聚合物太陽(yáng)能電池常采用氧化銦錫(ITO)作為透明導(dǎo)電電極。其中ITO成本較高,機(jī)械穩(wěn)定性較差,即使在很小的外界機(jī)械應(yīng)力作用下ITO膜也易產(chǎn)生微裂紋導(dǎo)致膜電阻增加,從而使光電器件的性能下降。石墨烯優(yōu)異的光學(xué)性能和機(jī)械強(qiáng)度及韌性,使其在柔性光伏器件的透明電極中具有更好應(yīng)用潛力[97]。Xu等[98]將氧化石墨烯溶液旋涂成膜,然后在700 ℃下用肼蒸汽還原,所得石墨烯薄膜的薄層電阻為1.79×104 Ω/sq,電導(dǎo)率為22.3 S/cm,將其在有機(jī)光伏電池中(OPVs)作為透明電極,所得器件的功率轉(zhuǎn)換效率為0.13%。這種方法制備得到的石墨烯薄膜不僅可以用于有機(jī)光伏電池,還可以用于其他光學(xué)器件,例如平板顯示器等。Zhang等[99]對(duì)氧化石墨烯進(jìn)行950 ℃熱還原,再使用標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)光刻以及O2等離子體蝕刻工藝對(duì)還原的石墨烯薄膜進(jìn)行精確可控地刻蝕,制備了石墨烯網(wǎng)狀透明電極(GME),提高了電極的透光率。氧化石墨烯分散液可與復(fù)合材料進(jìn)行原位復(fù)配,從而賦予復(fù)合材料導(dǎo)電、導(dǎo)熱、增強(qiáng)、阻燃、抑菌等性能。上海附近石墨烯復(fù)合材料產(chǎn)品介紹
還原石墨烯以及改性的石墨烯已經(jīng)被用在藥物載體、活細(xì)胞成像、生物分子檢測(cè)等生物領(lǐng)域[50]。相比于碳納米管,石墨烯基材料在生物領(lǐng)域的應(yīng)用有著明顯的優(yōu)勢(shì)。首先,它不含金屬催化劑等雜質(zhì),因此不會(huì)對(duì)細(xì)胞產(chǎn)生生物應(yīng)激。其次,改性的石墨烯的分散不需要表面活性劑而且具有更好的水溶性。再次,石墨烯極高的比表面積能使載藥量**提高。改性石墨烯同樣也被用在一些生物器件上,檢測(cè)生物細(xì)胞以及生物分子。它能作為界面對(duì)單個(gè)細(xì)菌進(jìn)行識(shí)別,也能作為無(wú)標(biāo)記,可逆DNA檢測(cè)器,或是作為一種極性特定的分子晶體吸附蛋白質(zhì)/DNA[123]。云南新型石墨烯復(fù)合材料管材石墨烯產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于電子器件、儲(chǔ)能材料、傳感器、半導(dǎo)體、航天、復(fù)合材料以及生物醫(yī)藥等領(lǐng)域。
在橡膠類體系中,需要同時(shí)兼顧材料的強(qiáng)度與韌性,因此對(duì)GO的分散性和GO與橡膠基體間的相互作用要求更高。主要通過(guò)將GO與橡膠分子交聯(lián),或?qū)O改性,增強(qiáng)其對(duì)橡膠分子的親和性來(lái)實(shí)現(xiàn)47,48。Liu等42以極性XNBR為載體,將GO轉(zhuǎn)移到SBR基體中。GO懸浮液與XNBR膠乳混合,然后將其加入到SBR膠乳中,再進(jìn)行膠乳共凝聚。用X射線衍射(XRD)和掃描電子顯微鏡(SEM)對(duì)填料在SBR基體中的分散進(jìn)行了表征并研究了納米復(fù)合材料的力學(xué)性能。研究發(fā)現(xiàn),XNBR可以通過(guò)氫鍵與GO相互作用,并與SBR形成化學(xué)交聯(lián)。因此XNBR可以防止SBR基體中GO片層聚集,改善GO和SBR的相互作用。圖5.1中描述了XNBR對(duì)GO和SBR相互作用的影響。
