石墨烯表面活性剂

石墨烯水溶液的分散性研究石墨烯具有独特的二维结构和优异的物理化学性能，在材料科学、电子科学、生物医药、催化剂载体等领域有着巨大的应用前景，受到了广泛的关注。

然而，石墨烯相互间存在较强的范德华作用力使其不能在溶剂中稳定分散，与其他材料的相容性也不好，容易再次层叠在一起难以打开，这是制约石墨烯研究和应用的一个主要障碍。

因此，对石墨烯进行改性以提高其在溶剂中的分散性及与其他材料的相容性，具有十分重要的理论和现实意义。

本文主要研究两种表面活性剂对石墨烯水溶液的分散性影响。

1 实验部分1.1 实验仪器和药品实验仪器：电子天平、超声波振荡器、离心机、烧杯；实验药品：自制氧化石墨烯、十二烷基磺酸钠、十六烷基三甲基溴化铵、氢碘酸、去离子水。

1.2 十六烷基三甲基溴化铵改性我们分别配制100mL 浓度为0.5mg/mL的氧化石墨烯水溶液四个样本，分别加入0.0mg、0.3mg、0.6mg、1.0mg的十六烷基三甲基溴化铵。

搅拌后将样品放进超声波发生器内超声1小时，然后加入HI 试剂，用保鲜膜封口，放在超声机内超声30min。

取出后将四个样本进行离心，离心机的设置为3000转、5min。

离心完成后取上清液倒入小玻璃瓶内，封口。

1.3 十二烷基磺酸钠改性我们采用十二烷基磺酸钠对石墨烯水溶液进行改性。

分别配制100mL 浓度为0.5mg/mL的氧化石墨烯水溶液四个样本，十二烷基磺酸钠的加入量分别为0mg、5mg、25mg、50mg。

搅拌后将样品放进超声机内超声1小时，然后加入HI还原剂，用保鲜膜封口，放在超声机内超声30min，得到改性的石墨烯水溶液。

取出后将四个样本进行离心，离心机的设置为3000转、5min。

离心完成后取上清液倒入小玻璃瓶内，封口。

2 结果与讨论2.1 十六烷基三甲基溴化铵改性第二天观察发现石墨烯水溶液的分散性尚可，但十六烷基三甲基溴化铵与氧化石墨烯水溶液的相容性并不是很好，瓶底有大量的白色絮状物（见图1），可能是十六烷基三甲基溴化铵在水中的溶液度有限。

