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碳纳米管和石墨烯的制备和性能碳纳米管和石墨烯是当今材料领域的热门研究对象。
它们具有独特的结构和性能，在电子学、化学、材料科学、能源等领域有广泛的应用前景。
那么，碳纳米管和石墨烯是如何制备的呢？它们具有哪些特殊的性能呢？一、碳纳米管的制备碳纳米管是由碳元素构成的管状结构，具有很好的导电性和机械强度。
目前，碳纳米管的制备方法主要有以下几种：1.化学气相沉积法化学气相沉积法是一种将碳原子在高温下沉积在金属催化剂表面形成碳纳米管的方法。
在这个过程中，金属催化剂通常采用铁、镍、钴等，碳源采用甲烷、乙烯、丙烯等气体。
此方法制备的碳纳米管成本低廉，但管子的成长方向难以控制，管子结构的单一性难以保证。
2.化学气相沉积-物理溅射复合法化学气相沉积-物理溅射复合法是在气相化学沉积的基础上加入物理溅射的方法。
物理溅射可以产生高能离子束，利于碳原子在金属催化剂表面形成碳纳米管。
此方法制备的碳纳米管管子结构相对单一，但管子的成长方向还是有随机性。
3.电弧重复熔化法电弧重复熔化法是一种以石墨材料为前驱体，在高温高压条件下通过电弧放电产生碳纳米管的方法。
此方法制备的碳纳米管管子结构比较规则，但成本较高。
4.化学还原法化学还原法是通过还原剂将氧化石墨烯还原为石墨烯片层中的碳原子结构之一，从而制备碳纳米管的方法。
此方法成本低廉，制备易于规模化，但管子的长度较短。
二、石墨烯的制备石墨烯是由一层碳原子单元组成的二维晶体，具有高导电性、高机械强度、微观尺度局部弯曲等重要性能。
目前，制备石墨烯的方法主要有以下几种：1.化学气相沉积法化学气相沉积法是将碳源气体在反应室中加热，在金属催化剂表面沉积石墨烯的方法。
该方法成本较低，但制备的石墨烯质量不太稳定。
2.机械剥离法机械剥离法通过机械去除石墨材料的表层，使其分解成一层层的石墨烯。
该方法虽然简单易行，但石墨烯的面积和厚度都不太容易控制。
3.化学氧化还原法化学氧化还原法是采用氧化剂氧化石墨材料，形成氧化石墨烯后，再通过还原剂还原去除氧化物的方法制备石墨烯的方法。
《水性聚氨酯-石墨烯-碳纳米管复合材料的制备及性能研究》篇一水性聚氨酯-石墨烯-碳纳米管复合材料的制备及性能研究一、引言随着科技的进步和工业的快速发展，新型复合材料因其优异的性能和广泛的应用领域，受到了越来越多的关注。
其中，水性聚氨酯（WPU）因其出色的机械性能、粘合性和环境友好性被广泛使用。
然而，单纯的WPU仍有一定的局限性，为了提高其性能，引入新的纳米材料成为了研究的热点。
本文将探讨水性聚氨酯/石墨烯/碳纳米管（WPU/Graphene/CNTs）复合材料的制备方法及其性能研究。
二、制备方法1. 材料选择本实验选用水性聚氨酯、石墨烯纳米片和碳纳米管作为主要原料。
其中，石墨烯具有优异的导电性、热稳定性和机械强度；碳纳米管则具有较高的电导率和热导率。
这些特性使得石墨烯和碳纳米管成为提高WPU性能的理想选择。
2. 制备步骤（1）首先，将石墨烯纳米片和碳纳米管进行表面处理，以提高其在水性聚氨酯中的分散性和相容性。
（2）然后，将处理后的石墨烯纳米片和碳纳米管按照一定比例加入到水性聚氨酯中，通过机械搅拌和超声分散，使纳米材料在WPU中均匀分布。
（3）最后，将混合物进行固化处理，得到WPU/Graphene/CNTs复合材料。
三、性能研究1. 机械性能通过拉伸试验，我们发现WPU/Graphene/CNTs复合材料具有优异的机械性能。
石墨烯和碳纳米管的加入显著提高了复合材料的拉伸强度和断裂伸长率。
此外，复合材料还表现出良好的韧性，能够承受较大的外力而不发生断裂。
2. 热稳定性通过热重分析（TGA）实验，我们发现WPU/Graphene/CNTs 复合材料具有较高的热稳定性。
石墨烯和碳纳米管的加入提高了复合材料的热分解温度，使得材料在高温环境下仍能保持良好的性能。
3. 电导性由于碳纳米管具有较高的电导率，WPU/Graphene/CNTs复合材料表现出良好的电导性。
这使得复合材料在电磁屏蔽、传感器和导电涂料等领域具有广泛的应用前景。
《水性聚氨酯-石墨烯-碳纳米管复合材料的制备及性能研究》篇一水性聚氨酯-石墨烯-碳纳米管复合材料的制备及性能研究一、引言随着科技的发展和人类对材料性能的追求，复合材料因其独特的物理和化学性质，在众多领域中得到了广泛的应用。
