环氧树脂氧化石墨烯纳米复合材料

『壹』 怎么把氧化石墨烯复合材料中均匀分散

将石墨烯均匀分散在有机溶剂或表面活性剂的水溶液中，使溶剂分子或表回面活性剂分子吸附在石答墨烯表面，利用经典斥力和分子间的作用力实现单层石墨烯的分散。

通过物理或化学修饰方法能够抑制石墨烯的团聚已经被证实，但在生成复合材料时引入的杂质是否影响复合材料性能还有待研究。还可以采用一些表面改性和其他的方法来提高石墨烯的分散性。

『贰』 请问我在做环氧树脂纳米复合材料的时候，为什么纳米粒子老是沉淀有没有好的解决方法

你确定你分散开了吗？分散完全的话是不会出现沉淀的，可以加入一点润湿分散剂提高分散效果。

『叁』 石墨烯是否己用于航天航空领域

1 石墨烯的航天应用进展
1.1 在抗空间原子氧剥蚀方面的应用
石墨烯可以作为添加剂改善基体材料的抗原子氧剥蚀性:第一，石墨烯具有优异的抗气体渗透性，二维结构的石墨烯均匀分散于基体中可以有效阻挡气体尤其是原子氧的透过，增强复合材料的抗渗透性[11-12]; 第二，模拟显示石墨烯与原子氧反应形成需要高于6 eV的能量才能分解环氧键[13-14]，而原子氧只有5 eV左右能量，无法破坏环氧键，所以石墨烯与原子氧反应后没有损失掉，而是在材料表面形成了一层保护膜，使膜下的基体材料不会被继续侵蚀，从而阻碍原子氧进一步和基体材料反应。已有科研人员将石墨烯作为添加剂制备出具有抗原子氧剥蚀性能的航天用复合材料。
LIU等[15]在醋酸纤维素(CA)中添加石墨烯(Gr)制备的Gr/CA复合材料薄膜，通过地面原子氧(AO)效应模拟设施进行原子氧辐照实验，分别从样品形貌和质量损失变化两方面进行对比分析，发现石墨烯可显著提高醋酸纤维素的抗原子氧腐蚀性能，如图 2所示。

图 2 纯CA膜经AO辐照前后和不同Gr含量的Gr/CA复合膜经AO辐照后的SEM图片Figure 2 SEM images of pure CA film before and after AO exposure and Gr/CA composite film with different Gr loadings after AO exposure

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纯醋酸纤维素样品的表面相对光滑[图 2(a)]，但经原子氧辐照后表面[图 2(b)]，形成沟壑变得十分粗糙，这是因为原子氧的平均动能约为4.5~5 eV，足以破坏醋酸纤维素结合键并使其氧化分解，所以纯醋酸纤维素极易被原子氧剥蚀。对比图 2(b)和图 2(c)，可以看到经原子氧辐照后的Gr/CA复合材料样品表面出现了裸露的石墨烯，二维平面结构的石墨烯会在材料表面形成保护层阻止原子氧进一步的剥蚀。图 2(d)显示更多的Gr薄片覆盖在底层醋酸纤维素基体上阻止原子氧继续对其进行剥蚀，从而使得复合材料表面变得光滑。图 3则通过辐照前后材料的质量损失进一步证明了石墨烯作为添加剂可提高复合材料的抗原子氧剥蚀性能，石墨烯添加量为1 wt%时，经地面原子氧效应模拟设施进行原子氧辐照后，复合材料质量损失较纯醋酸纤维素降低了(59±7)%，从而显著改善醋酸纤维素抗原子氧腐蚀性。结合图 2、图 3可看出，在一定范围内随着石墨烯添加量的增加，复合材料的抗原子氧剥蚀性能也随之提高。

图 3 纯CA和不同Gr含量的Gr/CA复合材料的质量损失[15]Figure 3 Mass loss of pure CA and Gr/CA composites with different Gr content[15]

