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1、一石墨烯/ Fe3O4 复合材料的制备及电磁波吸收性能摘要：为扩展石墨烯的应用领域, 对磁性功能化石墨烯的电磁波吸收性能进行研究。在 氧化石墨与 Fe3O4 粒子的悬浮液中添加还原剂水合肼, 微波辐照反应制备石墨烯/Fe3O4复合物。采用X射线衍射、透射电镜等手段对材料的结构和Fe3O4的分布状 态进行了测试表征。采用矢量网络分析仪测定了材料在0 1 1 18 10 GHz频率范围内 的复介电常数和复磁导率。利用 Cole -Cole 图解释了复合材料的介电特性。利用计算 机模拟出不同厚度材料的电磁波衰减性能。结果表明，当石墨烯和Fe3O4粒子以质量 比10B 1复合得到的吸波剂材料的匹配厚度
2、在2 1 0 2 1 5 mm变化时，反射损耗小 于-20 dB的频率覆盖6 1 5 817 GHz。调节Fe3O4粒子的相对含量,复合材料的反 射损耗最小可以达到-4917 dB。复合材料的强吸收特性预示了其作为电磁波吸收材料 的潜在应用前景。石墨烯自出现以来, 其独特的力学、 电学、光学及磁学性能便引起 了广泛关注。石墨烯具有的特殊二维片状结构有利于对电磁波的吸收, 以此为基体负载 铁氧体形成石墨烯/铁氧体复合材料,可以发挥以下优势:首先,石墨烯的电导率和热导 率高,比表面积大,质量轻,这些性能有利于电磁波的吸收和衰减;其次,铁氧体粒子的 引入可以增强石墨烯的铁磁性, 使复合材料兼具磁损耗
3、与电损耗, 有利于实现电磁匹配; 最后,铁氧体的反射率损耗一般发生在较低频率范围( 10 GHz) ,而石墨材料的反射率 损耗通常位于高频区, 因此, 两种材料的复合还有利于吸收频带的拓宽 结论通过在微波还原GO的过程中添加Fe3O4粒子，制备出了石墨烯/ Fe3O4复合材料。(1) Cole-Cole图显示，Fe3O4粒子与石墨烯复合后，粒子与石墨烯形成界面使得复合材 料具有多重介电弛豫。(2) 反射损耗的计算结果表明,单一的Fe3O4粒子在匹配厚度为2 10 4 10 mm时不 能实现有效吸收，与一定量的石墨烯复合后，反射损耗能够降低到-20 dB以下。其中 以GR-Fe3O4-10 B1
4、为吸收剂的材料在匹配厚度在2 10 2 15 mm变化时，有效吸收 频带可以覆盖6 15 8 17 GHz;以GR-Fe3O4-10B2为吸收剂的材料在厚度为3 15 mm、频率为417 GHz时的最小反射损耗可以达到-4917 dB。石墨烯/ Fe3O4复合材 料强吸收的特性以及石墨烯作为基底的广泛适用性为研究新型吸波材料提供了新的思 路。二石墨烯/Pd复合材料的制备及其形成机制硏究近年来，越来越多的科学家致力于以氧化石墨为前驱体合成石墨烯 / 纳米金属或纳米 金属氧化物，并研究其物理与化学性质5-7。金属钯具有良好的亲氢性，在氢气储 存、加氢反应催化剂、燃料电池及化学传感器等方面有着广泛的
5、应用前景，而且纳米 金属颗粒与炭材料之间存在溢出效应，故这两者的复合有望提高材料的储氢能力3结论1）以氧化石墨和具有良好插层性质的Pd（en）2CI2为前驱体，能通过化学还原法 成功制备出石墨烯/Pd复合材料。2 ）石墨烯/Pd复合材料具有中孔性质，其BET比表面积达230 m2/g，钯纳米颗粒的 粒径为26 nm，弥散地分布在石墨烯的层间及层的边缘。3）纳米钯颗粒能阻止石墨烯重新堆积形成石墨结构，其支撑石墨烯层的作用是形成石 墨烯复合材料的关键。已有研究表明，石墨烯/Pd复合材料在氢气贮存、加氢加成及 传感器等方面有广泛的用途14。三石墨烯/s n O 2 /聚苯胺纳米复合材料石墨烯具有独特
