【文章內(nèi)容簡介】
(體積分?jǐn)?shù))石墨烯時(shí)。同時(shí)石墨烯的加入降低了PS的滲濾閥值。Li等[36]利用有大π共軛結(jié)構(gòu)的聚乙炔類高分子PmPV與石墨烯間產(chǎn)生ππ相互作用,制備了PmPV改性的石墨烯,在有機(jī)溶劑中有較好的分散性。Patil 等采用化學(xué)氧化的方法制備GO,加入新解螺旋的單鏈DNA,然后用肼類還原,利用DNA與石墨烯間的氫鍵及靜電作用,制備了天然高分子非共價(jià)鍵修飾的石墨烯。~ mg/mL,能穩(wěn)定存在較長時(shí)間。4 石墨烯/聚合物導(dǎo)電復(fù)合材料的應(yīng)用導(dǎo)電高分子與石墨烯分別是具有一維與二維共軛結(jié)構(gòu)的功能材料。導(dǎo)電高分子具有獨(dú)特的光電性能與電化學(xué)性能,但其力學(xué)性能差,在去摻雜的狀態(tài)下幾乎不導(dǎo)電性。將石墨烯復(fù)合到導(dǎo)電高分子中能克服上述缺陷。因此,這類復(fù)合材料在催化,傳感和能量轉(zhuǎn)換與存儲(chǔ)方面有著重要應(yīng)用。本報(bào)告將總結(jié)導(dǎo)電高分子/石墨烯復(fù)合材料的制備與表征技術(shù),并利用其制備氣體與生物傳感器,太陽能電池與燃料電池以及超級(jí)電容器。特別是基于導(dǎo)電高分子/石墨烯復(fù)合材料的超級(jí)電容器具有高的比電容,快速充放電性能和良好的電化學(xué)穩(wěn)定性。石墨烯為導(dǎo)電高分子提供了原位生長基底,同時(shí)能有效地控制其微結(jié)構(gòu)。兩種材料的協(xié)同作用能提高其傳感性能。石墨烯/ 聚合物導(dǎo)電復(fù)合材料的電導(dǎo)率與其使用環(huán)境(如溫度、濕度、氣體濃度等)、填料濃度等相關(guān),因此可將導(dǎo)電復(fù)合材料用作溫度或濃度的敏感傳感器。改變復(fù)合材料中石墨烯填料的濃度可以制備適用于任何條件下的高電流或溫度傳感器。我國石墨礦資源豐富(約占世界儲(chǔ)量的2/3),如何對(duì)其進(jìn)行高效利用是具有戰(zhàn)略性意義的重大課題。由石墨制取石墨烯及石墨烯基宏觀材料是實(shí)現(xiàn)其高效利用的有效途徑。石墨烯即單原子層石墨,是2004 年才發(fā)現(xiàn)的新碳結(jié)構(gòu)。從分子的角度看,石墨烯是一種二維大分子。石墨烯性能優(yōu)異,是制備高強(qiáng)高模、高導(dǎo)電、高導(dǎo)熱功能材料的新型構(gòu)筑單元。然而,石墨烯的難溶及無序團(tuán)聚等問題嚴(yán)重阻礙了其宏觀有序材料的發(fā)展。針對(duì)這些問題我們做了一些研究工作。主要是發(fā)展了功能化石墨烯方法,制得了高溶解性石墨烯和氧化石墨烯,發(fā)現(xiàn)了氧化石墨烯的液晶性,用液晶紡絲制備了連續(xù)的純石墨烯纖維,用功能化石墨烯紡絲獲得了連續(xù)的仿貝殼層狀結(jié)構(gòu)纖維。復(fù)合纖維強(qiáng)度高、韌性好、可導(dǎo)電、仿腐蝕能力強(qiáng),應(yīng)用面廣。5 結(jié)語石墨烯/ 聚合物導(dǎo)電復(fù)合材料在實(shí)際應(yīng)用及理論研究中都有重大的意義,在某些領(lǐng)域石墨烯/ 聚合物導(dǎo)電復(fù)合材料扮演著更加重要的角色,但真正實(shí)現(xiàn)石墨烯/ 聚合物導(dǎo)電復(fù)合材料的工業(yè)化生產(chǎn)還需要解決一些問題:首先是改進(jìn)復(fù)合材料的制備方法,改善石墨烯在聚合物基體中的分散狀態(tài),確定其在得到較好導(dǎo)電性能的同時(shí)降低其滲濾閥值,盡可能的使復(fù)合材料的導(dǎo)電導(dǎo)熱性能及力學(xué)性能得到最優(yōu)化的結(jié)合,對(duì)石墨烯進(jìn)行化學(xué)改性能提高其在基體中的分散性,但改性劑對(duì)復(fù)合材料導(dǎo)電性能及力學(xué)性能有怎樣的影響還需進(jìn)行更深層次的研究。其次,石墨烯填料在導(dǎo)電高分子材料具體的導(dǎo)電機(jī)理如何,石墨烯與聚合物基體之間的相互作用機(jī)理等尚未有十分明確的解釋,仍需進(jìn)行大量的研究。6 致謝感謝楊勇老師和付永勝老師的悉心教導(dǎo),使我在先進(jìn)材料導(dǎo)論這門課學(xué)習(xí)到了與自己研究領(lǐng)域不同的知識(shí),獲益匪淺。對(duì)于此次老師布置的作業(yè),由于不是所學(xué)專業(yè),所以自己的觀點(diǎn)較少,更多的是借鑒與學(xué)習(xí),希望老師您的理解。祝老師們身體健康,工作順利。參考文獻(xiàn)[1]Shirakawa H, Louis E J, MacDiarmid A G, et of electrically conducting organic polymers: halogen derivatives of polyacetylene,(CH)x [J].Journal of the Chemical Society,Chemical Communications, 1977, 16: 578.[2]Novoselov K S, Geim A K, Morozov S V, e t a field effect in atomically thin carbon films[J].Science, 2004, 306(5696): 666~669.[3] Li D, Kaner R materials [J].Science, 2008, 320(5880): 1170~1171.[4]Rao C N R, Biswas K, 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