图选项

张雯[16]也通过在环氧树脂中添加石墨烯，制备出了新型的纳米复合材料，并对其进行了原子氧效应地面模拟试验及抗原子氧剥蚀性能评估，通过分析实验前后试样的质量、表面形貌、表面成分，也得出类似结论：相对于纯环氧树脂，加入适量石墨烯的纳米复合材料经原子氧试验后，其质量损失和剥蚀率均下降近50%。SEM照片对比显示，经原子氧暴露试验后的石墨烯纳米复合材料表面只是稍有变化，但未添加石墨烯的纯环氧树脂则在暴露后其表面剥蚀严重。经XPS测量分析得，氧含量在石墨烯纳米复合材料表面明显升高，而碳含量却有所下降，这说明被原子氧氧化后的石墨烯留在了材料表面。
1.2 在太阳能电池中的应用
太阳能电池阵列是航天器能源设备中核心的能量来源。随着我国航天工业的发展，尤其是近年来深空探测计划的开展和近空间飞行器的发展，对研发具有高能量密度、高转化率和空间稳定性能良好的新型太阳能电池提出了更迫切的需要。而石墨稀凭借其特殊的二维平面结构及优异的电学和光学性能，有望助力太阳能电池的发展。目前石墨烯已被应用到太阳能电池的透明电极、受体材料、对电极材料之中，并使太阳电池的性能得到提升。
1.2.1 在透明电极中的应用
对于有机薄膜太阳能电池而言，透明电极是其核心部分。目前使用最多的透明电极材料是氧化铟锡(ITO)，但其成本高，同时铟是稀有金属，此外ITO里的金属离子容易自发扩散导致其化学稳定性差，而且不耐酸碱、质脆、对红外光谱具有较强的吸收等缺点，这些都限制了其在太阳能电池中的应用。而石墨稀对红外线具有高透明性可提升光能利用率，还具有超高的电子迁移率及优异的柔韧性和拉伸性，这些潜在的优势使其可以作为透明薄膜电极的理想材料。目前主要是通过氧化石墨烯还原法、石墨烯掺杂法、化学气相沉积法来制备石墨烯透明电极，同时各种方法均有突破，如：YIN等[17]利用氧化还原法制备的石墨稀柔性透明电极，大幅提高有机薄膜太阳能电池的耐折性能，经大量弯曲实验后其最高光电转换效率仍将近0.8%。KASRY等[18]通过对石墨烯进行P型掺杂，得到透光率达80%，方电阻为90 Ω/□的薄层石墨烯。WANG等人[19]用化学气相沉积法制备了石墨烯薄膜，利用转移法获得石墨烯透明电极，石墨烯薄膜透光性极佳，薄膜面电阻很小，同等条件下石墨烯薄膜电池光电转化效率接近基于ITO的器件效率。
1.2.2 在受体材料中的应用
石墨烯具有良好的电学性能，其超高的载流子迁移率和二维结构非常适合作为太阳能电池中的受体材料，而且在加工时易和给体材料相分离，最终形成给体受体互穿的纳米网络结构。有研究显示，石墨烯做为有机太阳能电池的受体材料，可将单层叠层电池效率分别提高至12%和24%[20]。而目前在有机太阳能电池中应用最为广泛的受体材料主要是富勒烯及其衍生物，其中6, 6-苯基C61丁酸甲酯(PCBM)性能最为优异，使用也最为广泛，但存在很多问题，如P3HT:PCBM(C60) 材料虽能使有机太阳能电池激子分离问题得以解决，但聚合物材料的无序性仍存在，C60材料中的电子载流子只能在其特有的球形结构中采取跳跃式传输，易产生电荷传输路径缺陷[21]，同时效率也较无机材料器件差。而石墨稀可和有机聚合物材料复合形成大的受体界面，如将传统受体材料C60接枝到石墨烯表面，不但可以在提高激子的扩散速率和载流子迁移率的同时消除由电荷路径被破坏导致的二次聚集，还能使电导率进一步提高。刘智勇[22]在P3HT:PCBM中掺杂氧化石墨烯后，器件短路电流和光电转换效率显著提高。YU等[23]通过接枝的方法获得了C60-石墨烯杂化材料，并以其作为太阳能电池的受体材料，器件效率可达1.22%。此外LI等[24]使用石墨烯量子点作为异质结太阳能电池受体材料，使得器件效率达1.28%。
1.2.3 在对电极材料中的应用
染料敏化太阳能电池(DSSC)因其生产工艺简单、成本低、较高的转换效率成为备受瞩目的下一代光伏产品，而石墨烯则由于其出色的电学性能被应用到DSSC的对电极材料中，可使DSSC电池的光电转换效率有明显提高。LI等人[25]通过在石墨烯表面包裹聚乙烯吡咯烷酮(PVP)的方法阻止石墨烯聚集制备得到分散均匀的石墨烯对电极，同时PVP和石墨烯形成酯键(—C—O—OC—)使得这种石墨烯对电极具有很高的电化学催化活性，利用这种石墨烯对电极制备的染料敏化太阳能电池拥有高达3.01%的整体转换效率，为今后染料敏化太阳能电池的发展提供了新的思路。
1.3 作为空间润滑添加剂的应用
润滑添加剂不但可以改善现有润滑剂润滑效果，也可以补充润滑剂本身不具备的性能。而石墨烯则是重要的固体润滑剂石墨的基本组成单元，具有超高的拉伸强度和热传导率、低的剪切应力、大的比表面积、优异的层间滑动摩擦性和表面滑动摩擦性[26-28]，另外石墨烯在极端环境下具有良好的稳定性。所以石墨烯非常适用于高真空、原子氧和紫外辐照环境下的润滑添加剂。
石墨烯润滑添加剂改善润滑性能的机理[29]归纳如下:(1) 二维平面结构使石墨烯极易进入摩擦副之间的接触面形成物理吸附膜，从而增强润滑效果，减小摩擦；(2) 继续反复摩擦使物理吸附膜的完整性被破坏，失去连续性的石墨烯润滑薄膜、液体润滑剂在摩擦副的高温表面发生化学反应形成了新的薄膜，提高了润滑材料的承载抗磨能力。
目前已有科研人员基于石墨烯润滑添加剂增强效应原理，在传统空间润滑剂中添加石墨烯获得高承载力和低摩擦因数的复合空间润滑材料。如蒲吉斌、薛群基[30-31]团队已发展了应用于空间环境的新型(DLC/IL/Gr)类金刚石/离子液体/石墨烯复合润滑材料。图 4是石墨烯浓度分别为0、25、50、75、10和125 mg/L的均匀离子液体/石墨烯溶液的照片，对应标记为IL0、IL1、IL2、IL3、IL4、IL5。

