石墨烯气凝胶的研究进展

CHEMICAL INDUSTRY AND ENGINEERING PROGRESS 2018年第37卷第1期·168·化 工 进展石墨烯、3D 石墨烯及其复合材料的研究进展刘霞平，王会才，孙强，杨继斌（天津工业大学环境与化学工程学院，天津 300387）摘要：石墨烯是由单层碳原子紧密堆叠而成的蜂窝状材料，具有比表面积大、传热性能好、导电能力强等优点，普遍应用于各个领域。

但由于石墨烯使用过程中易团聚，导致其应用领域受限。

石墨烯组装而成的3D 石墨烯拥有更大的活性表面积等特性，近年来引发密切关注。

与此同时，石墨烯、3D 石墨烯改性成为当前探究的焦点。

本文在介绍石墨烯、3D 石墨烯的结构、性能及石墨烯制备的基础上，总结了3种复合材料的主要制备途径，并且分析了其合成方法的利弊。

重点探讨了它们在锂离子电池、燃料电池的电化学催化剂及传感器中的应用，简述了复合材料优良性能产生的机理。

提出在掺杂改性中应注意各元素掺杂量、掺杂比例、掺杂位点的确定等问题。

最后指出了石墨烯、3D 石墨烯及其复合材料的制备还面临不稳定、无法大规模生产、导电率低的瓶颈并对其在固态金属锂电池、透明电池、吸附材料等领域的发展前景做了展望。

关键词：石墨烯；3D 石墨烯；改性；团聚；复合材料中图分类号：TB33 文献标志码：A 文章编号：1000–6613（2018）01–0168–07 DOI ：10.16085/j.issn.1000-6613.2017-0838Research progress of graphene and 3D graphene compositesLIU Xiaping ，WANG Huicai ，SUN Qiang ，YANG Jibin（School of Environmental and Chemistry Engineering ，Tianjin Polytechnic University ，Tianjin 300387，China ）Abstract: Graphene is a honeycomb material composed of a flat monolayer of tightly packed carbonatoms. It has large surface area ，good heat transfer performance ，and excellent conductivity ，and therefore is widely used in various fields. However ，graphene is easy to aggregate ，which greatly limits its applications. In recent years ，the graphene assembled 3D graphene has attracted lots of attention because of its large active surface area and other good characteristics. At the same time ，the modifications of graphene and 3D graphene have become the focus of current research. This paper introduced the structure and properties of graphene and 3D graphene and the preparation of graphene ，and then summarized the main preparation methods of three kinds of composites ，followed by the analysis of the advantages and disadvantages of the synthesis method. Special emphasis was devoted to their applications in lithium ion batteries ，electrochemical catalysts of fuel cells and sensors. The mechanism of the excellent performance of composite materials was briefly introduced. It is suggested that the doping amount ，doping ratio and the doping sites are key factors in the doping modification. Finally ，it was pointed out that the preparation of graphene and 3D graphene composites is also facing bottlenecks of instability ，unable to prepare in large scale and low conductivity. Finally ，its prospects in the development of solid metal lithium batteries ，transparent batteries ，adsorption materials and other fields were also discussed. Key words ：graphene ；3D graphene ；modification ；agglomeration ；composites@ 。

可压缩回弹的石墨烯气凝胶在固相萃取中的应用
石墨烯气凝胶是一种由石墨烯片层构成的多孔材料，具有大的比表面积、优异的导电性和导热性等优良特性。

近年来，石墨烯气凝胶在各个领域得到了广泛的研究和应用，其中包括固相萃取技术。

固相萃取是一种常用的样品前处理技术，用于将目标化合物从复杂的样品基质中提取和净化。

传统的固相萃取材料如固相萃取柱和固相萃取膜在吸附和解吸过程中容易产生背压和困难，而石墨烯气凝胶由于其可压缩回弹的特性，能够有效克服这一问题。

石墨烯气凝胶作为固相萃取材料具有很大的比表面积，能够提供大量的吸附位点，增加目标化合物和基质之间的接触面积，从而提高吸附效率。

石墨烯气凝胶具有良好的吸附能力和选择性，能够选择性地吸附目标化合物，同时不吸附其他干扰物质，从而实现样品的净化和富集。

石墨烯气凝胶还具有优异的化学和机械稳定性，能够在多次重复使用过程中保持稳定的吸附性能。

石墨烯气凝胶在固相萃取中的应用具有广泛的应用前景。

石墨烯气凝胶可用于环境样品的污染物分析，如水中的有机污染物和重金属离子的富集和分离。

石墨烯气凝胶还可以用于食品样品中的农药残留分析和生物样品中的药物代谢产物的测定。

石墨烯气凝胶还可以用于医药领域的药物提取和分离。

石墨烯气凝胶800度
摘要：
1.引言
2.石墨烯气凝胶的定义和特性
3.石墨烯气凝胶在800度下的表现
4.应用前景与挑战
5.结论
正文：
石墨烯气凝胶是一种具有高比表面积、低密度和良好热稳定性的材料，其独特的结构使其在许多领域具有广泛的应用潜力。

