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石墨烯纳米片/环氧树脂复合材料的制备与介电性能研究

郭晓琴 , 余小霞 , 王永凯 , 任英华 , 梅俊伟 , 张锐

功能材料 doi:10.3969/j.issn.1001-9731.2013.18.019

以天然鳞片石墨为原料，通过 Hummers 法制备氧化石墨，微波热解剥离制备出少层数的石墨烯纳米片。以硅烷偶联剂 KH-560为改性剂，超声共混制备石墨烯纳米片/环氧树脂复合材料。采用 FT-IR和SEM分析样品的微观结构和形貌，测试其介电性能。结果表明，随着石墨烯纳米片添加量的增加，复合材料介电常数呈现先增大后减小的趋势，当石墨烯纳米片含量为0.3%(质量分数)时，介电常数达到最大；石墨烯纳米片对复合材料介电损耗的影响与之相反；偶联改性使复合材料的介电常数增大，介电损耗减小。

关键词: 石墨烯纳米片 , 环氧树脂 , 复合材料 , 介电性能

超声剥离二次膨胀石墨制备石墨烯纳米片

郭晓琴 , 黄靖 , 王永凯 , 陈雷明 , 余小霞 , 张锐

功能材料 doi:10.3969/j.issn.1001-9731.2013.12.028

以天然鳞片石墨为原料,氧化插层制备可膨胀石墨,微波热解膨胀后,对膨胀石墨进行二次氧化插层并微波膨胀,采用超声剥离法制备出包含大量少层数碳原子的石墨烯纳米片.采用傅里叶红外光谱(FT-IR)、X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、原子力显微镜(AFM)和拉曼光谱(Raman)对其结构和形貌进行分析.结果表明,氧化插层增大了石墨层间距,膨胀石墨更易于进一步氧化插层引入含氧基团；在微波作用下,石墨内部含氧基团热分解放出气体,进一步增大石墨层间距,甚至部分剥离；对二次膨胀处理的石墨薄片进行超声剥离可得到石墨烯纳米片,大部分石墨烯层数低于5层.

关键词: 氧化插层 , 微波膨胀 , 超声剥离 , 石墨烯纳米片

乳液模板-自组装法制备石墨烯/聚苯乙烯导电复合材料

赵鹏飞 , 罗勇悦 , 何东宁 , 彭政 , 杨其

功能材料 doi:10.3969/j.issn.1001-9731.2013.19.032

利用乳液模板-静电自组装法,以甲基丙烯酰氧乙烯氯化铵(DMC)接枝改性的聚苯乙烯阳离子微球(PS+)为基体模板、石墨烯为导电介质,利用氧化石墨烯(GO)与PS+间强烈的静电相互作用直接在水中共组装,通过水合肼原位还原(in-situ reduction)成功制备了纳米石墨烯片(GNs)填充的聚苯乙烯(PS)导电复合材料。复合材料断口扫描电镜(SEM)和电性能结果表明,静电自组装有利于形成较为完善的石墨烯导电网络,GNs/PS 复合材料具有极低的导电逾渗值(0.09%(体积分数))和较高的饱和导电率(25.2S/m)。结合表面 zeta 电位、复合物微观形貌的表征,对组装机理和结构-性能关系进行了讨论。此外,热重热分析(TGA)结果表明,石墨烯的加入有效地改善了材料的热稳定性。

关键词: 聚苯乙烯 , 纳米石墨烯片 , 乳液模板 , 静电自组装 , 电学性能

石墨烯纳米片的简易合成及其超级电容性能研究

刘奕 , 赵玉亮 , 高兆芬 , 姜霞 , 曾宇平

无机材料学报 doi:10.3724/SP.J.1077.2013.12398

以硫代氨基脲(CHsN3S)为还原剂,通过还原氧化石墨(GO)制备了石墨烯纳米片(GNS).利用XRD,FE-SEM,AFM和UV-Vis光谱对产物的结构和形貌进行分析,并使用循环伏安和恒流充放电等测试手段来表征其超级电容性能.实验结果表明,所制备的GNS具有良好的结晶状态,并且在水溶液中具有良好的分散性.以GNS纳米片为电极材料,在3 mol/L KOH电解质溶液中,在500 mA/g电流密度测试条件下所得比电容量为75 F/g.而且GNS纳米片显示出了良好的电化学循环稳定性.

关键词: 石墨烯纳米片 , 硫代氨基脲 , 超级电容性能

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