图 4 不同石墨烯浓度的石墨烯分散离子液体润滑剂照片[31]Figure 4 Photographs of graphene dispersed ionic liquid lubricantswith different graphene concent ratios[31]

图选项

蒲吉斌团队首先在氩气/甲烷气氛中利用非平衡磁控溅射的方法在不锈钢基体表面上沉积一层厚度约为2 μm的类金刚石薄膜，然后将(I L/Gr)液体通过旋转涂覆的方式在类金刚石薄膜上形成厚度在0.5~2.0 μm的液体膜，如图 5所示。当液体中石墨烯含量为75 mg/L时，所制备的复合空间润滑材料(DLC/IL/Gr)的减摩抗磨能力显著提高，磨损率极低，摩擦因数也只有0.037，试验同时发现复合润滑材料的平均摩擦因数和磨损率随石墨烯含量的增加呈现出先降低后增加的趋势，这是因为只有类金刚石离子液体基础润滑油工作时，处于干摩擦与薄膜润滑同时存在的临界状态，故摩擦因数较大。当有适量的石墨烯加入时，薄膜润滑占主导，所以摩擦因数降低。但随着石墨烯的加入量继续增加时，石墨烯之间发生缠结团聚，形成研磨剂，石墨烯间的干摩擦占据主导地位，使摩擦因数不断上升增加摩擦副的磨损。