本文将探讨石墨烯气凝胶在800度高温下的表现及其应用前景与挑战。

石墨烯气凝胶是由石墨烯薄片通过物理或化学方法组装而成的多孔材料。

其具有低热导率、高热稳定性、高比表面积等特点，使其在诸如催化剂、吸附剂、防火材料等方面具有潜在应用价值。

在800度的高温下，石墨烯气凝胶表现出了良好的热稳定性和机械性能。

实验表明，其结构依然保持完整，多孔性质没有明显改变。

这使得石墨烯气凝胶在高温环境中的应用成为可能，如航空航天、核工业和高温催化等领域。

尽管石墨烯气凝胶在800度下表现出了优越的性能，但其在实际应用中还面临一些挑战。

例如，如何提高气凝胶的制备效率、降低成本，以及如何实现气凝胶的结构调控和性能优化等。

此外，石墨烯气凝胶在高温环境下的长期稳定性仍需进一步研究。

总之，石墨烯气凝胶在800度的高温下表现出良好的性能，为其在高温领域的应用提供了可能。

然而，要实现石墨烯气凝胶的广泛应用，还需克服一些挑战，如提高制备效率、降低成本和优化性能等。

石墨烯的功能化改性及应用研究石墨烯是一种由单层碳原子组成的二维材料，具有出色的物理、化学和机械性能。

自2004年被成功分离以来，石墨烯在能源、材料、生物医学等领域的应用引起了广泛。

然而，石墨烯的化学稳定性、生物相容性以及在水溶液中的分散性等问题限制了其广泛应用。

因此，对石墨烯进行功能化改性具有重要的实际意义。

功能化改性是提高石墨烯应用性能的有效途径。

改性的方法主要包括氧化、还原、官能团化、共价键合等。

通过这些方法，可以改变石墨烯的表面性质、水溶性、分散性等，以满足不同应用场景的需求。

氧化石墨烯是一种常见的石墨烯衍生物，通过在石墨烯表面引入羟基、羧基等基团，提高其水溶性和分散性。

还原氧化石墨烯则是在氧化石墨烯的基础上，通过还原剂将氧化基团还原为氢基团，以恢复石墨烯的导电性能。

官能团化石墨烯是通过化学反应在石墨烯表面引入特定官能团，如氨基、巯基等。

这些官能团可以与其它分子或离子反应，实现对石墨烯功能的进一步拓展。

共价键合则是通过在石墨烯表面引入功能化的基团，实现与其他分子或材料的键合。

经过功能化改性后，石墨烯在各个领域的应用研究得到了广泛开展。

在电子领域，功能化石墨烯可用于制作透明导电膜、场效应晶体管、储能器件等。

在纳米制备领域，功能化石墨烯可用于制备纳米药物、纳米催化剂、纳米传感器等。

在复合材料领域，功能化石墨烯可用于增强金属、陶瓷、高分子等材料，提高其力学、电磁、热学等方面的性能。

功能化石墨烯在能源、生物医学等领域也有广泛的应用前景。

尽管石墨烯的功能化改性和应用研究已经取得了显著的进展，但仍存在许多问题需要进一步探讨。

功能化改性的方法需要进一步完善，以提高石墨烯的性能和稳定性。

石墨烯的大规模制备和分离仍然是亟待解决的问题，需要开发更为高效和经济的方法。

石墨烯的生物相容性和生物活性需要进一步研究，以拓展其在生物医学领域的应用范围。

本文介绍了石墨烯的功能化改性及其应用研究。

通过氧化、还原、官能团化和共价键合等方法，可以改善石墨烯的性能和应用范围。

石墨烯气凝胶的制备与应用研究进展石墨烯气凝胶是一种新型的纳米材料，具有石墨烯的优异性能和气凝胶的三维多孔结构。

它的制备与应用研究正在成为纳米材料领域的研究热点之一、本文将从制备方法、物理性能和应用领域等方面综述石墨烯气凝胶的研究进展。

石墨烯气凝胶的制备方法多样，目前主要有模板法、自组装法和刻蚀法等。

模板法是将石墨烯气凝胶前驱体溶液浸渍到模板材料上，通过冷冻干燥或热处理等工艺将前驱体转化为气凝胶。

自组装法则是利用石墨烯的自组装性质，通过浸泡、筛选等方法，将石墨烯单层自组装成三维的多孔结构，再通过热处理形成气凝胶。

刻蚀法是将石墨烯基底材料的部分原子刻蚀掉，形成有孔洞的气凝胶结构。

这些制备方法各有优缺点，可以根据具体需求选择。

在能源领域，石墨烯气凝胶可以作为超级电容器、锂离子电池和燃料电池等器件的电极材料。

由于其高比表面积和良好的导电性，使其具有高能量密度和长循环寿命的特点。