混凝土中添加石墨烯的方法混凝土是一种广泛使用的建筑材料，其主要成分为水泥、砂、石子和水。

然而，传统的混凝土存在着一些问题，如低强度、易龟裂、易受环境侵蚀等。

为了改善混凝土的性能，近年来石墨烯作为一种新型材料被广泛应用于混凝土中。

本文将详细介绍混凝土中添加石墨烯的方法。

一、石墨烯的简介石墨烯是一种由碳原子形成的单层薄片材料，具有极高的强度、导电性和导热性。

石墨烯的结构与石墨相似，但其只有单层碳原子，因此具有更高的表面积和更强的力学性能。

石墨烯是一种新型的纳米材料，具有广泛的应用前景。

二、混凝土中添加石墨烯的方法1.机械混合法机械混合法是将石墨烯和混凝土原材料一起放入混凝土搅拌机中进行混合的方法。

具体步骤如下：（1）准备混凝土原材料，包括水泥、砂、石子和水。

（2）将石墨烯粉末加入混凝土原材料中。

（3）将混合好的原材料放入混凝土搅拌机中进行搅拌，直至混凝土均匀。

（4）将混合好的混凝土倒入模具中，进行振实。

机械混合法的优点是操作简单，成本低廉，适用于大规模生产。

但其缺点是石墨烯容易附着在混凝土原材料的表面上，难以完全分散，影响石墨烯的作用效果。

2.超声波分散法超声波分散法是利用超声波将石墨烯分散在混凝土中的方法。

具体步骤如下：（1）准备混凝土原材料。

（2）将石墨烯粉末加入混凝土原材料中。

（3）将混合好的原材料放入装有超声波发生器的容器中。

（4）开启超声波发生器，将石墨烯分散在混凝土中。

（5）将混合好的混凝土倒入模具中，进行振实。

超声波分散法的优点是石墨烯可以完全分散在混凝土中，提高了石墨烯的作用效果。

但其缺点是设备成本较高，操作需要技术。

3.表面改性法表面改性法是将石墨烯与表面活性剂混合后，再加入混凝土中的方法。

具体步骤如下：（1）准备混凝土原材料。

（2）将石墨烯和表面活性剂混合。

（3）将混合好的石墨烯和表面活性剂加入混凝土原材料中。

（4）将混合好的混凝土倒入模具中，进行振实。

表面改性法的优点是石墨烯可以完全分散在混凝土中，且表面活性剂可以提高石墨烯在混凝土中的分散性。

石墨烯防腐涂料的制备一、前言石墨烯是一种由碳原子构成的二维材料，具有高强度、高导电性、高透明性等特点，被誉为“二十一世纪的黑金” 。

近年来，石墨烯相关技术已经在多个领域得到应用，其中包括防腐领域。

石墨烯防腐涂料的制备逐渐成为研究者们广泛关注的热点领域。

二、石墨烯防腐涂料的制备方法1.机械剪切法通过机械剪切法，将两个石墨烯层之间插入聚合物等有机物质，形成混合物。

然后，将混合物溶于适当的溶剂中，制备成石墨烯防腐涂料。

2. 化学还原法利用还原剂对氧化石墨烯进行还原，得到石墨烯。

然后，用表面活性剂等化学物质进行改性处理得到石墨烯的稳定分散液。

最后，将石墨烯分散液与适当的聚合物、有机溶剂等混合，制备石墨烯防腐涂料。

三、石墨烯防腐涂料的特点1.涂层结合力强由于石墨烯具有高强度，因此将其加入防腐涂料中，可以增强其结合力，减少脱落现象。

2.防腐性能好石墨烯本身就具有很好的抗氧化性和耐腐蚀性，加入石墨烯后的防腐涂料也会对腐蚀物质有很好的抵抗能力。

3.导电性好石墨烯具有很好的导电性，可以有效地防止静电的产生，降低危险品的起火爆炸的可能性。

4.绿色环保石墨烯防腐涂料可以取代铅、铬等对环境有害的元素，具有绿色环保的特点。

四、石墨烯防腐涂料的应用前景石墨烯防腐涂料逐渐成为防腐领域的研究热点，其在海洋工程、航空航天、核电站等领域的应用前景非常广阔。

同时，由于石墨烯防腐涂料具有绿色环保的特点，还可以用于食品包装、饮用水输送管道等领域。

总之，石墨烯防腐涂料的制备方法多样，具有良好的特点和应用前景，相信在不远的将来将会越来越受到人们的重视和广泛地应用。

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Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ： Ａ ｗ ｅ ｌ ｌ — ｒ ｅ ｄ ｕ ｃ ｅ ｄ ｇ ｒ ａ ｐ ｈ ｅ ｎ ｅ ｗａ ｓ ｍａ ｄ ｅ ｆ ｒ ｏ ｍ ｇ ｒ ａ ｐ ｈ ｉ ｔ ｅ ｏ ｘ ｉ ｄ ｅ ｕ ｓ ｉ ｎ ｇ ｍｉ ｃ ｒ ｏ ｗ ａ ｖ ｅ ｉ ｒ ｒ ａ ｄ ｉ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｎ ｄ ｔ ｈ ｅ ｒ ｍａ ｌ ａ ｎ ｎ ｅ ａ ｌ ｉ ｎ ｇ
度 达到 ｌ ２ ． ９ ６ Ｗｈ ／ ｋ ｇ 。 所 制备 的石 墨烯 ／镍 铝层状 双金 属 氢氧 化物 复合 材料 提供 了高的 比 电容 、 充－
放 电循 环 稳 定性和 能 量 密度 。
关键词： 软模板 ； 表面活性剂； 石墨烯 ； 镍铝层状双金属氢氧化物； 超级电容器 中 图分 类 号 ： Ｏ ６ １ ４ ． ８ １ ２； ０ ６ １ ４ ． ８ １ ３ 文 献标 志码 ： Ａ 文 章编 号 ： １ ６ ７ １—７ １ ４ ７ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ６—０ ７ ２ ５—０ ７ Ｓ ｙ ｎ ｔ ｈ ｅ ｓ ｉ ｓ ｏ ｆ Ｇｒ ａ ｐ ｈ ｅ ｎ ｅ ／ Ｎｉ ｃ ｋ ｅ ｌ － Ａｌ ｕ ｍｉ ｎ ｉ ｕ ｍ Ｌａ ｙ ｅ ｒ ｅ ｄ Ｄｏ ｕ ｂ ｌ ｅ － Ｈｙ ｄ ｒ ｏ ｘ ｉ ｄ ｅ Ｃｏ ｍｐ ｏ ｓ ｉ ｔ ｅ ｓ Ｕｓ ｉ ｎ ｇ Ｓ ｕ ｒ ｆ ａ ｃ ｔ ａ ｎ ｔ ａ ｓ ａ Ｓ ｏ ｆ ｔ Ｔｅ ｍｐ ｌ ａ ｔ ｅ ａ ｎ ｄ