图 5 平均摩擦因素以及磨损率随石墨烯含量的变化Figure 5 Average friction coefficient of the composite coatings and disc wear rates with different graphene concent

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另外该团队最重要的发现是这种石墨烯复合空间润滑材料在原子氧、紫外辐照综合空间环境下依然表现出优异的摩擦磨损性能。图 6是在高真空条件下，不同石墨烯含量的复合润滑材料(IL0, IL3, IL4) 经原子氧和紫外辐照前后的摩擦因数曲线和磨损率图表[31]。对比图 6(a)和(b)可明显观察到，虽然经原子氧和紫外线辐照后各组复合空间润滑材料的摩擦因数和磨损率均大幅增大，但经过原子氧和紫外辐照后的复合润滑材料IL3(石墨烯含量为75 mg /L)样品，其摩擦因数依然低于未经过原子氧和紫外辐照的IL0(离子液体中不含石墨烯)样品的摩擦因数。此外对比经原子氧和紫外线辐照后的复合润滑材料IL3和IL0的磨损率变化，可从图 6(d)中明显看出IL3的磨损率明显小于IL0的磨损率。以上这些均表明添加适量的石墨烯可以有效提高空间润滑材料的抗原子氧和抗紫外辐照性能，为空间润滑材料的发展提供了新思路。

图 6 高真空条件下经原子氧和紫外线辐照前后类金刚石/离子液体/石墨烯复合材料的摩擦学性能的比较Figure 6 Comparison of the tribological behaviors of the combination of DLC/IL/graphene before and after AO and UV irradiation with high vacuum conditions

『肆』 环氧树脂/石墨烯复合材料怎么制备

环氧树脂/石墨烯复合材料怎么制备
一种石墨烯/环氧树脂复合材料的制备方回法，答它涉及环氧树脂复合材料的制备方法。本发明的目的是要解决现有环氧树脂存在脆性大、抗冲击性差和易发生开裂现象的问题。步骤：一、化学氧化法制备石墨烯；二、石墨烯在环氧树脂中的分散；三、复合。优点：一、本发明制备方法简单，采用乙醇作为溶剂，避免使用有机溶剂，更加环保，而且乙醇易挥发易排除，对石墨烯/环氧树脂复合材料的制备不产生影响；二、与纯环氧树脂相比，本发明制备的石墨烯/环氧树脂复合材料拉伸强度提高了34.9％～124.8％，冲击强度提高了15.4％～105.1％，玻璃化转变温度提高了5℃～19℃。本发明可获得一种石墨烯/环氧树脂复合材料的制备方法。

『伍』 纳米材料氧化石墨烯，材料合成基础知识

Nano：纳米；Fe3O4:四氧化来三铁；GO：氧化石墨源烯；PS：聚苯乙烯
即：由纳米四氧化三铁、氧化石墨烯及聚苯乙烯组成的三元复合材料
Magnetic Fe3O4-graphene oxide/polystyrene：磁性 XXX 铁氧体材料