6、的纳米结构和一系列极具吸引力的特性， 成为新型纳米复合材料的理 想载体， 如纳米复合材料分散的基体 提出了一种以石墨， 苯胺， 四氯化锡为原料 制备石墨烯/二氧化锡/聚苯胺的新方法.通过X -射线衍射，红外光谱，透射电 子显微镜， 扫描电子显微镜以及紫外可见光谱对合成的材料进行表征 结果表明： 二氧化锡纳米粒子原位吸附在石墨烯的表面， 有效地避免了石墨烯片的堆叠， 聚苯胺 加入后可大大提高二氧化锡的电化学性质。石墨烯， 具有一个原子层厚度的二维结 构， 因其化学稳定性、 高电导率、 大比表面积而成为电化学储能材料的理想碳材 料 石墨烯纳米片还被作为锂离子电池的储能材料进行研究如果锂可以黏附在石
7、墨 烯的两面，那它的储能容量为7 7 4 mA h / g .但是，石墨烯片很容易堆叠成 多层， 从而减小表面积使其物理化学性能大大降低 近年来， 人们通过将纳米粒子 附着在石墨烯表面来降低石墨烯片的堆叠.纳米粒子可以是金属纳米粒子（如A u, P t等）,也可以是金属氧化物（如TiO2, S n O 2等）.石墨烯基材料的完美 性， 有望应用到传感器、 超级电容器、 锂电池、 催化剂等领域. 但是这些复合材料 都是通过纳米粒子和石墨烯的简单混合得到的， 限制了纳米粒子的均匀分散和石墨烯 片的有效分离过渡金属氧化物（S n O 2, C o 3O 4, F e 2O 3, NiO, CuO 等
8、） 因其高容量而被研究作为锂离子电池负极材料.其中， sn O 2最为引人瞩 目,在这个可逆反应中，二氧化锡的理论比容量是7 82mAh/g13 但是 在锂离子的嵌入和迁出过程中, 二氧化锡纳米粒子很容易发生体积膨胀, 从而降低电 池的循环寿命.因此采用石墨烯表面负载S n O 2的方法制备纳米复合材料，这样 不仅降低石墨烯片的堆叠度，也提高了 S n O 2的储能能力.为了提高电解质离子 的转移, 通过在石墨烯表面附着导电聚合物, 不仅可以进一步拉大石墨烯片的层间 距, 而且聚合物链的运动使电解质离子更好地迁移. 层间距拉大的石墨烯更好地作为 锂离子电池电极材料14 在此，提出了一种简便合成
9、石墨烯/S n O 2 / 聚苯胺的高性能锂电池负极材料的方法成功地合成了石墨烯/S n O 2/聚苯胺 纳米复合材料.结果表明， 二氧化锡，聚苯胺很好地附着在石墨烯上形成三明治状的复合结构聚 苯胺和二氧化锡的附着可以有效地解决石墨烯的堆叠问题，石墨烯和聚苯胺的介 入又可以很好地抑制二氧化锡的体积膨胀问题， 从而可以进一步提高电极材料的电学 性质， 使得这种材料成为一种理想的锂离子电池负极材料可以期望将此方法应用到 石墨烯基其他金属氧化物中， 从而得到广泛的应用四石墨烯 /TiO2 复合材料的制备及其光催化性能的研究TiO2颗粒由于具有较高的化学稳定性、热稳定性以及优良的光学、力学和电学特 性
10、，被应用于诸多工业领域。其中锐钛型TiO2具有良好的光催化活性，尤其是当颗 粒尺寸降到纳米级别时，催化能力更好，在催化降解环境有机污染物方面具有广泛的 应用。碳材料在催化中有着极为重要的应用，被广泛用做催化剂的载体，也可以直接 作为许多反应的催化剂5 。由于石墨烯是构建众多碳材料包括石墨、 碳纳米管、 碳纳米纤维和类富勒烯材料的基本单元6 ， 具有独特的二维表面结构、 良好的导 电导热性质以及很高的比表面积， 可将某些具有催化活性的材料负载在石墨烯表面使 其成为新一类石墨烯功能复合材料。结论采用溶胶-凝胶法成功制备出石墨烯/ TiO2光催化复合材料。在紫外光照射下，以甲 基橙光催化降解体系为研
11、究对象，石墨烯/ TiO2复合材料用量为2 g/L、紫外光照为 3.5 h、目标降解物初始pH为5时具有最好的催化活性。在同等条件下，石墨烯/ TiO2复合材料光催化降解效果比单一锐钛矿型TiO2的效果好。五石墨烯/铂复合材料的制备及电化学性能研究采用 Hummers 法制备氧化石墨，再超声分散于去离子水中形成稳定的氧化石墨分散 液。 分散液与氯铂酸溶液混合后，氧化石墨烯还原氯铂酸产生大量铂纳米粒子，铂粒 子被牢固地锚在氧化石墨烯片上，最后将所得到的氧化石墨烯/铂复合物置于管式炉中 在Ar/H2气氛中于800 C下热裂解制备出石墨烯/铂复合材料。形貌与纳米结构分析表 明，氧化石墨已被彻底还原成
