石墨烯（graphene）是近幾年來(lái)發(fā)展起來(lái)的一種新型二維無(wú)機(jī)納米材料，自從其發(fā)現(xiàn)以來(lái)，石墨烯在化學(xué)、物理、材料、電子等各個(gè)領(lǐng)域顯示了廣闊的應(yīng)用前景。尤其是它極高的機(jī)械強(qiáng)度，出色的導(dǎo)電和導(dǎo)熱性能，以及豐富的來(lái)源（石墨），使其能作為一種理想的無(wú)機(jī)納米填料來(lái)制備聚合物復(fù)合材料。但是目前為止，石墨烯材料的大規(guī)模制備，以及如何將石墨烯均勻地分散到聚合物基體中并且優(yōu)化石墨烯與聚合物基體之間的界面作用力一直是科學(xué)界及工業(yè)界尚待解決的難題。本學(xué)位論文圍繞著這些問(wèn)題，運(yùn)用了多種新穎的方法實(shí)現(xiàn)了對(duì)石墨烯以及功能化石墨烯材料的合成，并制備了多種高性能的石墨烯/聚合物復(fù)合材料，這些材料在航空、運(yùn)輸、生物醫(yī)藥等方面具有潛在的應(yīng)用價(jià)值。氧化石墨含有豐富的羥基、羧基和環(huán)氧基等含氧官能團(tuán)，更高的氧化程度，更好的剝離度。黑龍江石墨烯復(fù)合材料改性

納米粒子作為填料制備的高分子復(fù)合材料具有優(yōu)異的性能，廣泛應(yīng)用于汽車、飛機(jī)、建筑、電子器件等領(lǐng)域。其中性能的提升與納米粒子在復(fù)合材料中的分散狀態(tài)和納米粒子與高分子基體之間的相互作用有很大的關(guān)系1-5。多數(shù)納米粒子與高分子不相容，在復(fù)合材料中無(wú)法形成均相體系，從而制約納米粒子對(duì)高分子復(fù)合材料的增強(qiáng)作用6,7。GO表面有豐富的官能團(tuán)，與很多高分子材料之間有較高相容性，可以用作多種高分子復(fù)合材料增強(qiáng)填料，復(fù)合后可以為復(fù)合材料帶來(lái)力學(xué)、電學(xué)、熱學(xué)等多方面性能的提升。黑龍江石墨烯復(fù)合材料改性可應(yīng)用于電機(jī)、變壓器、電力電纜、電氣柜、新能源汽車、風(fēng)力發(fā)電、電觸頭材料等領(lǐng)域。

氧化石墨烯與聚合物復(fù)合材料的制備可以追溯到上個(gè)世紀(jì)。在這些復(fù)合材料中，氧化石墨通常是在水溶液中超聲剝離，盡管在當(dāng)時(shí)單層的氧化石墨烯并沒(méi)有被明確的指出，但是科學(xué)家發(fā)現(xiàn)這種超聲剝離后的片層非常薄，厚度在1.8~2.8nm之間，說(shuō)明得到的氧化石墨烯不超過(guò)3層[59,60]。直到2006年，Rouff等人證明了單層氧化石墨烯并制備了改性氧化石墨烯/聚苯乙烯復(fù)合材料之后[61]，利用氧化石墨烯制備復(fù)合材料的研究才真正開始受到***的重視。。

聚合物的結(jié)晶過(guò)程會(huì)直接影響其加工性能，氧化石墨烯加入到聚合物中可以在復(fù)合體系中起到成核劑的作用，有效地改善聚合物的結(jié)晶過(guò)程。研究人員對(duì)聚乳酸（PLLA）/氧化石墨烯納米復(fù)合材料進(jìn)行了非等溫和等溫過(guò)程中冷結(jié)晶行為的研究64。通過(guò)不同升溫速率的差熱分析發(fā)現(xiàn)，隨著氧化石墨烯負(fù)載量的增加，聚乳酸的結(jié)晶峰溫向低溫范圍轉(zhuǎn)移，這說(shuō)明聚乳酸的非等溫冷結(jié)晶行為有明顯改善，而且氧化石墨烯可***地提高聚乳酸的結(jié)晶速率，并使其結(jié)晶機(jī)理和晶體結(jié)構(gòu)保持不變。石墨烯防腐漿料中分散有少層石墨烯，且具有較高的穩(wěn)定性。

除作為添加劑增強(qiáng)聚合物性能外，氧化石墨烯也可單獨(dú)作為一種功能材料使用。如氧化石墨烯可作為活性吸附劑吸附廢氣，Bandosz課題組報(bào)道了氧化石墨烯對(duì)氨氣有效的吸附。氧化石墨烯也同樣在生物領(lǐng)域表現(xiàn)出了重要的應(yīng)用價(jià)值，它能作為一種新型的分子探針有效地檢測(cè)生物分子。Yang等人研究了氧化石墨烯作為藥物載體對(duì)阿霉素（DXR）的負(fù)載及可控釋放，他們發(fā)現(xiàn)阿霉素通過(guò)π-π共軛作用吸附于氧化石墨烯上，并且通過(guò)調(diào)節(jié)體系的pH值可以對(duì)阿霉素的釋放進(jìn)行調(diào)控，證明了氧化石墨烯在藥物控制釋放領(lǐng)域的潛力。**近，Ruoff課題組開發(fā)了一種以氧化石墨烯為結(jié)構(gòu)單元的新型類似于紙材料，他們通過(guò)將氧化石墨烯的水溶液在微孔濾膜上過(guò)濾，得到了這種氧化石墨烯紙。這種材料具有規(guī)整的互鎖式排列結(jié)構(gòu)，楊氏模量可高達(dá)40GPa，可有望廣泛應(yīng)用于電子元件，可控透氣性膜等領(lǐng)域。氧化石墨烯濾餅（SE2430W、SE243PW、SE243EW）。云南新型石墨烯復(fù)合材料管材

石墨烯適用于鋰離子電池正負(fù)極材料導(dǎo)電添加劑，可有效提高電池能量，改善循環(huán)壽命和倍率性能。黑龍江石墨烯復(fù)合材料改性

Li等人58制備了氧化石墨烯/SBS復(fù)合材料，結(jié)果發(fā)現(xiàn)氧化石墨烯在基體中具有良好的分散性，并且氧化石墨烯和基體之間的界面作用很強(qiáng)，從而在還原后提高了復(fù)合材料的導(dǎo)電性，其導(dǎo)電滲流閾值低至0.12vo1.%。陳翔峰等人59制備了氧化石墨烯/丙烯腈苯乙烯導(dǎo)電復(fù)合材料，發(fā)現(xiàn)氧化石墨烯的徑厚比對(duì)復(fù)合材料的體積電阻率有很大影響，徑厚比大能夠使其在基體中更易形成導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)，從而降低復(fù)合材料的電阻率。此外，不同的加工的方式也會(huì)導(dǎo)致材料性能差異。黑龍江石墨烯復(fù)合材料改性