非共价键功能化石墨烯/高分子纳米复合材料的制备及性能研究进展

因石墨烯杰出的电学、热学、力学及生物学特性,石墨烯基复合材料引起了广泛的关注。综述了非共价键改性石墨烯/高分子纳米复合材料的制备及其性能。研究发现,所制备的石墨烯基复合材料具有高比表面积、较好的柔韧性、优良的相容性等特性,石墨烯的加入拓宽了高分子在物理、化学、生物医药等领域的研究。

石墨烯的改性及其在复合材料中的应用

综述了石墨烯在以取代反应、缩合反应和加成反应为主的共价键改性领域,以及自组装、范德华力和氢键为主的非共价键改性领域的研究进展及其在复合材料中的应用。同时分析总结了未来石墨烯改性技术的发展思路。今后该领域的研究将更加侧重于石墨烯改性的环保性和经济性,开发环境污染小、成本低的石墨烯改性新工艺和新技术将成为未来追求的主要目标。

石墨烯表面改性研究进展

石墨烯(Graphene)是一种具有优异的电学、热学、力学等物理化学性能的二维碳纳米材料。其应用涵盖电池、传感器、超级电容器和复合材料等领域。但石墨烯片层之间具有很强的π-π相互作用以及高比表面能导致其具有很强的化学惰性,易趋于聚集,限制其优异的性能的发挥。因此石墨烯必须经过适当的改性以促进其在溶剂或基体树脂的分散,进一步拓展石墨烯的应用范围。石墨烯表面改性方式一般分为化学改性(共价键改性)、物理改性(非共价键改性)以及元素掺杂改性。本文从这三种改性方式综述了石墨烯的表面处理方法目前取得的进展,并展望了石墨烯改性未来的发展。

石墨烯的化学改性及其在皮革中的研究进展

石墨烯由于其独特的结构和性能,近年来一直都是研究的热点。而如何尽可能保证其内在结构的情况下进行化学改性,是将其独特性能真正运用的基础。本文主要从对石墨烯的化学改性为出发点,综述其共价键改性和非共价键改性的方法以及目前石墨烯在皮革中的应用研究进展。最后总结和分析石墨烯各种化学改性方法的优缺点,并对其未来在皮革领域应用进行了展望。

功能化氧化石墨烯吸附材料的研究进展

为推进氧化石墨烯材料在水处理领域的应用,综述了近几年功能化氧化石墨烯吸附材料的研究成果。首先介绍了氧化石墨烯的制备方法与结构特征,然后将功能化氧化石墨烯吸附材料分成共价键改性材料和非共价键复合材料。针对氧化石墨烯上不同官能团的化学修饰,将共价键改性材料划分成5类:羰基功能化、羧基功能化、羟基功能化、环氧基功能化和碳碳双键功能化。根据复合材料结构形态的不同,将非共价键复合材料划分成3类:氧化石墨烯基凝胶、氧化石墨烯基分离膜、氧化石墨烯基磁性吸附剂。最后讨论了功能化氧化石墨烯吸附材料在水处理中存在的问题,指出共价键和非共价键的联合功能化处理有望成为氧化石墨烯吸附材料的发展方向。

石墨烯制备与改性的研究进展

石墨烯具有优异的光学、电学和力学特性,在材料科学、超级电容器、能源、传感器、纳米器件和锂离子电池等领域具有巨大的应用前景,石墨烯的制备及改性是石墨烯应用的前提。介绍了石墨烯的主要制备方法和还原方法,然后从改性原理出发,分类概述了基于羧基、环氧基团和共轭结构的共价键改性石墨烯的研究进展,及基于π-π堆叠作用、静电力作用和氢键作用的非共价键改性石墨烯的研究进展。最后,对石墨烯材料发展存在的主要问题及发展方向进行了展望。