(2) 机械特性

当在 25%的内部机械应变和 l。0TPa 的杨氏模量下,石墨烯的抗破强度达到 42N/m。 这一发现使得石墨稀获得了迄今“强度最高材料”的称号[9]。通过测量石墨烯片在不同 绝缘覆盖层诱导下的机械强度,证明了石墨烯的机械强度也是可控的[10]。

(3) 导电特性 石墨烯的结构是非常稳定的,至今为止,对石墨烯研究的工作者也从没有发现石墨

烯中有碳原子缺失的情况。另外石墨稀具有相当高的不透明度,只能吸收大约 2。3%的 可见光,最主要的原因就是石墨烯石墨烯中电子的运动速度达到了光速的 1/300,远远 的大于电子在一般导电体中的运动速度。石墨稀当中的每个碳原子都有一个未成键的 π电子,π轨道的形成主要就是因这些π电子能够与平面行成垂直方向,共轭平面上的π电 子可以自由移动,从而赋予了石墨烯良好的导电性[1]。

1。3 氧化石墨烯概述

氧化石墨烯(graphene oxide)的构成和石墨烯基本一致，只是有一些含氧官能能团 存在于二维表面上以及边缘处。这些含氧官能团主要为羟基、环氧基、羰基和羧基。 其中羟基和环氧基位于氧化石墨烯的基面上,在氧化石墨烯的边缘分布着羰基和羧基 [11,12]，如图 1-3 所示。

1。4 氧化石墨烯的制备

图 1-3 氧化石墨烯片的结构模型[13]

氧化石墨烯通常是由氧化石墨来制备。石墨烯一层层的叠加在一起就是石墨，所

以氧化石墨烯一层层叠加在一起就是氧化石墨。目前氧化石墨的合成主要有以下几种 方法:

1。4。1Brodie 法和 Staudenmaier 法

Bordie[14] 法是以浓硝酸为主原料，用高氯酸盐当做氧化用剂，制备过程要求工 艺条件是先 0℃保持一段时间，紧接着用 60-80 ℃，不停地反应一天并伴以搅拌。对 所得溶液洗涤会获得氧化并不完全的石墨，经过一次次反复氧化才能够提高氧化效 果，但是所造成的后果就是会浪费很长时间，要多次重复操作才能得到满意的效果。 Bordie 法由于用了高氯酸盐作氧化剂，所以在制备过程中会有一部分有害成分挥发， 影响人身健康。论文网

之后，Saudenmaier[15] 改善了 Bordie 法，在用高氯酸盐以及发烟硝酸作为氧化剂 之外，还用到了浓硫酸作为辅助来增加酸性并且要在制备过程中一直保障冰点温度。 Staudenmaier 法拥有的好处是石墨的氧化效果可以人为的操作，这是由于石墨的氧化 效果与时间成正比，通过掌控时间来得到所需要的氧化效果达到自己所需要的氧化石 墨。当然 Staudenmaier 法也存在缺憾，那就是在氧化的时候会有很多的有害东西挥发 出来，对人体造成危害，并且想要得到氧化效果很好地石墨，也需要时间的积淀，并 且要反复操作来达到自己的目标。

1。4。2Hummers 法

Hummers[16] 法运用的是浓硫酸以及硝酸盐为主体原料，高锰酸钾用来氧化，制 备过程有三个步骤，依次低温、中温、高温。Hummers 法有着很多看得见的优点， 比如有害东西挥发的量大为缩减，并且用更为安全的高锰酸盐取代高氯酸盐，在人身 保障方面有了质的改变。并且制备出来的氧化石墨氧化效果很好，使用的时间更短， 得到的氧化石墨有着非常整齐的构造，与水溶液有着很好的溶解性。然而 Hummers 法也有一定的缺点，就是需要比较完善的工艺条件。

1。5 环氧树脂的概述

1。5。1 环氧树脂的结构与性能

在种类丰富的树脂中，环氧树脂(EP)是一种比较常用的热固性树脂，在聚合物基 复合材料中有着广泛应用[17]。在另一方面，环氧树脂固化完成后比较稳定，不会有大 的变形，环氧的价格更加低廉，并且加工方便快捷，所以环氧树脂着很广阔的使用空