新型材料石墨烯组装研究进展

石墨烯是近几年研究的一种具有二维平面结构的热门材料,它具有单电子结构,有很多特殊的物理和化学的性质。关于石墨烯的制备,功能化及应用方面的研究已经成为当前的前沿和热点课题。关于石墨烯组装的研究目前还没有制备方面成熟。主要介绍了几种石墨烯组装的方法并对其进行了展望,包括有机小分子组装,共聚组装,LB技术组装,非共价键组装。组装后的石墨烯具有了一些新的性质和功能,溶解性得到了极大的改善。     

通过“点击化学”对石墨烯和氧化石墨烯进行功能化改性

点击化学具有操作简单方便、灵活高效等特点,在石墨烯的功能化改性上具有极其重要的应用.本工作针对点击化学对石墨烯和氧化石墨烯功能化改性方面进行了综述.将石墨烯点击功能化改性方法分为两种情况:共价键结合的点击功能化改性和非共价键作用的点击功能化改性,其中共价键结合又可细分为边缘点击功能化改性和表面点击功能化改性.首先,本工作对石墨烯点击功能化改性的反应过程和反应条件及其研究方法作了详细的归类和系统的总结.一方面,在石墨烯点击功能化改性的分类上包括:氧化石墨烯边缘点击,氧化石墨烯表面点击,石墨烯表面点击,石墨烯表面经过Diels-Alder[4+2]的点击反应,以及通过非共价键作用的π-π堆积之后的点击反应;另一方面,在点击反应的合成路线上,详细列出了对石墨烯或者氧化石墨烯进行炔基化或者叠氮基化以及功能化分子进行相应地叠氮基化或者炔基化的连接方法和反应条件,通过点击反应将两部分连接起来,并指出石墨烯功能化复合物的功能特性和应用前景.对这部分工作进行列表总结,然后作图列出石墨烯和氧化石墨烯的点击功能化反应的具体分类和反应过程.另外,本工作列表总结了IR,Raman,UV,1H NMR,13C NMR,XPS,XRD,AFM,TEM,SEM,CV,TGA等对石墨烯和氧化石墨烯进行表征的常用方法,指出了常见的出峰位置以及表征结果和测试目的,并作了简要的分析和说明.最后,对点击化学在石墨烯和氧化石墨烯上的功能化应用作出了总结和展望.     

石墨烯的功能化及其在储能材料领域中的应用

石墨烯是由sp~2杂化的碳原子紧密堆积成的单原子层二维碳材料,由于其优异的物理和化学性质被视为最有前景的新型材料之一。但由于石墨烯片层之间在范德华力的作用下易发生不可逆团聚,丧失其单层二维纳米片的结构特性,以及石墨烯表面呈现惰性状态,致使其与其他介质的相互作用较弱,难以均匀分散在极性或非极性的溶剂中,因而石墨烯的应用受到限制。对石墨烯进行功能化可以调控其分子结构、电子能级和化学性质,不仅可以有效抑制石墨烯的团聚而且能够改善其在溶剂中的分散性和稳定性,从而实现石墨烯基材料的多元化应用。本文综述了近年来共价键和非共价键功能化石墨烯以及其复合材料在储能领域的研究进展,并对功能化石墨烯的发展前景进行了展望。     

石墨烯和氧化石墨烯的表面功能化改性

石墨烯和氧化石墨烯由于特殊的电子、光学、力学性能已成为当今科学研究的热点.重点综述了近年来石墨烯和氧化石墨烯的表面功能化改性研究进展.首先介绍了石墨烯、氧化石墨烯的基本结构与性质.然后将表面功能化分为非共价键结合改性、共价键结合改性和元素掺杂改性.非共价键结合的功能化改性分为四类：π-π键相互作用、氢键作用、离子键作用以及静电作用.共价键结合的功能化改性分为四类：碳骨架功能化、羟基功能化、羧基功能化和环氧基功能化.元素掺杂改性分为N、B、P等不同元素的掺杂功能化.总结了石墨烯、氧化石墨烯基体与改性分子的相互作用和反应类型,以及改性产物的性能与应用.最后对石墨烯和氧化石墨烯在表面功能化改性方面的发展前景作了展望和预测.     

氧化石墨烯分离膜机械性能调控

氧化石墨烯(Graphene oxide, GO)片层组装制备的分离膜,具有可调控的纳米通道和独特的分离性能,是一种很有前景的分离材料,但较差的机械性能制约了其实际应用。将活性分子、阳离子等粒子引入到GO膜的片层间,利用其与GO形成的稳定键合可提高GO膜的机械性能。本文综述了国内外在GO膜机械性能调控方面的研究进展。依据引入的粒子与GO成键的类型可分为共价键法和非共价键法,其中共价键法又分为大分子共价键法和小分子共价键法,非共价键法分为氢键法、π-π键法和离子键法。无论共价键法还是非共价键法都能显著提升GO膜的机械性能,其中共价键法对GO复合膜的增强效果优于非共价键法,大分子共价键法优于小分子共价键法。最后,阐述了现有方法存在的问题,并对未来的发展前景做出了展望。     