koh活化石墨烯步骤活化石墨烯是通过引入化学或物理手段，改变石墨烯结构以增强其活性和特定性质的过程。

使用氢氧化钾（KOH）进行活化是一种常见的方法。

以下是使用KOH活化石墨烯的一般步骤：1. 材料准备：确保石墨烯的原始材料质量优良，通常使用机械剥离法或化学气相沉积法（CVD）生产的单层或多层石墨烯。

2. KOH浸渍：将石墨烯置于含有氢氧化钾（KOH）的溶液中，进行浸渍。

这一步是引入活化剂的初始阶段，KOH的选择是因为它能够在高温下与碳结构反应，并引入氧官能团。

3. 干燥：将浸渍后的石墨烯在适当的条件下进行干燥，以去除多余的水分和挥发性溶剂，使得KOH 更好地渗透到石墨烯层间。

4. 热处理：将浸渍和干燥后的石墨烯置于高温炉中，进行热处理。

这一步的目的是促使KOH在高温下分解，产生活性氧官能团。

石墨烯的晶格结构也可能发生变化，形成孔洞结构。

5. 酸洗：经过热处理后，通过使用酸溶液（通常是盐酸或硫酸）来洗涤样品，以去除残留的金属盐和其他不纯物。

酸洗有助于净化石墨烯，并调控其表面化学性质。

6. 中和和洗涤：对经过酸洗的样品进行中和处理，通常使用碱性溶液。

之后，样品需要进行多次的洗涤，确保所有的酸和碱都被充分去除。

7. 干燥和收集：将活化后的石墨烯进行干燥，确保其完全干燥后，可以进行收集。

通常通过真空干燥或空气干燥等方法。

8. 表征：对活化后的石墨烯进行各种表征手段的分析，包括扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）、X射线光电子能谱（XPS）等。

这有助于确定石墨烯的结构变化和活性官能团的引入程度。

9. 应用研究：最后，经过活化的石墨烯可用于各种应用领域，如储能材料、催化剂、传感器等，具体取决于引入的官能团和孔洞结构对其性能的影响。

总体而言，KOH活化石墨烯是一种有效的方法，可调控石墨烯的表面性质和化学活性，拓展其在不同领域的应用。

在整个过程中，需要仔细控制各个步骤的条件，以获得所需性质的活化石墨烯。

电化学剥离法制备石墨烯及表征
电化学剥离法是一种制备单层石墨烯的方法，其基本原理是利用电解液中的化学物质对石墨的氧化作用，使其分解成单层石墨烯，再通过电场或其他方式将其分离。