不同高聚物間的共混可明顯提升其各種物理性能,具有廣闊的使用范圍。通過(guò)改變聚合物的類型和組分的配比來(lái)調(diào)控聚合物共混物的性能,可以綜合利用各組分的性能,是一種非常有效和經(jīng)濟(jì)的方法,從而滿足特定要求73,74。然而,簡(jiǎn)單的聚合物共混往往并不能滿足性能要求,因?yàn)閮煞N不相容的高聚物共混特別是混合焓比較大的共混膠,會(huì)發(fā)生明顯的相分離75。研究表明,GO表面具有疏水性基面和親水性邊緣74,76。這種兩親性使其與極性或非極性聚合物發(fā)生都能有效地相互作用,從而可以作為聚合物共混的融合劑77-79。例如,Cao等65采用GO來(lái)増容聚乙酰胺/聚苯醚(***PO,90/10)聚合物共混物,發(fā)現(xiàn)分散相(PPO)液滴直徑可減?。眰€(gè)數(shù)量級(jí),表明***PO共混物的相容性得到了提高。氧化石墨烯含有豐富的羥基、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。
隨著人類對(duì)能源與日俱增的需求,尋找清潔能源是當(dāng)代科學(xué)的研究發(fā)展方向。石墨烯作為一種二維碳材料,憑借其獨(dú)特的物理化學(xué)性質(zhì),在新能源研究及實(shí)際生產(chǎn)中得到了廣泛的關(guān)注,為能源領(lǐng)域的不斷發(fā)展提供了無(wú)限潛力。氧化石墨烯是石墨烯的一種衍生物,其中大量的含氧官能團(tuán)使其成為石墨烯功能化應(yīng)用的重要物質(zhì),氧化石墨烯及其復(fù)合物在鋰離子電池、超級(jí)電容器、燃料電池、太陽(yáng)能電池等領(lǐng)域有了越來(lái)越多的發(fā)展和應(yīng)用,促進(jìn)了新能源領(lǐng)域的快速進(jìn)步,對(duì)提高能源的利用效率、節(jié)能減排及環(huán)境保護(hù)意義重大。氧化石墨烯應(yīng)用于熱管理、橡膠、塑料、樹(shù)脂、纖維等高分子復(fù)合材料領(lǐng)域。黑龍江石墨烯復(fù)合材料生產(chǎn)
GO氧化石墨(烯)為黃褐色或者黑褐色膏狀物料。上海附近石墨烯復(fù)合材料產(chǎn)品介紹
石墨烯材料具有強(qiáng)大的導(dǎo)電性能,而且石墨烯是由大量的碳原子組成,以及它具有極強(qiáng)的**性,碳原子的未成鍵π與電子之間相互作用,所以,石墨烯材料得到了廣泛的應(yīng)用。此外,石墨烯材料還具有其他性質(zhì),例如:電學(xué)性質(zhì)、電子傳輸性。石墨烯電流遷移率逐漸提高,而且其遷移率也在以光的速度來(lái)計(jì)算,已經(jīng)達(dá)到***時(shí)期,而且也是硒化鉛等半導(dǎo)體材料所無(wú)法比擬的。經(jīng)過(guò)對(duì)石墨烯性能的研究,研究發(fā)現(xiàn)石墨烯材料并不均衡,而且石墨烯的機(jī)械性能也成為了石墨烯的主要性能之一,就目前的情況而言,石墨烯復(fù)合材料的研究已經(jīng)成為了主要研究的問(wèn)題之一。石墨烯的出現(xiàn),使得石墨烯復(fù)合材料的強(qiáng)度有所提高,經(jīng)研究發(fā)現(xiàn),與不添加石墨烯的復(fù)合材料相比,添加了石墨烯的復(fù)合材料的強(qiáng)度遠(yuǎn)高于不添加的,并且復(fù)合材料的強(qiáng)度可以提高二分之一甚至一倍。此外,經(jīng)過(guò)氧化處理的石墨烯的斷裂強(qiáng)度較高,并增強(qiáng)了石墨烯的緊密型與連接性,想要制成石墨烯水凝膠,必須要使用經(jīng)過(guò)氧化處理過(guò)的石墨烯。上海附近石墨烯復(fù)合材料產(chǎn)品介紹