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石墨烯复合材料的制备及对环境污染物的吸附性能研究焦晶晶;何丽君;崔文航;刘建平;郑利梅【摘要】石墨烯(Graphene,G)是由类似苯环结构组成的蜂窝状二维晶形结构,具有大的比表面积和共轭体系,是一种优良的吸附剂.但G化学稳定性极好,几乎不溶解;另外,层与层之间强大的π-π共轭作用,致使其易在水或有机溶剂中发生聚集,不利于其本身特性的展现.将G与其它材料复合,不仅可以改善G的分散性,而且可以赋予复合材料一些新的特性.该文综述了近年G复合材料的制备方法及其作为吸附剂在吸附环境污染物中的研究进展,对吸附机理进行了简述,并对G复合材料作为吸附剂的发展趋势进行了展望.%Graphene(G) is an efficient adsorbent in many fields,which composes of a two-dimensional monolayer with a honeycomb-like aromatic structure.It possesses a great specific surface area and a huge π-π conjugated system.However,the stable chemical property,indissolubility with s olvents and the strong π-π interaction between the layers,lead to the irreversible agglomerates of G in aqueous solution and restrict its further application.G could be composited with some other materials such as polypyrrole,polymeric ionicliquids,Fe3O4@SiO2,etc.G composites could not only improve the dispersion of G in solution,but also give some novel characteristics to the composites.In this paper,the preparation of G composites by chemical or physical methods was summarized.The adsorption performances of G composites as adsorbents for environmental pollutants including pesticide residues,benzene derivatives,organic dyes and heavy metal ions wasreviewed.Besides,the future development trends of G composites as adsorbents were also discussed.【期刊名称】《分析测试学报》【年(卷),期】2017(036)009【总页数】8页(P1159-1165,1170)【关键词】石墨烯复合材料;吸附剂;制备;环境污染物;综述【作者】焦晶晶;何丽君;崔文航;刘建平;郑利梅【作者单位】河南工业大学化学化工与环境学院,河南郑州450001;河南工业大学化学化工与环境学院,河南郑州450001;河南工业大学化学化工与环境学院,河南郑州450001;河南工业大学化学化工与环境学院,河南郑州450001;河南工业大学化学化工与环境学院,河南郑州450001【正文语种】中文【中图分类】O647.32;TB332近年，环境污染事件屡见不鲜，引起了越来越多的关注。
石墨烯面料成分英文缩写石墨烯是由碳原子组成的一种纳米材料，是目前的热门研究领域之一。
它的独特性质让科学家们相信它可以在许多领域带来革命性的变化，包括制造更高效的电子器件和更耐用的材料。
其中一个应用领域就是石墨烯面料。
石墨烯面料是具有石墨烯材料特性的面料，它可以用于制作高科技服装和运动服装。
在制造石墨烯面料时需要考虑哪些成分呢？下面我们来分步骤阐述石墨烯面料的成分和英文缩写。
第一步：纳米石墨烯制造石墨烯面料的第一步是制造纳米石墨烯。
纳米石墨烯是一种极薄的碳材料，厚度只有几个原子层，最常见的制备方法是化学气相沉积法和化学还原法。
纳米石墨烯的英文缩写是GNP（Graphene Nanoplatelets）。
第二步：石墨烯复合材料将纳米石墨烯与其他材料混合，制成石墨烯复合材料。
这些混合材料通常是高强度的纤维，如聚酰胺纤维（尼龙）、聚酯纤维（涤纶）和聚乙烯纤维。
石墨烯复合材料可以提高面料的厚度、抗拉强度和耐磨性。
石墨烯复合材料的英文缩写是GCM（Graphene Composite Materials）。
第三步：化学处理通过化学处理可以增加石墨烯面料的透气性和舒适度。
例如，使用化学溶液处理材料可以增加其耐火性、抗菌性和抗静电性。