该方法具有简单、成本低、可批量生产等优点。

下面是电化学剥离法制备石墨烯的基本步骤：
1.将石墨片置于电解液中（如硫酸、氢氟酸等），使用电极进行电解。

在电解的过程中，石墨会发生氧化反应，使原本属于石墨的原子层逐层被氧化物剥离。

逐渐形成单层厚度的石墨烯片。

2.加入表面活性剂，如十二烷基硫酸钠等，分散石墨烯片。

3.将分散后的石墨烯涂到硅衬底上，并进行干燥。

待硅衬底上的石墨烯薄片形成后，就可以进行分离和提取。

4.对薄片进行表征，如扫描电镜（SEM）或透射电镜（TEM）等分析手段，观察其形貌和结构，确定其厚度、质量和晶体结构等特征。

电化学剥离法制备的石墨烯具有高质量、单层结构、优良的电学、化学性质等特点，十分适用于各种领域的研究和应用。

石墨烯及氧化石墨烯分散方法研究进展石墨烯是由单层碳原子组成的二维材料，具有许多独特的物理和化学特性，如高电导率、高导热性、良好的力学性能等。

由于其丰富的应用潜力，石墨烯的制备和分散成为研究的热点。

本文将介绍石墨烯及氧化石墨烯的制备方法和分散方法的研究进展。

石墨烯的制备方法主要有机械剥离法、化学气相沉积法、化学氧化还原法等。

机械剥离法是最早也是最简单的制备方法，通过用胶带或刮刀剥离石墨烯束缚，得到薄层的石墨烯。

但是这种方法制备的石墨烯平均尺寸较小，无法实现大规模制备。

化学气相沉积法是通过在金属基底上热解碳源得到石墨烯薄片，该方法制备的石墨烯尺寸较大，能够实现大规模制备，但需要高温条件，不适合多种基底的制备。

化学氧化还原法是以石墨为原料，通过氧化石墨然后进行还原得到石墨烯，该方法适用性广泛，但还原过程中易产生杂质，对石墨烯的质量产生影响。

石墨烯的分散方法主要有物理分散法、化学修饰法等。

物理分散法主要是利用超声波、浮选、离心等方法将石墨烯分散在溶剂中。

超声波分散是利用超声波的高能量震荡作用使石墨烯薄片分离，并形成均匀分散的溶液。

浮选分散是利用气泡或表面活性剂使石墨烯薄片在溶液中悬浮，然后通过离心沉淀得到分散均匀的石墨烯。

这些方法可以实现石墨烯的分散，但易导致石墨烯受损，降低其性能。

化学修饰法主要是通过在石墨烯表面修饰功能性基团，使其具有亲水性，并且能够与溶剂相溶。

常用的修饰剂有二甲基二硫醇（DMDS）、十二烷基苯磺酸钠（SDBS）等。

这些修饰剂能够与石墨烯表面发生作用，使其具有较好的分散性。

氧化石墨烯的制备方法主要有Hummers方法、Brodie方法等。

Hummers方法是以石墨为原料，通过硝酸、硫酸等氧化剂进行氧化，得到氧化石墨烯。

Brodie方法是以石墨为原料，通过浓硝酸和浓硫酸进行氧化，然后用稀硝酸洗涤，得到氧化石墨烯。

这些方法能够实现氧化石墨烯的制备，但化学氧化过程中易产生大量的氧化副产物，对石墨烯的质量产生影响。

石墨烯的功能化研究进展石墨烯自2004年被英国曼彻斯特大学的教授安德烈•海姆等报道后，以其独特的性能引起了科学家的广泛关注，被预测在许多领域引起革命性变化。

但石墨烯在应用方面，还面临着一个重要的挑战，就是如何实现其可控功能化。

为了充分发挥其优良性质，必须对石墨烯进行有效的功能化。

功能化是实现石墨烯分散、溶解和成型加工的最重要手段。

因此本文将重点介绍石墨烯非共价键、共价键、及掺杂功能化领域的最新进展，并对今后石墨烯功能化的研究方向进行了展望。

一、石墨烯非共价键功能化1．一相互作用石墨烯中的碳原子通过sp杂化形成高度离域的n电子，这些n 电子与其它具有大n共轭结构物质可通过一相互作用相结合，使石墨烯实现良好的分散，此方法在石墨烯的非共价键功能化中应用最为普遍。

She 等研究了石墨烯与聚苯乙烯基体在熔融状态下的相互作用，研究发现这两种物质的相互作用明显增强，其归因于在熔融状态下石墨烯与聚苯乙烯强的相互作用，从而为大量制备这种复合物提供了条件。

进一步研究发现，这种复合物在一些溶剂中表现出良好的溶解性，并且复合物中的苯乙烯链可以有效防止石墨烯薄片聚集，表现出均匀的分散性和优异的电性能。

Zhang 等通过—作用制备了多壁碳纳米管与氧化石墨烯的复合物。

他们将碳纳米管与氧化石墨烯超声混合后，离心去除少量不溶物就得到稳定存在的复合物溶液。

2．亲分子与石墨烯之间的相互作用双亲分子在溶液表面能定向排列，它的分子结构中一端为亲水基团，一端为憎水基团。

表面活性剂与石墨烯结合时，它的憎水基团与石墨烯会通过疏水作用相结合，另一端暴露在外面与水亲和，因此石墨烯就会通过与表面活性剂的结合而溶于水中。

魏伟等, 通过测试石墨烯分散液的吸光度，比较了几种表面活性剂分散石墨烯的能力。

经研究发现聚乙烯吡咯烷酮这种“色” 、低成本的表面活性剂，具有很好的分散能力。

通过提高聚乙烯毗咯烷溶液浓度，可以得到浓度高达1．3mg ／mL 的石墨烯分散液，这种高浓度石墨烯分散液可以在气液界面自组装得到石墨烯膜，这种无支撑石墨烯膜具有平整的表面和规则的结构，在很多领域都有良好的潜在应用价值。

