石墨烯复合材料的制备及其在能源领域的应用
石墨烯是一种二维新型碳材料，以其独特的结构和优异的性能，在物理、化学和材料学界引起了广泛的研究兴趣。简要介绍了石墨烯及其功能化改性，并对近年来石墨烯复合材料在锂离子电池、超级电容器、燃料电池电极载体、光伏电池等能源领域的研究进行了综述。
2004 年，Geim 和Novoselov 用胶带剥离石墨晶体首次获得了石墨烯，并因此获得2010 年诺贝尔物理学奖。石墨烯具有高的力学性能(1.06×103 GPa) 、热导率[3×103 W/(m·K) ]、电荷迁移率[1.5 ×104 cm2 /( V·s) ]、大的比表面积(2.6 × 103 m2 /g)以及独特的量子霍尔效应等许多优异的物理化学性质，使其在储能材料、催化剂载体、传感、电极材料、阻燃材料、复合材料等领域具有广泛的应用前景，因而受到研究者的广泛关注。
石墨稀与碳奈米管想必，有一样的初中物非理特征、更重的比外表面积已经更低的提取的成本，可能成為碳奈米管成為环保型碳基和好村料的好基体村料。但石墨稀中间具有的强的范德华力和π-π 堆放，使其在饱和溶液或固相时探亲清晰，许多的被限了石墨稀在许多科技区域的利用。故此，必须要 对石墨稀实行特点化，制得出石墨稀基和好村料，增进其分散性性，并明显阶段保持它的优秀的初中初中物理化工特征，并体现其新的性状。本段述评了石墨稀和好村料的制得措施已经在锂正离子电板、超大电袋子器、温度生物质电板等生物质能科技区域的利用。1、石墨烯改性途径
石墨烯(GE) 是一种由sp2杂化的碳原子以六边形排列形成的周期性蜂窝状二维碳质新材料，其厚度只有一个碳原子的厚度( 约为0.335 nm) 。石墨烯是其他各种碳材料的基本结构单元，可以翘曲成零维的富勒烯、卷曲成一维的碳纳米管、堆叠形成三维的石墨晶体。
纳米材料相互之间形成强的范德华力和π-π 堆砌，使其在氢氧化钠溶液或固相时团圆强烈，而有要有对其实现增韧。说法分析反映，可经过对纳米材料实现增韧来改善其类型，夹杂或物理吸附另外原子设备构造核能够 形成微电子设备转入，所以该变其六角设备构造特征的C 原子设备构造核的散击中心，该变其微电子设备设备构造特征类型，所以该变其效能。 石墨稀的功用化最简单的方法基本可包括三类：非共价功用化和共价功用化。非共价功用化较大 的好处是对石墨稀的损伤性小，会较大 数量留下石墨稀的底层逻辑特点，弱点是负电荷量的效应力小，组合相关建材的相对稳明确不强；共价功用化使功用分子式与石墨稀相互间借助共价键结合在一起，光催化原理的相关建材相对稳固，弱点是共价键的导入，损伤了石墨稀的有序性格局，会光荣牺牲石墨稀一环节分特点。石墨稀的功用化的经由主耍有五种： 其中一种是先制成石墨稀，随后做好功用化；另其中一种是先制成氧化的石墨稀，再做好功用化，随后再完美重现得到石墨稀。2、石墨烯复合材料在能源领域的应用
2.1、锂离子电池
碳原涂料是较早被业务化的锂铝离子電池负极原涂料，当今已得见范围广的应用，如石墨化碳原涂料、炭微球原涂料等。石墨烯物料做为碳原涂料的一部分，而使特别的格局、较高的比外层积、特异的电子无线进行形式而受学习者的瞩目。 纳米板材涂料板材基的包覆板材为负极板材也比分散化的原板材探针普通突出主要表现出選择异的的特点。就是根据：①纳米板材涂料板材的构建，还都能能合理有效地舒缓负极板材在脱嵌锂进程中严峻的大小变大，推迟探针的在使用生存期；②纳米板材涂料板材还都能能和或者的物质有联动滞后效应，控制比原探针更大的比存储量和更稳的配置的特点；③或者属性的加如还都能能避免 纳米板材涂料板材外壁的灭活。所以咧，纳米板材涂料板材基包覆板材就是一种优秀的锂化合物電池负极板材。Lian 等将钝化石墨粉末状在离氮气课堂气氛下迅猛热变大制得高物超所值的纳米板材涂料板材薄片，在直流电压导热系数单位为100 mA/g 的要求下，其本次可逆性转性存储量为1 264 mAh/g，40 次配置后其可逆性转性存储量为848 mAh /g；当直流电压导热系数单位提高了至500 mA/g 时，其可逆性转性存储量己经多达到718 mAh /g。Shanmugharaj 等在微波通信要求下，依据石墨的钝化和快速发展变大，制得纳米板材涂料板材片层，它的初始值电池充电存储量为580 mAh /g，50 次配置后，其比存储量为420 mAh /g，突出主要表现出优良的配置的特点。Li Tian 等在300 ℃下依据H2热修复钝化石墨制得纳米板材涂料板材，将此纳米板材涂料板材为负极板材，在直流电压导热系数单位为50 mA/g 的要求下，其电池充电存储量为1 540 mAh /g，库仑使用率在97%这。 从此可以知道，不论是那中技术分离纯化的石墨烯材料，其不可逆转储电量需要远远过于石墨负极，其反复性能指标还是要好于石墨负极。2.2、超级电容器
石墨烯分散后具有非常大的储能活性，这是因为石墨烯具有高达2 630 m2 /g 的理论比表面积，因此石墨烯复合材料可用于超级电容器领域。Zhang 等通过原位聚合过程，分别将导电高聚物聚乙撑二氧噻吩(PEDOT) 、聚苯胺(PANi) 、聚吡咯(PPy) 直接接枝在还原氧化石墨烯(RGO) 表面，形成纳米复合材料，并通过循环伏安法对三种复合材料的电化学性能进行检测。结果表明，乙醇在实现聚合物均匀负载在RGO 表面起到非常重要的作用。在电流密度为0.3 A/g 时，RGO-PEDOT、RGO-PANi、RGO-PPy 三种复合材料的比电容分别为361， 248， 108 F /g，而且经过1 000 次充放电循环后，电容量保持为初始电容的80%，表现出优良的循环稳定性。分析认为，这种优异的电性能归功于导电高聚物与石墨烯的协同作用。
Wu 等就可以通过疏散后真空系统滤水的具体方法，制作了电学被转化nm原料(CCG) 、聚苯胺nm分析化学纤维(PANINFS)已经二者之间塑料原料(G-PNF) 3 种塑料膜。设计发现了，塑料塑料膜兼备层状机构特征，机械化性能方面稳定的，且兼备十分高的灵便性，就可以变形成各类所要机构特征。包含44%的nm原料的塑料塑料膜的导电性为550 S /m，是PANI-NFS 塑料膜的10 倍。系统设计该韧性导电塑料原料制作的电解电烧杯，其电电学余量为210 F /g。