这些处理材料通常是采用有机聚合物和表面活性剂制成的。
化学处理的英文缩写是CP（Chemical Processing）。
第四步：纺织加工将石墨烯复合材料进行纺织加工，例如织布、编织或针织，制成石墨烯面料。
这些加工过程可以根据需要定制不同的文本模式和形状，以满足不同的应用需求。
纺织加工的英文缩写是TP（TextileProcessing）。
最终，经过以上四个步骤处理后的石墨烯面料成品可以称为GRF （Graphene Reinforced Fabric），也就是我们所说的“石墨烯增强面料”。
总之，制造石墨烯面料需要多个步骤，并涉及复合材料、化学处理和纺织加工等方面。
这些成分和工艺的英文缩写为：GNP（纳米石墨烯）、GCM（石墨烯复合材料）、CP（化学处理）和TP（纺织加工）。
石墨烯材料简介在构成纳米材料的众多元素中，碳元素值得我们格外重视。
作为自然界中性质最为奇特的元素，碳（C）在原子周期表中的序号为六，属于第Ⅳ族。
碳原子一般是四价的，最外层有4个电子，可与四个原子成键。
但是其基态只有两个单电子，所以成键时总是要进行杂化。
由于较低的原子序数，碳原子对外层电子的结合力强，表现出较高的键能，容易形成共价键，故自然界中碳元素形成的化合物形式丰富多彩。
关于碳与碳原子之间或碳与其它原子间以共价键相结合，有杂化轨道和分子轨道的理论。
在形成共价键过程中，由于原子间的相互影响，同一个原子中参与成键的几个能量相近的原子轨道可以重新组合，重新分配能量和空间方向，组成数目相等的，成键能力更强的新的原子轨道，称为杂化轨道。
在有机化合物中，碳原子的杂化形式有三种：sp3、sp2和sp杂化轨道。
以甲烷分子（CH4）为例，碳原子在基态时的电子构型为1S22S22Px12Py12Pz0按理只有2px和2py可以形成共价键，键角为90°。
但实际在甲烷分子中，是四个完全等同的键，键角均为109°28′。
这是因为在成键过程中，碳的2s轨道有一个电子激发到2Pz轨道，3个p轨道与一个s轨道重新组合杂化，形成4个完全相同的sp3杂化轨道。
每个轨道是由s/4与3P/4轨道杂化组成。
这四个sp3轨道的方向都指向正四面体的四个顶点，轨道间的夹角是109°28´。
得益于碳原子丰富多样的键合方式和强大的键合能力，氧、氢、氮等各种元素被有机的组合在一起，形成碳的化合物，最终构成了令人惊叹的生命体。
碳元素广泛存在于自然界，其独特的物性和多样的形态随着人类文明的进步而逐渐被发现。
由于碳原子之间不同的杂化方式，能形成结构和性质迥异的多种同素异型体，其中最为人知的存在形式是金刚石和石墨。
当每个碳原子与四个近邻碳原子以共价键结合（sp3杂化）时，形成各向同性的金刚石。
此时，四个价电子平均分布在四个轨道中，形成稳定的σ键，而且没有孤电子对的排斥，非常稳定。
全球石墨烯重点企业名录美国篇(一)石墨烯是一种新型材料，具有很高的单层厚度、高的导电性、高的强度和弹性等优异特性。
因此，石墨烯在电子、生物、能源等领域具有无限的潜力。
在全球范围内，石墨烯已成为各国科技研究及产业发展的重点方向之一。
而美国则是石墨烯研究的领先国家之一，本文将介绍一些在美国从事石墨烯研究和生产的企业及其相关信息。
1. Graphene FrontiersGraphene Frontiers成立于2011年，是一家重点研究单层石墨烯制备技术的公司。
该公司研发了一种新型石墨烯生长技术，可以在玻璃、塑料等基材上制备大面积单层石墨烯。
Graphene Frontiers的先进技术被广泛应用于微电子、光学、能源等领域。
2. Graphene Laboratories Inc.Graphene Laboratories成立于2009年，是一家专注于石墨烯应用开发的公司。
该公司提供各种石墨烯制备技术、石墨烯应用测试和产品设计等服务。
Graphene Laboratories主要应用领域为纳米电子、生物医学、太阳能等领域。
3. Applied Graphene MaterialsApplied Graphene Materials成立于2010年，是一家主要研究石墨烯应用于基础材料制造的公司。
通过石墨烯的表面处理和功能化，该公司可以生产出高性能的涂料、塑料、橡胶等基础材料。
Applied Graphene Materials的石墨烯材料被广泛应用于航空、汽车、建筑等领域。
4. XG SciencesXG Sciences成立于2006年，是一家主要研究石墨烯应用于复合材料的公司。
该公司利用其自主发明的石墨烯制备技术，生产出了低成本、高性能的石墨烯纳米材料。
XG Sciences的石墨烯纳米材料被广泛应用于电池、能源储存等领域。
5. Vorbeck MaterialsVorbeck Materials成立于2006年，是一家专注于开发石墨烯应用电子产品的公司。
石墨烯mxene纤维多级结构
石墨烯mxene纤维多级结构是当今材料科学领域备受关注的研究课题。
石墨烯mxene纤维结构的独特性和多功能性使其成为一种具有巨大应用潜力的新型材料。
石墨烯mxene纤维由石墨烯和mxene两种材料构成，其多级结构使其具有优异的导电性、机械性能和化学稳定性。