石墨烯涂料配方石墨烯涂料是一种新型的涂料材料，它具有高度的导电性、高强度、高韧性、高透明性等多种优异性能。

在现代工业中，石墨烯涂料已经得到广泛的应用，例如航空航天、电子、医疗、建筑等领域。

下面介绍一下常见的石墨烯涂料配方：1.单组分石墨烯涂料配方单组分石墨烯涂料简单易操作，主要是将石墨烯粉体掺入稀释剂中，调制成相应的涂料。

适用于家庭装饰、金属表面涂装、工程涂料等领域，具有良好的抗污易清洁、耐划伤、防腐蚀、减少辐射等特点。

制作方法：将石墨烯粉体缓慢加入细微的稀释剂中，将石墨烯充分分散，避免粘结，最后将适当的助剂加入即可。

稀释剂可选择Toluene、乙醇和丙酮等常用有机溶剂。

2.涂料乳液配方涂料乳液是一种水性石墨烯涂料，它可与多种基材兼容，具有优异的防腐蚀、耐划伤、气密性等特性。

它的制作方法如下：制作方法：加入表面活性剂，将石墨烯粉末彻底分散，最终在制备阶段中加入乳化剂。

3.双组分石墨烯涂料配方双组分石墨烯涂料主要由两种成分组成。

一种是含有石墨烯的树脂基涂料，另一种是固化剂。

双组份石墨烯涂料适用于电气电子、军工、能源和航空航天等领域，具有阻燃、耐化学腐蚀性、同时兼具刚性和弹性等特性。

制作方法：将树脂基涂料和含石墨烯的固化剂按照一定的比例混合，然后搅拌均匀。

根据需要加入相应的助剂和颜料，最终搅拌均匀即可。

总之，石墨烯涂料是一种兼具多种优异特性的新型涂料，其配方方式多样，可根据具体应用场合进行选择和制备。

无论是在家庭装饰、电子、医疗、建筑等领域，它都将有广泛的应用前景。

石墨烯的分散和缺陷
石墨烯的分散和缺陷是石墨烯制备和应用中需要关注的重要问题。

石墨烯的分散性主要指的是石墨烯在溶液中的分散稳定性。

由于石墨烯具有较高的比表面积和表面能，容易发生团聚和沉淀，因此需要采取措施提高其在溶液中的分散稳定性。

一种常用的方法是加入表面活性剂或分散剂，如十二烷基硫酸钠、聚乙烯吡咯烷酮等，这些物质可以吸附在石墨烯表面，增加其亲水性或降低表面能，从而提高其在溶液中的分散稳定性。

石墨烯的缺陷主要指的是其晶体结构中的缺陷，包括空位、取代基、位错等。

这些缺陷会影响石墨烯的电学、化学和机械性能，进而影响其应用效果。

为了减少石墨烯的缺陷，需要采用高纯度的原料和先进的制备工艺，如化学气相沉积、外延生长等。

同时，也可以通过后处理技术，如退火、化学修饰等来修复或改善石墨烯的晶体结构。

总之，石墨烯的分散和缺陷是制备高质量石墨烯的关键问题，需要采取有效的措施来提高其分散稳定性和减少缺陷，以满足不同应用的需求。

由于石墨烯是由sp2杂化的碳原子构成的平面共轭结构，其片层间存在非常强的π-π作用以及范德华作用力，导致其分散性极差，严重制约了石墨烯的实际应用。

虽然传统的商品表面活性剂（如SDBS、CTAB、Triton-X、Tween 80）、高分子稳定剂（如PVP、PSS、PDDA）等都可以对石墨烯起到一定的分散稳定作用，但往往存在分散剂用量大、石墨烯浓度低等问题。

过多的分散剂用量以及过低的石墨烯浓度均是构建复合材料的不利因素。

因此，开发新型、高效、低成本的分散剂是实现石墨烯规模化应用亟待解决的重要问题。

基于此，复旦大学材料科学系、教育部先进涂料工程研究中心周树学教授团队开展了系列研究工作，开发了两种新型石墨烯分散剂，均在石墨烯复合材料制备中表现出了优异的性能，现将其研究成果做简要介绍。

多氨基阳离子型苝酰亚胺类石墨烯分散剂以一种常用的染料中间体——苝-3,4,9,10-四羧酸二酐（PTCDA）为原料，经与系列多乙烯多胺在甲苯中回流反应、甲酸酸化处理得到此类石墨烯分散剂。