12、石墨烯，铂纳米粒子均匀分散在褶皱的石墨烯纳米片 间。 电化学阻抗研究进一步揭示复合材料的电子转移阻抗明显小于石墨烯，呈示铂纳 米粒子掺入石墨烯片层大大改善了导电性。 石墨烯/铂复合材料应用于对苯二酚的电化 学检测，检出限达1.6xl0-7mol L-1，这说明该材料具有优异的电催化性能。结论利用氧化石墨烯和氯铂酸的原位氧化还原反应不仅实现了氯铂酸的彻底还原，而且所 形成的铂纳米粒子被均匀地锚在氧化石墨烯片层上。结合高温固相还原， 成功开发出 高性能的石墨烯/铂复合材料。 新的方法具有简便、绿色和高效等显著特点，可广泛应 用于以满足催化剂和电化学传感器需要为目的的铂、金、钯等贵金属的石墨烯复合材
13、 料的合成。六石墨烯/TiO2复合材料的制备及其光催化性能的硏摘要:本实验以细鳞片石墨为原料，采用 Hummers 法制备氧化石墨， 经超声波振荡 得到氧化石墨烯，加入水合肼回流制得石墨烯材料。采用溶胶- 凝胶法制备锐钛矿型 TiO2及石墨烯/TiO2复合材料。在紫外光照射下，分别以石墨烯/TiO2复合材料及锐 钛矿型TiO2为催化剂，在甲基橙溶液中进行光催化降解，结果显示，石墨烯/TiO2 光催化性能明显高于相同条件下的锐钛矿型TiO2. TiO2颗粒由于具有较高的化学稳定 性、 热稳定性以及优良的光学、力学和电学特性， 被应用于诸多工业领域。其中锐 钛型TiO2具有良好的光催化活性，尤其是
14、当颗粒尺寸降到纳米级别时，催化能力更 好，在催化降解环境有机污染物方面具有广泛的应用1， 2 。碳材料在催化中有着 极为重要的应用，被广泛用做催化剂的载体3， 4 ，也可以直接作为许多反应的催 化剂5 。由于石墨烯是构建众多碳材料包括石墨、碳纳米管、 碳纳米纤维和类富 勒烯材料的基本单元6 ， 具有独特的二维表面结构、良好的导电导热性质以及很 高的比表面积， 可将某些具有催化活性的材料负载在石墨烯表面使其成为新一类石墨 烯功能复合材料。本课题以石墨烯为载体，利用溶胶-凝胶法制备石墨烯/TiO2光催化 复合材料。同时， 以甲基橙光催化降结论采用溶胶-凝胶法成功制备出石墨烯/ TiO2光催化复合材
15、料。在紫外光照射下，以甲 基橙光催化降解体系为研究对象，石墨烯/ TiO2复合材料用量为2 g/L、紫外光照为 3.5 h、目标降解物初始pH为5时具有最好的催化活性。在同等条件下，石墨烯/ TiO2复合材料光催化降解效果比单一锐钛矿型TiO2的效果好。七石墨烯 环氧树脂复合材料的介电性能研究摘要：通过Staudenmaier法制备了完全氧化的氧化石墨（G 0）,并通过高温热膨胀制备了单层石墨烯（g raphene）。用FT -I R和T G对G0的氧化程度、含氧官能团进行了表征，用S EM和T EM 对天然石墨（NG）、G0和g raphen e的微观结构进行了分析。利用 超声共混法制备了g
16、raphene/环氧树脂介电纳米复合材料，介电性能 的测试表明，g r a p h e n e的加入使环氧树脂介电常数大幅提高，当g r a p h e n e添加量为0 . 2 5%（质量分数）时，材料介电常数达到2 5, 是纯环氧树脂的4倍，介电损耗0 .11。这为石墨烯在介电储能方面的应用和低 成本介电复合材料的制备提供了新思路八石墨烯 / 聚吡咯复合材料的制备及其导电性能研摘 要：在超声条件下通过原位聚合反应制备出石墨烯/聚吡咯导电复合材料.用红 外光谱（F T - I R）、扫描电镜（S EM）和透射电镜（T EM）等分析手 段对复合材料的结构进行表征.结果表明，聚吡咯均匀地包覆在石墨烯的表面，热重 分析（T G）和电导率测试结果显示复合材料相对于纯聚吡咯具有更好的热稳定性和 电导率，这可能得益于原位聚合中聚吡咯基体中的石墨烯纳米薄片的高电导率