层间共价增强石墨烯材料的构筑、性能与应用

大批量石墨烯可控制备技术的逐渐成熟为实现其宏观组装和应用提供了基础。在众多的组装策略中,调节石墨烯层间的界面相互作用可以直接影响组装体的力学、电学、热学以及渗透等性质,具有重要的意义。石墨烯片层间以共价键连接的层间共价石墨烯材料以其可调的层间距、较强的层间作用力、丰富的功能化、以及可能的原子构型重排等特性,受到了广泛的关注和深入的研究。相比于其他非共价的键合手段,共价连接是一种更为牢固的枢纽。本文中我们将总结讨论层间共价石墨烯材料的构筑方法、性能以及应用。在构筑方法中,依据石墨烯本身的制备方法分为氧化还原法以及化学气相沉积法,而在氧化还原法中,以其宏观材料的形貌分为纸状和纤维状来讨论。接着,我们重点介绍了层间共价对其力学和电学性能的影响,并概述了此类宏观组装体材料的应用。层间共价石墨烯材料继承了石墨烯自身优异的特性,同时也具有宏观组装所赋予的性能,有望在多个领域得到广泛的应用。     

点击化学法修饰氧化石墨烯及其在高分子中的应用研究

点击化学是一种操作简单方便、灵活高效的化学合成方法,对石墨烯的改性具有高效和活性位点可控等特点,是一种新型高效修饰石墨烯的改性法。本文结合点击化学改性石墨烯的特点及在高分子中的应用,将点击化学功能化修饰石墨烯分为共价键点击功能化和非共价键点击功能化,其中共价键结合又可细分为边缘点击功能化改性和表面点击功能化改性。本文介绍了叠氮功能改性剂的制备方法及其修饰石墨烯的点击反应原理,总结了点击功能化石墨烯及氧化石墨烯高分子复合材料的功能特性和应用前景。     

聚烯烃共价键接枝纳米材料及其聚烯烃纳米复合材料

聚烯烃纳米复合材料为聚烯烃材料带来广阔的性能提升空间,其研究开发工作引起了人们的广泛关注。聚烯烃共价键接枝纳米材料在制备高性能聚烯烃纳米复合材料方面有重要应用。接枝聚烯烃提高了纳米材料与聚烯烃基体之间的相容性,提供良好的界面作用力,从而有效促进纳米材料在聚烯烃基体中均匀分散、极大提高了聚烯烃纳米复合材料的相关性能。三种途径可以用来制备聚烯烃共价键接枝纳米材料:Graft-onto、Graft-from、Graft-through。Graft-onto方法是端基或侧基功能化聚烯烃与纳米材料表面活性基团或碳结构进行接枝反应的过程。由于功能化聚烯烃具有高度反应活性且方便得到,Graft-onto方法占据了制备聚烯烃共价键接枝纳米材料的主流。Graft-from和Graft-through方法中聚烯烃接枝过程即为烯烃聚合过程,实施较为困难,因而文献报道相对较少。本文对聚烯烃共价键接枝纳米材料的制备及其相应的聚烯烃纳米复合材料的最新研究进展进行了综述,着重讨论了聚烯烃接枝对聚烯烃纳米复合材料性能的影响。所涉及纳米材料包括二氧化硅(零维)、碳纳米管(一维)和石墨烯(二维)。     

石墨烯的制备、功能化及在化学中的应用

石墨烯是最近发现的一种具有二维平面结构的碳纳米材料,它的特殊单原子层结构使其具有许多独特的物理化学性质.有关石墨烯的基础和应用研究已成为当前的前沿和热点课题之一.本文仅就目前石墨烯的制备方法、功能化方法以及在化学领域中的应用作一综述,重点阐述石墨烯应用于化学修饰电极、化学电源、催化剂和药物载体以及气体传感器等方面的研究进展,并对石墨烯在相关领域的应用前景作了展望.     

石墨烯的制备、功能化及在化学中的应用

石墨烯是最近发现的一种具有二维平面结构的碳纳米材料, 它的特殊单原子层结构使其具有许多独特的物理化学性质. 有关石墨烯的基础和应用研究已成为当前的前沿和热点课题之一. 本文仅就目前石墨烯的制备方法、功能化方法以及在化学领域中的应用作一综述, 重点阐述石墨烯应用于化学修饰电极、化学电源、催化剂和药物载体以及气体传感器等方面的研究进展, 并对石墨烯在相关领域的应用前景作了展望.     

Electrochemistry at chemically modified graphenes

Electrochemical applications of graphene are of great interest to many researchers as they can potentially lead to crucial technological advancements in fabrication of electrochemical devices for energy production and storage, and highly sensitive sensors. There are many routes towards fabrication of bulk quantities of chemically modified graphenes (CMG) for applications such as electrode materials. Each of them yields different graphene materials with different functionalities and structural defects. Here, we compare the electrochemical properties of five different chemically modified graphenes: graphite oxide, graphene oxide, thermally reduced graphene oxide, chemically reduced graphene oxide, and electrochemically reduced graphene oxide. We characterized these materials using transmission electron microscopy, Raman spectroscopy, high-resolution X-ray photoelectron spectroscopy, electrochemical impedance spectroscopy, and cyclic voltammetry, which allowed us to correlate the electrochemical properties with the structural and chemical features of the CMGs. We found that thermally reduced graphene oxide offers the most favorable electrochemical performance among the different materials studied. Our findings have a profound impact for the applications of chemically modified graphenes in electrochemical devices.     