该分散剂具有在较低用量下实现石墨烯高浓度分散的特点。

研究发现，PTCDA与三乙烯四胺的反应产物HAPBI-3（图1）对石墨烯具有最佳的分散性能。

HAPBI-3用量仅为石墨烯粉末（XF 001W）质量的1/3，就能得到浓度达到2 mg/mL的分散液。

分散液zata电位值为+28.5 mV，能够长时间稳定存在。

该分散剂对石墨烯的导电性影响很小，与市售商品分散剂相比具有明显的优势（详见Cui J, Zhou S., Journal of Nanoparticle Research, 2017, 19(11): 357. DOI: 10.1007/s11051-017-4047-8）。

图1，分散剂HAPBI-3分子式及2mg/mL石墨烯分散液利用HAPBI-3的阳离子特性，将制备的石墨烯与碳纳米管分散液分别与带负电荷的磺化聚苯乙烯（SPS）微球混合，得到了均匀包覆的SPS@Graphene与SPS@MWCNT核壳型结构微球（图2a）。

《石墨烯-导电聚合物复合材料的制备及其电化学性能的研究》石墨烯-导电聚合物复合材料的制备及其电化学性能的研究摘要：本文研究了石墨烯与导电聚合物复合材料的制备方法，并对其电化学性能进行了深入探讨。