水性聚氨酯（WPU）作为一种环保型高分子材料，具有优异的耐磨性、柔韧性和良好的加工性能。
而石墨烯（Graphene）和碳纳米管（CNTs）作为新兴的纳米材料，具有优异的导电性、导热性和力学性能。
因此，将水性聚氨酯与石墨烯、碳纳米管进行复合，有望制备出具有优异性能的复合材料。
本文旨在研究水性聚氨酯/石墨烯/碳纳米管复合材料的制备工艺及其性能表现。
二、制备方法1. 材料准备首先，准备好水性聚氨酯、石墨烯纳米片、碳纳米管以及必要的溶剂和添加剂。
2. 制备过程（1）将石墨烯纳米片和碳纳米管分别进行预处理，以提高其在聚氨酯基体中的分散性。
（2）将预处理后的石墨烯和碳纳米管按照一定比例加入到水性聚氨酯中，通过超声分散和机械搅拌的方法，使纳米材料在聚氨酯基体中均匀分布。
（3）将分散均匀的混合物进行真空脱泡处理，以消除混合物中的气泡。
（4）将脱泡后的混合物倒入模具中，进行固化处理，得到水性聚氨酯/石墨烯/碳纳米管复合材料。
三、性能研究1. 力学性能测试通过拉伸试验，测试复合材料的抗拉强度、断裂伸长率和硬度等力学性能。
结果表明，石墨烯和碳纳米管的加入显著提高了复合材料的力学性能。
2. 热学性能测试通过热重分析（TGA）和差示扫描量热法（DSC）测试复合材料的热稳定性。
结果表明，复合材料具有较高的热稳定性和优良的导热性能。
3. 电学性能测试通过电导率测试，评估复合材料的导电性能。
结果表明，石墨烯和碳纳米管的加入使复合材料具有优异的导电性能。
4. 耐磨性能测试通过磨损试验，测试复合材料的耐磨性能。
结果表明，由于石墨烯和碳纳米管的增强作用，复合材料表现出优异的耐磨性能。
四、结论本文成功制备了水性聚氨酯/石墨烯/碳纳米管复合材料，并对其性能进行了系统研究。
《电磁屏蔽功能石墨烯-碳纳米管气凝胶-棉复合柔性织物的制备与性能》篇一电磁屏蔽功能石墨烯-碳纳米管气凝胶-棉复合柔性织物的制备与性能一、引言随着现代电子设备的普及，电磁辐射的潜在影响已引起了人们广泛的关注。
如何有效保护人们免受电磁辐射的伤害成为了科学研究的一个重要领域。
因此，制备一种兼具优良电磁屏蔽性能和柔韧性的材料显得尤为重要。
本文将介绍一种新型的电磁屏蔽功能石墨烯/碳纳米管气凝胶-棉复合柔性织物，详细阐述其制备过程及性能特点。
二、材料制备（一）材料选择本实验选用的主要材料为石墨烯、碳纳米管、气凝胶以及棉织物。
其中，石墨烯和碳纳米管因其优异的导电性和力学性能被广泛用于电磁屏蔽材料的制备。
气凝胶具有多孔结构和优良的绝缘性能，能有效地提高材料的屏蔽效能。
而棉织物则因其良好的柔韧性和舒适性被选为基底材料。
（二）制备过程首先，通过化学气相沉积法将石墨烯和碳纳米管分别制备出来。
接着，将气凝胶与石墨烯、碳纳米管进行复合，形成具有优良导电性能和电磁屏蔽性能的复合材料。
最后，将此复合材料与棉织物进行复合，制备出电磁屏蔽功能石墨烯/碳纳米管气凝胶-棉复合柔性织物。
三、性能分析（一）电磁屏蔽性能本实验通过电磁屏蔽效能测试仪对所制备的复合织物进行电磁屏蔽性能测试。
实验结果表明，该复合织物具有优异的电磁屏蔽性能，能有效屏蔽高频和低频电磁波。
其屏蔽效能随着石墨烯和碳纳米管含量的增加而提高。
（二）柔韧性及舒适性该复合织物保持了棉织物的柔韧性及舒适性。
经过多次弯曲、拉伸等测试，其结构稳定性良好，无明显的性能损失。
此外，该织物具有良好的透气性和吸湿性，穿着舒适。
（三）耐久性及稳定性经过多次洗涤和暴露在恶劣环境下的测试，该复合织物的电磁屏蔽性能和柔韧性均表现出良好的耐久性和稳定性。
这得益于石墨烯、碳纳米管和气凝胶的优异性能以及它们与棉织物之间的良好结合。
四、结论本文成功制备了一种电磁屏蔽功能石墨烯/碳纳米管气凝胶-棉复合柔性织物，该织物具有优异的电磁屏蔽性能、良好的柔韧性和舒适性，同时具有良好的耐久性和稳定性。
碳纳米管增强聚合物复合材料的制备与性能研究简介：碳纳米管是一种具有优异力学性能和导电性的纳米材料，已被广泛应用于聚合物复合材料中。
本文旨在介绍碳纳米管增强聚合物复合材料的制备方法、性能研究与应用前景。
1. 碳纳米管的制备方法1.1 化学气相沉积法化学气相沉积法是目前最常用的碳纳米管制备方法之一。