石墨烯/聚苯胺复合材料的制备及应用

石墨烯/聚苯胺复合材料由于其优异的电学、热学、电化学性能和机械性能等特点,吸引了研究者们的广泛关注。本文对近几年来石墨烯/聚苯胺复合材料的发展状况进行了简单介绍,首先总结了原位聚合法、界面聚合法、自组装法、溶液共混法等不同制备方法对石墨烯/聚苯胺复合材料结构和性能的影响。由于石墨烯/聚苯胺复合材料结合了石墨烯和聚苯胺两者的优点,展现出更加优异的性能,因此本文还对其在超级电容器、传感器、燃料电池、太阳能电池等方面的应用进行了详细介绍。     

石墨烯的制备、功能化及在化学中的应用

石墨烯是最近发现的一种具有二维平面结构的碳纳米材料, 它的特殊单原子层结构使其具有许多独特的物理化学性质. 有关石墨烯的基础和应用研究已成为当前的前沿和热点课题之一. 本文仅就目前石墨烯的制备方法、功能化方法以及在化学领域中的应用作一综述, 重点阐述石墨烯应用于化学修饰电极、化学电源、催化剂和药物载体以及气体传感器等方面的研究进展, 并对石墨烯在相关领域的应用前景作了展望.     

石墨烯的制备、功能化及在化学中的应用

石墨烯是最近发现的一种具有二维平面结构的碳纳米材料, 它的特殊单原子层结构使其具有许多独特的物理化学性质. 有关石墨烯的基础和应用研究已成为当前的前沿和热点课题之一. 本文仅就目前石墨烯的制备方法、功能化方法以及在化学领域中的应用作一综述, 重点阐述石墨烯应用于化学修饰电极、化学电源、催化剂和药物载体以及气体传感器等方面的研究进展, 并对石墨烯在相关领域的应用前景作了展望.     

石墨烯的制备、功能化及在化学中的应用

石墨烯是最近发现的一种具有二维平面结构的碳纳米材料, 它的特殊单原子层结构使其具有许多独特的物理化学性质. 有关石墨烯的基础和应用研究已成为当前的前沿和热点课题之一. 本文仅就目前石墨烯的制备方法、功能化方法以及在化学领域中的应用作一综述, 重点阐述石墨烯应用于化学修饰电极、化学电源、催化剂和药物载体以及气体传感器等方面的研究进展, 并对石墨烯在相关领域的应用前景作了展望.     

石墨烯的制备、功能化及在化学中的应用

石墨烯是最近发现的一种具有二维平面结构的碳纳米材料, 它的特殊单原子层结构使其具有许多独特的物理化学性质. 有关石墨烯的基础和应用研究已成为当前的前沿和热点课题之一. 本文仅就目前石墨烯的制备方法、功能化方法以及在化学领域中的应用作一综述, 重点阐述石墨烯应用于化学修饰电极、化学电源、催化剂和药物载体以及气体传感器等方面的研究进展, 并对石墨烯在相关领域的应用前景作了展望.     

石墨烯的制备、功能化及在化学中的应用

石墨烯是最近发现的一种具有二维平面结构的碳纳米材料, 它的特殊单原子层结构使其具有许多独特的物理化学性质. 有关石墨烯的基础和应用研究已成为当前的前沿和热点课题之一. 本文仅就目前石墨烯的制备方法、功能化方法以及在化学领域中的应用作一综述, 重点阐述石墨烯应用于化学修饰电极、化学电源、催化剂和药物载体以及气体传感器等方面的研究进展, 并对石墨烯在相关领域的应用前景作了展望.     

石墨烯的制备、功能化及在化学中的应用

石墨烯是最近发现的一种具有二维平面结构的碳纳米材料, 它的特殊单原子层结构使其具有许多独特的物理化学性质. 有关石墨烯的基础和应用研究已成为当前的前沿和热点课题之一. 本文仅就目前石墨烯的制备方法、功能化方法以及在化学领域中的应用作一综述, 重点阐述石墨烯应用于化学修饰电极、化学电源、催化剂和药物载体以及气体传感器等方面的研究进展, 并对石墨烯在相关领域的应用前景作了展望.     

石墨烯的制备、功能化及在化学中的应用

石墨烯是最近发现的一种具有二维平面结构的碳纳米材料, 它的特殊单原子层结构使其具有许多独特的物理化学性质. 有关石墨烯的基础和应用研究已成为当前的前沿和热点课题之一. 本文仅就目前石墨烯的制备方法、功能化方法以及在化学领域中的应用作一综述, 重点阐述石墨烯应用于化学修饰电极、化学电源、催化剂和药物载体以及气体传感器等方面的研究进展, 并对石墨烯在相关领域的应用前景作了展望.