『陆』 为什么聚氨酯/石墨烯纳米复合材料的拉伸强度和断裂伸长率同时提高

这个东西要看你做什么了，具体要根据文献来看，不过比例也要不断调试

『柒』 几种无机纳米粒子/（氧化）石墨烯复合材料的制备及性能研究

论文英文摘要 石抄墨烯,这一由袭单层碳原子紧密堆积成的二维蜂窝状晶格结构的碳质材料,自2004年发现以来,因具有优异的电学、热学、光学和力学性能,受到广大科研工作者的极大关注。近年来,石墨烯复合材料的研究已成为人们关注的焦点。本论文主要以氧化石墨为前驱体,通过静电吸引机制和金属离子结合制备出了多种金属氧化物和金属氢氧化物／(氧化)石墨烯复合材料。对这些复合物进行了相关的表征,并且研究了他们的光催化和电化学等性质。主要内容如下： 1.利用氧化石墨在溶液中超声剥离容易形成带负电的氧化石墨烯这一特性,通过与锌金属离子结合,在水-乙醇介质中采用快速沉淀法成功将ZnO纳米粒子与氧化石墨烯复合,获得了ZnO/氧化石墨烯纳米复合物(GO-ZnO)。在对亚甲基蓝的光催化降解实验中,发现GO-ZnO纳米复合物光催化降解效果良好,降解量达92%。 2.以氧化石墨为前驱体,在乙二醇介质中采用溶剂热法一步成功合成了石墨烯负载氧化锌纳米复合物。在ZnO纳米晶原位成核生长的同时,反应体系中的溶剂乙二醇同时充当还原剂,在高温条件下将氧化石墨烯还原,去除其表面的大量含氧基团,从而形成氧化锌-石墨烯纳米复合物。

『捌』 石墨烯碳纳米管复合材料的优点有哪些

碳纳米管具有高模量和高强度。
碳纳米管具有良好的力学性能，CNTs抗拉强度达到50～200GPa,是钢的回100倍,密度却只有钢的1/6，至少比常规石墨纤维高一个数量级；它的弹性模量可达1TPa，与金刚石的弹性模量相当，约为钢的5倍。对于具有理想结构的单层壁的碳纳米管，其抗拉强度约800GPa。碳答纳米管的结构虽然与高分子材料的结构相似，但其结构却比高分子材料稳定得多。碳纳米管是目前可制备出的具有最高比强度的材料。若将以其他工程材料为基体与碳纳米管制成复合材料, 可使复合材料表现出良好的强度、弹性、抗疲劳性及各向同性，给复合材料的性能带来极大的改善。
碳纳米管的硬度与金刚石相当，却拥有良好的柔韧性，可以拉伸。在工业上常用的增强型纤维中，决定强度的一个关键因素是长径比，即长度和直径之比。材料工程师希望得到的长径比至少是20:1，而碳纳米管的长径比一般在1000:1以上，是理想的高强度纤维材料。2000年10月，美国宾州州立大学的研究人员称，碳纳米管的强度比同体积钢的强度高100倍，重量却只有后者的1/6到1/7。碳纳米管因而被称“超级纤维”。

『玖』 纳米复合材料分哪几种类型

纳米复合材料大致包括三种类型 ：纳米微粒与纳米微粒复合（0-0复合），纳米微粒与常规块体复合（0-3复合）及复合纳米薄膜(0-2复合)。此外，有人把纳米层状结构也归结为纳米材料，由不同材质构成的多层膜也称为纳米复合材料。这一类材料在性能上比传统材料也有极大改善，已在有些方面获得了应用。

(1)复合涂层材料:市场上大力宣传的“纳米洗衣机”、“纳米冰箱”等，实际上是采用了纳米涂层材料，这种材料具有高强、高韧、高硬度的特点，在材料表面防护和改性上有着广泛的应用前景。如MoSi2/SiC复合纳米涂层，经500℃,1小时热处理，涂层硬度可达20.8Gpa，比碳钢提高了几十倍。

(2)超塑性陶瓷:用粒径30nm的被Y2O3稳定化的四方ZrO2，并加入20% Al2O3，制成的陶瓷材延伸率可达200%，具有超塑性。甚至有人做到了延伸率800% 。这是由于纳米材料烧结温度低，烧结过程中速度快和有良好的界面延展性。

(3)高分子基纳米复合材料:将经高能球磨制成的纳米晶FexCu100-x粉体与环氧树脂混合制成了具有极高硬度的类金刚石刀片。日本松下电器公司已研制成功树脂基纳米氧化物复合材料，其静电屏蔽性能优于常规树脂基碳黑复合材料，而且可以根据氧化物类型改变颜色，在电器外壳涂料方面有广阔的应用前景。利用纳米TiO2粉体的紫外吸收特性可以制防晒膏和化妆品。

