1。2石墨烯基碳纳米复合材料的制备

石墨烯在经过改变性质和或者通过某些方法还原后会在聚合物基体中形成纳米级分散,这种特性具有很大的潜力,比如可以改良聚合物的热性能、力学性能及电性能等。目前来说制备石墨烯聚合物纳米复合材料的方法之一是共混法。下面对近年来一些石墨烯基纳米复合材料制备的发展近况做以下介绍。

1。2。1静电纺丝法

    王等[9]通过此方法制备出一种新型的石墨烯/碳纳米纤维电极材料,之后对石墨烯-碳纳米纤维进行了表征测试, 经过研究发现,添加了该物质后,纳米纤维的直径变细,并讨论了石墨烯对碳纳米纤维的影响和新型电极的吸附脱盐性能。氧化石墨与纤维之间以三种方式连接。氧化石墨与聚丙烯腈纤维的连接形成一个“面到线”的网络结构,这种特殊的结构增强了电极的导电性能。与其他传统碳电极材料进行对比发现,制备出的新型电极材料在电容脱盐中表现出了更高的吸附量。

1。2。2一步煅烧法

张等[10]以石墨烯和碳量子点的乙醇溶液为原料制得了新型的石墨烯—碳点复合物(GP/CQD),又用交流阻抗和循环伏安等测试对新型石墨烯碳点复合物的电化学性能进行测试,这种效果有利于传输电解质的浸润和电子。碳点的复合能在某些程度上使石墨烯片层的堆砌作用减弱。接下来用扫描电子显微镜和X射线衍射对石墨烯-碳点复合物进行了表征测试。这种石墨烯/碳点电容器的恒流充放电效率高达90%以上。和不添加氧化石墨烯的碳点复合物相比,提升了性能,并且在大扫速下依旧可以维持良好的超电容性能。

1。2。3石墨烯/碳纳米管复合材料的制备方法

石墨烯和碳纳米管都是纳米尺寸的材料,具有很多优点,所以我们要选择合适经济的方法制备出石墨烯/碳纳米管复合材料。石墨烯和碳纳米管之间可以产生一种协同效应,使其各种性能得到增强,因而这种复合材料在很多领域有着良好的前景。

赵等[11]以石墨烯/碳纳米管复合材料为对象这种新型复合材料不仅被成功地应用在电容器、光电器件、储能电池、电化学传感器和其它领域,而且也会逐渐的进化。

    目前,石墨烯/碳纳米管复合材料的制备方法主要有:化学气相沉积法(CVD),逐层沉积法(LBL),电泳沉积法,真空抽滤法,涂制成膜法,原位化学还原法等。

Choi 等[12]利用化学气相沉积法(CVD)制出了在太阳能电池中应用前景的新型材料, 实验方法是先准备二氧化硅,并在其基底上镀一层镍膜, 接着通入氩气和氢气,进行 900 ℃的热处理。随后,保持温度和气流不变,向反应室内通入乙炔, 等石墨烯薄膜在基底上形成, 接着冷却基底,再将含有石墨烯的基底放入 1 mol/L三氯化铁溶液中除镍。随后将6 nm 厚的铁膜沉积在石墨烯层上, 然后在氨气和氩气的气流下在 900 ℃下进行热处理最后把其转移到导电玻璃上制成电极。因为是垂直生长,所以可以增大电解质/对电极的界面表面积,从而使这个新型复合电极有更好的化学性能。

Hong等[13]使用逐层沉积(LBL)法逐层交替沉积的原理,成功的在硅基表面制备出多层石墨烯/碳纳米管复合薄膜,在电子传送、储能、传感器等方面都有着广泛的应用前景。经过热处理复合膜的电导率也得到提高。而且该复合薄膜具有很好的光电性能。

Bon 等[14]利用电泳沉积法使用带有羧基的碳纳米管和带有残氧基的石墨烯直接分散到 1 mg/mL 的 N-甲基吡咯烷酮中, 用超声波清洗器超声一个小时,然后静置一个月。电泳沉积时, 在涂有聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)的ITO 电极上施加 1 V 或 5 V 的电压,带有电负性的石墨烯移向 ITO 电极放电而形成沉积层,石墨烯形成一种聚集结构, 只有加入碳纳米管时才能沉积出连续的碳材料薄膜,沉积后的薄膜在电极上具有很强的粘附力。

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