墨烯片團(tuán)聚的新途徑 ,從另一個(gè)角度看 ,石墨烯 /無機(jī)納米復(fù)合材料 ,不但可以同時(shí)保持石墨烯和無機(jī)納米粒子的固有特性 ,而且能夠產(chǎn)生新穎的協(xié)同效應(yīng) ,具有廣泛的應(yīng)用價(jià)值。 Wu等 [6]用乙二醇為媒介 ,氧化石墨為石墨烯的前驅(qū)體 ,乙酸丙酮鋅為氧化鋅的前驅(qū)體制備三明治結(jié)構(gòu)的石墨烯 ZnO納米材料， ZnO納米結(jié)構(gòu)成長(zhǎng)在石墨烯上，能有效地提高光催化和 ZnO的傳感性能，在納米技術(shù)領(lǐng)域有廣闊的應(yīng)用前景。 (4)石墨烯 氧化鉍復(fù)合材料 Wang等 [10]首次通過熱處理合成石墨烯 氧化鉍復(fù)合材料作為超級(jí)電容器電極材料，在比電流為 1A/g下，共比電容為 255F/g，純石墨烯比電容為 71F/g，在負(fù)載氧化鉍 10A/g下，比電容為 757F/g。 Williams等 [13]通過紫外照射 TiO2懸浮液，使其釋放電子還原分散在乙醇里的氧化石墨， TiO2顆粒和石墨烯相互作用阻礙剝離石墨烯的團(tuán)聚。復(fù)合材料用 XRD、原子力顯微鏡（ AFM）和研究充放電測(cè)試的電化學(xué)性能來表征，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，加入石墨烯能提高 LiFePO4的容量輸送和循環(huán)性能。 Li等 [17]用 一 鍋 法 還 原 氧 化 石 墨 和 氯 鉑 酸 (H2PtCl6)制備 Pt納米簇裝飾的石墨烯納米片，電化學(xué)試驗(yàn)表明 Pt/石墨烯電化學(xué)活性比表面積為 ，比 Pt/Vulcan()高，這對(duì)于甲醇氧化有著良好的催化性能。此外，在 6000次循環(huán)后電容量只減少最初電容量的 %，這些都表明石墨烯 /碳黑是有前途的超級(jí)電容的材料。改性的石墨烯 /石墨和不同的聚合物的基質(zhì)制備納米復(fù)合材料。石墨烯均勻地涂在 PANI納米粒子 (2nm)兩表面。 石墨烯 /聚苯乙烯復(fù)合材料 Patole等 [24]用水基于原位微乳液聚合大量的生產(chǎn)聚苯乙烯納米粒子 功能性石墨烯。 此外， Zhang等 [25]由熔化混合物制備聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯 (PET)/石墨烯納米復(fù)合材料，其中，石墨烯納米片由原始的石墨完全氧化，然后熱剝離和還原制備。低的滲透臨界值和超電導(dǎo)對(duì)高的外貌比例、大的比表面積和石墨烯均勻地分散在 PET母體上有貢獻(xiàn)?？梢姡﹩为?dú)分散到基體中就能對(duì)材料力學(xué)性能有較好的改善。 由于石墨烯特殊的性能，其衍生物如氧化石墨烯 (GO)和還 原的氧化石墨烯 (RGO) 都被廣泛應(yīng)用于功能性復(fù)合材料中。 S. Vadukumpully 等[26]得到的 PVC／石墨烯復(fù)合材料的滲流閾值低至體積分?jǐn)?shù) %，當(dāng)石墨烯體積分?jǐn)?shù)為 % 時(shí)導(dǎo)電率為 S／ m。 Wang Jingyue 等 [31]以 Al 為基體加入質(zhì)量分?jǐn)?shù) % 的石墨烯，改性后材料的拉伸強(qiáng)度高達(dá) 249 MPa，比純 Al 提高了 62%。 Qi Xiaoying 等 [33]采 用 聚 乙 二 醇 – 氧 化 聚 乙 烯 (PEG– OPE) 共聚物作為穩(wěn)定劑，通過強(qiáng)的 π – π 作用，吸附在 RGO 的表面，合成了新型的兩親性石墨烯復(fù)合材料 PEG– OPE– RGO，能溶于甲苯、氯仿、丙酮、乙醇、水等多種溶劑中形成穩(wěn)定 溶液，而且在血漿等生理環(huán)境中能保持穩(wěn)定分散，可以應(yīng)用在不溶于水和芳香族的藥物傳遞。石墨烯微片的特有的褶皺和疊加效果，可以形成納米孔道和納米空穴，有利于電解液的擴(kuò)散，這使得石墨烯復(fù)合材料在超級(jí)電容器應(yīng)用上有很大的潛質(zhì)。但是，真正要將其得以實(shí)際應(yīng)用，仍有幾大問題亟待解決： 1）研究者們雖然采用多種不同的法制得了結(jié)構(gòu)新穎，性質(zhì)優(yōu)異的石墨烯復(fù)合材料，但大多數(shù)制備方法距離過程簡(jiǎn)單，可用于放量制備的工業(yè)化要求還有一段很大的差距，如石墨烯的制備，無機(jī)材料在聚合物的混合等問題都需要得以解決； 2）如何對(duì)石墨烯復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)可控制備是研究者們面臨的一大難題； 3）對(duì)石墨烯復(fù)合材料的潛在應(yīng)用價(jià)值的研究還不夠系 統(tǒng)，沒有成熟的研究體系，來解釋其具有優(yōu)異理化性質(zhì)的原因，相信經(jīng)過科研工作者大量而系統(tǒng)的基礎(chǔ)理論研究和實(shí)驗(yàn)工作之后，在不久的將來，隨著人們對(duì)石墨烯材料的制備方法和應(yīng)用等問題的不改善和改進(jìn)，石墨烯復(fù)合材料定能改變?nèi)祟惖膶?shí)際生活。 指導(dǎo)教師評(píng)語 指導(dǎo)教師 職稱 成績(jī)