通过合理的制备工艺，我们成功制备了具有优异导电性能和电化学稳定性的复合材料。

本文详细描述了实验过程、结果及分析，以期为相关研究提供有益的参考。

一、引言随着科技的发展，石墨烯因其独特的物理和化学性质，在材料科学领域引起了广泛的关注。

石墨烯与导电聚合物的复合材料因其在电化学储能、传感器、电磁屏蔽等领域的潜在应用价值，成为了研究的热点。

本文旨在研究石墨烯/导电聚合物复合材料的制备方法及其电化学性能。

二、实验材料与方法1. 材料准备实验所需材料包括石墨烯、导电聚合物（如聚吡咯、聚苯胺等）、溶剂（如乙醇、水等）以及其他添加剂。

2. 制备方法采用溶液混合法或原位聚合法制备石墨烯/导电聚合物复合材料。

具体步骤包括：将石墨烯与导电聚合物在溶剂中混合，并通过搅拌或超声处理使两者充分混合；然后进行聚合反应，得到复合材料。

三、电化学性能测试通过循环伏安法（CV）、恒流充放电测试、电化学阻抗谱（EIS）等方法，对制备的复合材料进行电化学性能测试。

四、结果与讨论1. 制备结果通过优化制备工艺，我们成功制备了具有良好分散性和导电性能的石墨烯/导电聚合物复合材料。

SEM和TEM结果表明，石墨烯与导电聚合物在纳米尺度上实现了良好的复合。

2. 电化学性能分析（1）循环伏安法（CV）测试：复合材料在充放电过程中表现出稳定的电化学行为，无明显极化现象。

（2）恒流充放电测试：复合材料具有较高的比电容和优异的循环稳定性。

在一定的电流密度下，其比电容随循环次数的增加而略有增加，表现出良好的充放电性能。

（3）电化学阻抗谱（EIS）分析：复合材料的内阻较小，电子传递速度快，表现出优异的电导率和良好的电荷传输能力。

通过分析不同因素（如石墨烯含量、聚合条件等）对电化学性能的影响，我们发现合理的复合比例和制备工艺是获得高性能复合材料的关键。

第 42 卷 第 5 期 2018 年 9 月
燕山大学学报 Journal of Yanshan University
摇 摇 文章编号:1007鄄791X(2018)05鄄0377鄄09
Vol郾 42 No郾 5 Sept. 2018
石墨烯在表面活性剂水溶液中的分散稳定性研究
赵洪力1,*,蔡文豪1 ,王摇 丽1 ,郁建元1,2 ,王立坤1
(1. 燕山大学 材料科学与工程学院,河北 秦皇岛 066004; 2. 唐山学院 环境与化学工程系,河北 秦皇岛 063000)
摘摇 要:石墨烯由于其特殊结构和优异的光学、电学等性能而一直被广泛关注,但石墨烯的惰性表面结构使其 在实际应用中受到限制,必须进行表面改性后才能使其更稳定地分布在基体中,充分地发挥其优势。 本文探讨 了表面活性剂的分散机理和石墨烯分散稳定性的影响因素,对表面活性剂辅助液相剥离法和超声直接分散法 实现石墨烯在水溶液中的稳定分散的问题进行了综述。 比较了几种常见表面活性剂的分散效果,其中 Tween80 和 P123 都是较为出色的表面活性剂;同时总结了提高石墨烯分散稳定性需要注意的几个方面,以期为石墨烯 的ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ散研究提供一些借鉴。 与表面活性剂辅助液相剥离法相比,超声直接分散法更有利于得到高浓度、高稳定 的石墨烯分散液,连续加入表面活性剂和超声前预处理等措施都有利于提高其分散稳定性。
目前,有关石墨烯的分散已有不少研究[10鄄12] , 在这些研究中,石墨烯溶液的分散度和稳定性各 不相同,但少有研究提到石墨烯分散液的稳定性, 即使涉及分散稳定性的那些研究中,石墨烯分散
液也会有聚沉发生。 如何让石墨烯能够形成长久 稳定的分散液仍然是个难题。 如果能够解决石墨 烯分散液稳定性的问题,无疑将会提高其在复合 材料中的应用潜力和价值。 为此,本文从表面活 性剂水溶液分散石墨烯着手,讨论并比较了表面 活性剂辅助液相剥离法和超声直接分散法实现石 墨烯在水溶液中均匀分散的分散机理以及几种常 见表面活性剂的分散效果,并探讨了影响石墨烯 溶液分散性和稳定性的几个因素,总结了得到石 墨烯稳定分散液需要注意的几个问题,以期为石 墨烯的应用提供借鉴。

专利名称：一种磁性氧化石墨烯表面活性剂及其制备方法专利类型：发明专利
发明人：侯庆锋,王源源,王哲,彭宝亮,郑晓波,管保山,李雪凝申请号：CN202011392611.7
申请日：20201202
公开号：CN114574238A
公开日：
20220603
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明公开了一种磁性氧化石墨烯表面活性剂及其制备方法。

所述制备方法包括以下步骤：S1、将氧化石墨烯、铁源和NH3·H2O‑NH4NO3溶液混合进行反应，得到磁性氧化石墨烯；
S2、将所述磁性氧化石墨烯分散在去离子水中，加入EDC和聚乙二醇进行反应，得到聚乙二醇包裹的磁性氧化石墨烯；S3、将所述聚乙二醇包裹的磁性氧化石墨烯和表面活性剂加入溶剂中进行反应，得到所述磁性氧化石墨烯表面活性剂。

本发明能够在较为温和的条件下将氧化石墨烯和表面活性剂进行接枝改性，并赋予超顺磁性和界面活性，既能使油水乳化也能在外加磁场条件下快速破乳，还对油田采出液中的金属离子有一定的吸附作用。

申请人：中国石油天然气股份有限公司
地址：100007 北京市东城区东直门北大街9号
国籍：CN
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石墨烯分散剂的种类与石墨烯粉体分散性的关系石墨烯具有优异的力学、电学、磁学、热学及光学等性能，其本身结构为正六边形碳环在平面内无限拓展延伸构成具有稳定的力学性能以及电学性能，石墨烯的强度可达钢材强度的 100倍，硬度可与金刚石媲美石墨烯表面电子迁移率可达2×10五次方cm²/（V·S），远高于金属铜的导电性，但是石墨烯极易团聚，而且很难分散，如何解决呢？为什么石墨烯难稳定分散？石墨烯二维材料的厚度只有几个纳米，具有纳米材料颗粒之间高强的吸附性能，故很难被完全分散开，且由于纯碳材料所固有的疏水性，使得石墨烯不能够充分分散在其他材料中，这极大地限制了材料性能的发挥，因此如何将其分散成为石墨烯应用的一个瓶颈。

目前石墨烯的各类合成技术都已经成熟，关键是石墨烯材料难以在其他基体中分散，是制约其大规模应用的难点。

没有大规模应用，石墨烯就没有发展的动力。

为响应国家环保的号召，这里主要介绍分散剂石墨烯在水性体系中的应用及分散。

介绍分散剂类型对石墨烯水分散性的影响1、离子型表面活性剂对石墨烯分散性的影响表面活性剂大体可分为离子型与非离子型，且离子型表面活性剂最为常见。

例如：阴离子型表面活性剂十二烷基苯磺酸钠( SDBS）在溶液中可以使石墨烯具有良好的分散性，但是阴离子表面活性剂在电解质溶液中有不稳定的缺点；对比多种离子型表面活性剂和非离子型表面活性剂在酸性溶液与碱性溶液中的分散性能，结果表明，非离子型表面活性剂对溶液酸碱性并不是很敏感，如 Brij700的分散效果几乎没有变化，并且在分散剂掺量较高的情况下区别更小。

