２０１２，Ｖｏ ｌ．２９ Ｎｏ．９ 化 学 与生物 工 程Ｃ ｈｅｍ ｉｓ ｔ ｒｙ＆ Ｂ ｉｏｅ ｎｇ ｉｎｅｅ ｒ ｉｎｇ６ 基金项目 ： 湖北省 自 然科学基金资助 项目 （２０１０ＣＤＢ ００５０１）， 广 东 省 教育部产 学研结合项目 （２０１０Ｂ ０９０４０００４９）收稿日 期：２０１２－０５－２９作者简介： 宋月 丽（１９７８－） ， 女， 河南叶县人， 硕士， 讲师 ， 研究 方向 ： 新能源 材料的 开发和应 用 ，Ｅ－ｍ ａ ｉ ｌ：ｓｙ ｌ ８２１２＠１２６．ｃｏｍ； 通讯作者： 谈发堂， 副 教授，Ｅ－ｍ ａ ｉ ｌ：ｆ ａ ｔ ａｎ ｇ ｔ ａｎ＠ｈｕ ｓ ｔ．ｅｄｕ．ｃｎ。ｄ ｏ ｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉ ｓ ｓｎ．１６７２－５４２５．２０１２．０９．００２石墨烯纳米复合材料的制备与应用研究进展宋月 丽１，２， 谈发堂１， 王维１， 乔学亮１， 陈建国１（１． 华中 科技大学材料科学与 工程学院 材料成形与 模具技术国 家重点实验室， 湖北 武汉４３００７４；２． 平顶 山 学院电 气信息工程学院， 河南 平顶 山４６７０００）摘要： 石 墨烯是近年被发现和合成的 一种新型二维碳质纳 米材料。

由 于其独特的 结构和新奇的 物 化性能， 在改善复合材料的 热性能、力 学性能和电 性能等方面具有很大的 潜力 ， 已成为 纳 米复合材料研究的 热点。 综述了 石 墨烯纳 米复合材料的 制 备与 应用 研究进展， 并对石 墨烯纳 米复合材料的 发展前景进行了 展望。关键词： 石 墨烯； 纳 米复合材料； 制 备； 应用中图分类号：Ｏ ６１３． ７１ＴＢ ３３文献标识码：Ａ文章编号：１６７２－５４２５（２０１２）０９－０００６－０５石墨烯（Ｇ ｒ ａｐｈ ｅｎ ｅ） 是碳原子紧密堆积成单层二维蜂窝状晶格结构的碳质材料， 是构成其它碳同 素异形体的基本单元。 石墨烯的理论研究已有６０ 多年的历史， 一直被认为是假设性的 结构， 无法单独稳定存在。 ２００４ 年，Ｎｏｖｏ ｓ ｅ ｌｏｖ 等［１］用 胶带反复剥 离高定向热解石墨的方法， 得到了 稳定存在的 石墨烯。 石墨烯的出 现颠覆了传统理论， 使碳的 晶体结构形成了 从零维的富勒烯、一维的碳纳米管、二维的石墨烯到三维的金刚石和石墨的完整体系［２］。作为一种独特的 二维晶体， 石墨烯具有非常优异的性能： 比表面积超大， 理论值为２６３０ ｍ２·ｇ械性能优异， 杨氏 模量达１． ０ ＴＰ ａＷ·ｍ－１·Ｋ－１［５］， 是铜热导率的１０ 多倍； 几乎完全透明， 对光只有２． ３％的 吸收［６］； 电性能和磁性能独特，如 室 温 量 子 霍 尔 效 应［７］、 双 极 性 电 场 效 应［１］、 铁 磁性［８］、超导性［９］及高的 电子迁移 率［１０］。

因 此， 石墨烯－１［３］； 机［４］； 热导率为５３００可作为制备高强、导电复合材料的理想填料， 分散在溶液中的石墨烯也可与聚合物单体混合形成复合材料体系。 此外， 石墨烯的加入使复合材料多功能化， 不仅表现出优异的力学和电学性能， 且具有优良的加工性能，为复合材料提供了更广阔的应用前景。作者在此阐 述了 石墨烯纳 米复合材料的 制 备方法， 对石墨烯纳米复合材料的应用 研究进展进行了 综述， 并对石墨烯纳米复合材料的发展前景进行了展望。１石墨烯纳米复合材料的制备目 前， 石墨烯纳米复合材料主要包括石墨烯／聚合物纳米复合材料和石墨烯／无机物纳米复合材料两类，制备方法主要有共混法、溶胶－凝胶法、插层法和原位聚合法等［１１］。１． １石墨烯／聚合物纳米复合材料的制备石墨烯具有优异的热性能、力学性能及电性能， 特别是氧化石墨烯由 于成本低、 原料易 得、 比表面积超大、表面官能团丰富， 在经过改性和还原后可在聚合物基体中形成纳米级分散， 在改善聚合物的热性能、力学性能及电性能等方面具有更大的潜力。 石墨烯／聚合物纳米复合材料的制备主要采用 共混法， 通过聚合物与石墨烯纳米粒子共混后制成。

Ｓ ｔ ａｎｋｏｖ ｉ ｃｈ 等［１２］将经过化 学修饰的 石墨烯在聚合物中以分子尺度分散制备了 石墨烯／聚合物纳米复合材料。 该复合材料具有较低的导电渗滤阈值， 在石墨烯体积分数为０． １％时即 可导电， 在石墨烯体积分数为１％、２． ５％时， 复合材料的电导率分别达０． １ Ｓ·ｍ－１、１ Ｓ·ｍ－１。 张好斌等［１３］对微孔ＰＭＡＡ／石墨烯导电纳米复合材料进行了 研究， 发现极少量均匀 分散的石墨烯即能显著改变材料的泡孔结构， 为制备综合性能优异的 微孔发泡材料提供了 基础。 黄毅等［１４］通过溶液共混制备了 石墨烯增强的 聚氨酯（ＰＵ） 复合材