此外，石墨烯气凝胶还可以应用于太阳能电池和超导材料等方面。

在环境领域，石墨烯气凝胶可以用于水处理和气体吸附等方面。

由于其超低密度和高比表面积，可以有效吸附废水中的有机物和重金属离子等污染物，达到净化水体的目的。

同时，石墨烯气凝胶还可以应用于防火、隔热和吸噪等领域。

在生物医药领域，石墨烯气凝胶也有着广泛的应用前景。

它可以作为药物载体，用于控释药物、肿瘤治疗和基因传递等方面。

石墨烯气凝胶具有良好的生物相容性和高载药量的特点，可以提高药物的转运效率和疗效。

总之，石墨烯气凝胶作为一种新型的纳米材料，具有众多优异的性能和广泛的应用前景。

目前，石墨烯气凝胶的制备方法和应用领域还在不断发展和完善，需要进一步的研究和探索。

相信随着研究的深入和技术的进步，石墨烯气凝胶将在各个领域发挥出更多的作用，为我们的生产生活带来更多的福利。

气凝胶电芯隔热片石墨烯
首先，气凝胶是一种具有非常低密度的多孔固体材料，由于其高度多孔的结构，气凝胶具有非常优秀的隔热性能。

这种材料通常用于隔热材料的制备，例如用于电芯隔热片。

电芯隔热片是一种用于锂电池等电池组件的隔热材料，目的是防止电芯过热，保护电池的安全和稳定性。

气凝胶电芯隔热片因其轻质、优异的隔热性能和化学稳定性而备受关注。

其次，石墨烯是由碳原子以类似蜂窝状的结构排列而成的二维材料。

石墨烯具有许多出色的特性，如高导热性、高机械强度和柔韧性。

它也被广泛应用于各种领域，包括电子学、材料科学和能源领域。

在隔热方面，石墨烯由于其出色的导热性能，可以用于制备高效的隔热材料。

综合以上两点，气凝胶电芯隔热片石墨烯可能指的是利用气凝胶和石墨烯这两种材料的特性相结合，制备用于电芯隔热的材料。

这种复合材料可能兼具气凝胶的轻质和优异隔热性能，以及石墨烯的高导热性能，从而在电池等领域发挥重要作用。

总的来说，气凝胶电芯隔热片石墨烯代表了材料科学和工程领
域不断探索新材料、新技术的努力，以期在能源存储和其他领域取得更好的性能和安全性。

希望这个回答能够全面解答你的问题。

工业技术科技创新导报 Science and Technology Innovation Herald116DOI：10.16660/ki.1674-098X.2018.10.116石墨烯气凝胶材料的合成与应用研究现状①张雨涵(南京工业大学 江苏南京 211800)摘 要：近几年来，随着科学技术的飞速发展，我国的石墨烯受到社会各界的广泛关注。

石墨烯在热力学、电力学、动力学方面都有很大的贡献，同时石墨烯在吸附、能量储存、催化剂等各个领域具有广泛的发展前景。

本篇文章以石墨稀气凝胶材料为研究主线，具体阐述了石墨烯气凝胶材料的合成与应用研究现状进行探讨，希望可以对我国石墨烯气凝胶的合成做出贡献。

关键词：石墨烯气凝胶 材料的合成 应用研究现状 吸附性能 可压缩性能中图分类号：TQ427.2 文献标识码：A 文章编号：1674-098X(2018)04(a)-0116-02①作者简介:张雨涵（1997—），女，汉族，江苏镇江人，本科，研究方向:材料科学与工程专业。

石墨烯气凝胶在经过高温处理后，对油脂、烷烃、烯烃、炔烃等各种复杂的有机物具有较强的吸附能力。

在对各种有机物进行吸附时，石墨烯气凝胶表现出可循环性，它们在循环利用利用后还有很强的吸附能力。

除了吸附性之外，石墨烯气凝胶还具有疏水性、耐高温、抗过敏等优良特性。

现代社会对石墨烯气凝胶有着广泛的应用，处于最前沿的科研工作者应该不断研究，为我国的科研工作做出贡献。

1 石墨烯与石墨烯气凝胶的具体概念1.1 石墨烯的具体概念石墨烯这种物质是由碳元素构成的，它的化学结构式是C60。

在我们的自然界中，由于碳元素具有较稳定、耐酸性碱性、耐高温、耐腐蚀性等特性，因此碳元素能够构成石墨稀并能够广泛应用于人们的生活中。

石墨烯在21世纪初期被科学家分离出来，我们生活中用来切割玻璃的金刚钻等都是由石墨烯构成的。

1.2 石墨烯气凝胶的具体概念石墨烯气凝胶的特性位于石墨烯和气凝胶之间，它具有高比面积、高电导率、高热导率、高机械性等优点。