相反，离子型表面活性剂表现出了对酸性较为敏感的特性，很多在碱性溶液中分散效果良好的分散剂，在酸性环境中几乎没有分散效果，其典型代表有 1芘丁酸、脱氧胆酸钠、SDBS 等，在实际由石墨烯制备复合材料时，分散剂的选取与溶液的酸碱性关系很大。

2、非离子型表面活性剂对石墨烯分散性的影响PVP是一种高分子聚合物，也是一种非离子表面活性剂，PVP作为石墨烯的分散液具有非常好的效果，当PVP溶液为 10mg/ mL时，可分散石墨烯的浓度达到最大。

2019年第15期广东化工第46卷总第401期·95·液相剥离法制备石墨烯进展娄昊，秦登雪，汪贞贞，王慧勇*(河南师范大学化学化工学院，河南新乡453007)The Progress in Preparation of Graphene by Liquid Phase ExfoliationLou Hao,Qin Dengxue,Wang Zhenzhen,Wang Huiyong*(School of Chemistry and Chemical Engineering,Henan Normal University,Xinxiang453007,China)Abstract:Graphene,a new material discovered in2004,is another research hotspot after Fullerene and carbon nanotubes.Its unique sp2hybrid form and honeycomb network planar structure determine its unique properties,and it has been applied in various fields.This paper mainly summarized the liquid phase exfoliation methods for preparing graphene in recent years,including ultrasonic exfoliation,microfluidization exfoliation,microwave exfoliation and electrochemical exfoliation.The principle of each method was described,and each method was evaluated,providing ideas for the large-scale preparation of graphene with few-layer and low cost in the future.In the end,the optimization of preparation of graphene by liquid phase exfoliation method was proposed and look ahead the development trend of graphene and other two-dimensional materials in the future.Keywords:Graphene；liquid phase exfoliation；principle；evaluation自2004年英国曼彻斯特两位物理学家Geim和Novoselov[1]通过机械剥离法制备出石墨烯以来，石墨烯因为有很多独特的性质，获得了广泛关注和研究。

石墨烯在表面活性剂水溶液中的分散稳定性研究赵洪力;蔡文豪;王丽;郁建元;王立坤【摘要】石墨烯由于其特殊结构和优异的光学、电学等性能而一直被广泛关注,但石墨烯的惰性表面结构使其在实际应用中受到限制,必须进行表面改性后才能使其更稳定地分布在基体中,充分地发挥其优势.本文探讨了表面活性剂的分散机理和石墨烯分散稳定性的影响因素,对表面活性剂辅助液相剥离法和超声直接分散法实现石墨烯在水溶液中的稳定分散的问题进行了综述.比较了几种常见表面活性剂的分散效果,其中Tween80和P123都是较为出色的表面活性剂;同时总结了提高石墨烯分散稳定性需要注意的几个方面,以期为石墨烯的分散研究提供一些借鉴.与表面活性剂辅助液相剥离法相比,超声直接分散法更有利于得到高浓度、高稳定的石墨烯分散液,连续加入表面活性剂和超声前预处理等措施都有利于提高其分散稳定性.【期刊名称】《燕山大学学报》【年(卷),期】2018(042)005【总页数】9页(P377-385)【关键词】石墨烯;表面活性剂;超声直接分散法;液相剥离;分散稳定性【作者】赵洪力;蔡文豪;王丽;郁建元;王立坤【作者单位】燕山大学材料科学与工程学院,河北秦皇岛066004;燕山大学材料科学与工程学院,河北秦皇岛066004;燕山大学材料科学与工程学院,河北秦皇岛066004;燕山大学材料科学与工程学院,河北秦皇岛066004;唐山学院环境与化学工程系,河北秦皇岛063000;燕山大学材料科学与工程学院,河北秦皇岛066004【正文语种】中文【中图分类】TB303;TB390 引言石墨烯(Graphene) 具有独特的二维结构和优异的性能[1]，被广泛应用到各个领域[2-7]。

应用时常常采用液相法将其分散于基体中，但由于石墨烯特殊的大π 键共轭的电子结构导致其层间存在很大的范德华力，片层间的范德华力不可避免地会使石墨烯片层重新发生团聚和堆砌[8]，难以分散形成稳定的溶液，限制了它在很多方面的应用。