首先，石墨烯mxene纤维的多级结构赋予其优异的导电性。
石墨烯作为一种单层碳原子构成的二维材料，具有极高的电导率和导电性能。
而mxene作为一种具有丰富表面官能团的二维过渡金属碳化物，能够有效地增强材料的导电性。
将这两种材料结合成纤维状的多级结构，不仅能够充分利用石墨烯和mxene的导电特性，还能够通过多级结构的设计实现导电性能的进一步提升。
其次，石墨烯mxene纤维多级结构还具有优异的机械性能。
石墨烯的高强度和高韧性使其成为一种理想的增强材料，而mxene的多级结构能够有效地增强纤维的力学性能。
因此，石墨烯mxene纤维不仅具有优异的导电性能，还具有出色的机械性能，可以在柔性电子器件、智能纺织品等领域发挥重要作用。
最后，石墨烯mxene纤维多级结构还具有优异的化学稳定性。
石墨烯和mxene都具有良好的化学稳定性，能够在恶劣环境下保持良好的性能。
而多级结构的设计可以有效地增强材料的稳定性，使其能够在高温、高湿等恶劣条件下稳定工作。
综上所述，石墨烯mxene纤维多级结构具有优异的导电性能、机械性能和化学稳定性，是一种具有巨大应用潜力的新型材料。
随着对其研究的深入，相信石墨烯mxene纤维多级结构将在柔性电子器件、智能纺织品等领域发挥重要作用，为人类社会的发展带来新的机遇和挑战。
石墨烯的化学式石墨烯的化学式为：C(n)。
石墨烯定义：英文名为Graphene，是一种由碳原子以sp²杂化轨道组成六角型呈蜂巢晶格的二维碳纳米材料。
应用于物理、材料、电子信息、计算机等众多领域。
石墨烯特性：1、力学特性石墨烯是已知强度最高的材料之一，同时还具有很好的韧性，且可以弯曲，石墨烯的理论杨氏模量达1.0TPa，固有的拉伸强度为130GPa。
2、电子效应石墨烯在室温下的载流子迁移率约为15000cm2/（V·s），这一数值超过了硅材料的10倍，是已知载流子迁移率最高的物质锑化铟(InSb)的两倍以上。
石墨烯的电子迁移率受温度变化的影响较小。
石墨烯中电子载体和空穴载流子的半整数量子霍尔效应可以通过电场作用改变化学势而被观察到，而科学家在室温条件下就观察到了石墨烯的这种量子霍尔效应。
3、热性能石墨烯具有非常好的热传导性能。
纯的无缺陷的单层石墨烯的导热系数高达5300W/mK，是为止导热系数最高的碳材料。
4、光学特性石墨烯具有非常良好的光学特性，在较宽波长范围内吸收率约为2.3%，看上去几乎是透明的。
大面积的石墨烯薄膜同样具有优异的光学特性，且其光学特性随石墨烯厚度的改变而发生变化。
5、石墨烯的化学性质与石墨类似，石墨烯可以吸附并脱附各种原子和分子。
当这些原子或分子作为给体或受体时可以改变石墨烯载流子的浓度，而石墨烯本身却可以保持很好的导电性。
但当吸附其他物质时，如H+和OH-时，会产生一些衍生物，使石墨烯的导电性变差，但并没有产生新的化合物。
6、生物相容性羧基离子的植入可使石墨烯材料表面具有活性功能团，从而大幅度提高材料的细胞和生物反应活性。
7、氧化性、还原性可与活泼金属反应。
可在空气中或是被氧化性酸氧化。
8、稳定性石墨烯的结构非常稳定石墨烯内部的碳原子之间的连接很柔韧，当施加外力于石墨烯时，碳原子面会弯曲变形，使得碳原子不必重新排列来适应外力，从而保持结构稳定。
这种稳定的晶格结构使石墨烯具有优秀的导热性。
石墨烯的性质及其应用石墨烯（Graphene）是一种新型的碳材料，由加拿大华裔诺贝尔物理学奖获得者、曾获得“爱因斯坦奖”的安德烈·海姆发现并提出。
石墨烯的发现，不仅是新型材料科学中的一次突破，更是开启了科学研究的新领域。
本文将着重介绍石墨烯的性质及其应用。
一、石墨烯的性质石墨烯是一种类似于石墨结构的一层碳原子构成的二维晶体，是一种非常薄的材料，只有原子的厚度，但是具有极高的强度和导电性。
石墨烯的基本结构是由晶格上的碳原子通过σ键和π键结合形成的，由于π键很强，使得石墨烯在普通条件下非常稳定。
石墨烯呈现出多种独特的性质，如强度和刚度，高导电性和热电性以及磁性等，这些性质使石墨烯成为一种理想的材料用于各种新型电子器件的制备。
二、石墨烯的应用1. 电子器件石墨烯的高导电性和热电性使它成为一种理想的电子器件制备材料，例如石墨烯晶体管，石墨烯集成电路和石墨烯探测器等，可以用于生产更快速和更节能的设备。
此外，石墨烯的支撑膜可以用于柔性电子器件，这种电子器件具有高度可曲性和摆动性，可以在很大程度上扩大制造电子器件的应用范围。
2. 能源和环保石墨烯的高导电性和热电性使得它成为一种很好的电池和超级电容器的电极材料，而且能使电池的使用寿命更长，容量更大。
石墨烯还可以用作太阳能电池，可以更有效地收集太阳能，对能源的开发将起到积极的作用。
此外，石墨烯还可以用于水处理，以及空气和水污染检测等应用。
3. 生物医学石墨烯的高度稳定性和生物相容性使得它成为一种理想的生物医学应用材料，例如石墨烯纳米药物载体，可以用于癌症和其他疾病的治疗，具有更广泛的临床应用前景。
此外，石墨烯还可以用于蛋白质分离和生物传感器等应用。
三、总结石墨烯是一种非常薄，但具有极高强度，导电性和热电性等多种独特性质的碳材料，其应用前景十分广泛。
石墨烯可以用于各种电子器件的制备，生产更快速和更节能的设备，同时也是一种优异的能源材料和生物医学应用材料。