(4)磁性材料:由纳米四方Fe14Nd2B颗粒和10~15nm 的α-Fe粒子组成的复合材料具有高的矫顽力和高的剩余磁化强度。高矫顽力来源于Fe14Nd2B相很强的磁－晶各向异性和纳米粒子的单磁畴特性。

(5)光学材料:纯的Al2O3和纯的Fe2O3纳米材料在可见光范围是不发光的，但如果把纳米Al2O3和纳米Fe2O3掺和到一起 ，获得的纳米粉体或块体在可见光范围蓝绿光波段出现了一个较宽的光致发光带，发光的原因是Fe3+离子在纳米复合材料中所提供的大量低有序度界面所致。

(6)仿生材料:研究表明，动物的骨骼是由胶质的基体与纳米或亚微米的羟基磷灰石组成的一种复合体。纳米或亚微米的羟基磷灰石起增强作用。科学家们已按照这样的思路在实验室中制造出了人造骨。以上只列举了一些简单的例子，目前纳米复合材料的研究仍方兴未艾。

『拾』 氧化石墨烯复合材料扫描电镜显示不出石墨烯是什么原因

1，扫描电镜看的是样品的局部区域，可能你看到的样品区域刚好就没有石墨烯。
2，你的样品为符合才能，可能在复合材料制备过程中，石墨烯的结构已经被破坏，所以看不到。
3，复合材料中的石墨烯含量本身就极少，需要在SEM下找很多区域，也许能看到。
．基于石墨烯的纳米复合材料在能量储存、液晶器件、电子器件、生物材料、传感材料和催化剂载体等领域展现出许多优良性能，具有广阔的应用前景．目前研究的石墨烯复合材料主要有石墨烯/聚合物复合材料和石墨烯/无机物复合材料两类，其制备方法主要有共混法、溶胶-凝胶法、插层法和原位聚合法.本文将对石墨烯的纳米复合材料及其性能等方面进行简要的综述．

一、基于石墨烯的复合物
利用石墨烯优良的特性与其它材料复合可赋予材料优异的性质．如利用石墨烯较强的机械性能，将其添加到高分子中，可以提高高分子材料的机械性能和导电性能；以石墨烯为载体负载纳米粒子，可以提高这些粒子在催化、传感器、超级电容器等领域中的应用．

1.1 石墨烯与高聚物的复合物
功能化后的石墨烯具有很好的溶液稳定性，适用于制备高性能聚合物复合材料．根据实验研究，如用异氰酸酯改性后的氧化石墨烯分散到聚苯乙烯中，还原处理后就可以得到石墨烯-聚苯乙烯高分子复合物．该复合物具有很好的导电性，添加体积分数为1%的石墨烯时，常温下该复合物的导电率可达0.1S/M，可在导电材料方面得到的应用．
添加石墨烯还可显著影响高聚物的其它性能，如玻璃化转变温度(Tg)、力学和电学性能等．例如在聚丙稀腈中添加质量分数约1%的功能化石墨烯，可使其Tg提高40℃．在聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）中仅添加质量分数0.05%的石墨烯就可以将其Tg提高近30℃．添加石墨烯的PMMA比添加膨胀石墨和碳纳米管的PMMA具有更高的强度、模量以及导电率．在聚乙烯醇（PVA）和PMMA中添加质量分数0.6%的功能化石墨烯后，其弹性模量和硬度有明显的增加．在聚苯胺中添加适量的氧化石墨烯所获得的聚苯胺-氧化石墨烯复合物的电容量（531F/g）比聚苯胺本身的电容量（约为216F/g）大1倍多，且具有较大的拉伸强度（12.6MPa）．这些性能为石墨烯-聚苯胺复合物在超级电容器方面的应用创造了条件．