通过控制反应温度、反应压力和催化剂的选择和浓度，可以获得不同直径、长度和结构的碳纳米管。
1.2 电弧放电法电弧放电法是碳纳米管制备的另一种常用方法。
通过在高温、高压的条件下，将碳电极电弧放电，生成包含碳纳米管的石墨颗粒。
随后，通过化学处理将碳纳米管分离出来。
1.3 碳纳米管纤维拉伸制备法碳纳米管纤维拉伸制备法通过对多股碳纳米管进行拉伸和整合，形成具有优异性能的连续纤维。
2. 碳纳米管增强聚合物复合材料的制备2.1 碳纳米管的表面改性为了增加碳纳米管与聚合物基体的相容性和界面结合强度，可以对碳纳米管进行表面改性。
常用的表面改性方法包括氧化、还原、聚合等。
2.2 碳纳米管的分散碳纳米管在聚合物基体中的均匀分散对于复合材料的性能至关重要。
常用的碳纳米管分散方法包括超声处理、表面活化剂包覆等。
2.3 聚合物基体的选择不同类型的聚合物基体对于碳纳米管增强复合材料的性能有重要影响。
常用的聚合物基体包括聚酰胺、聚酰亚胺、聚酯等。
2.4 制备工艺的优化通过调节制备工艺参数，如温度、压力和搅拌速度等，可以优化碳纳米管增强聚合物复合材料的结构与性能。
3. 碳纳米管增强聚合物复合材料的性能研究3.1 机械性能碳纳米管的引入可以显著提升聚合物复合材料的力学性能。
研究表明，适量添加碳纳米管可以提高复合材料的强度、刚度和韧性。
3.2 导电性能碳纳米管具有优异的导电性能，可以赋予聚合物复合材料良好的导电特性。
研究表明，适量添加碳纳米管可以显著提高复合材料的电导率和导电稳定性。
3.3 热稳定性碳纳米管的引入可以提高聚合物复合材料的热稳定性，延长其使用寿命。
专利名称：一种石墨烯增强的碳纳米管复合纤维、其制备方法及装置
专利类型：发明专利
发明人：吴昆杰,王彬,勇振中,王文静,张永毅,李清文
申请号：CN202210413125.1
申请日：20220419
公开号：CN114672994A
公开日：
20220628
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明公开了一种石墨烯增强的碳纳米管复合纤维、其制备方法及装置。
所述制备方法包括：使膨胀石墨、作为分散溶剂的超强酸均匀混合，形成石墨烯/超强酸溶液，所述超强酸为氯磺酸；使碳纳米管纤维浸润于石墨烯/超强酸溶液中，在氯磺酸溶剂的质子化作用下，碳纳米管纤维发生膨胀，使石墨烯/超强酸溶液进入碳纳米管纤维内部，形成均匀的复合结构；之后浸润于凝固浴中，超强酸被溶解，实现石墨烯析出与碳纳米管纤维的收缩，获得无缺陷石墨烯增强的碳纳米管复合纤维。
本发明在制备过程中实现无缺陷石墨烯在碳纳米管纤维间隙中的引入，可有效降低管间界面电阻，同时提升管间载荷传递效率，实现碳纳米管纤维力学与电学性能的连续增强。
申请人：中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所
地址：215123 江苏省苏州市苏州工业园区独墅湖高教区若水路398号
国籍：CN
代理机构：南京利丰知识产权代理事务所(特殊普通合伙)
代理人：王茹
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(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201910880409.X(22)申请日 2019.09.18(71)申请人 中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所南昌研究院地址 330000 江西省南昌市汇仁大道266号小蓝创新创业基地15号楼(72)发明人 张永毅 傅慧丽 刘大鹏 李清文 (74)专利代理机构 南京利丰知识产权代理事务所(特殊普通合伙) 32256代理人 王茹 王锋(51)Int.Cl.C04B 30/02(2006.01)B82Y 30/00(2011.01)(54)发明名称石墨烯-碳纳米管薄膜复合薄膜及其制备方法与应用(57)摘要本发明公开了一种石墨烯-碳纳米管薄膜复合薄膜及其制备方法与应用。
所述石墨烯-碳纳米管薄膜复合薄膜包括沿厚度方向依次层叠设置的石墨烯薄膜层和碳纳米管薄膜层，所述石墨烯薄膜层由多层石墨烯组成。
所述制备方法包括：通过对碳纳米管薄膜的表面修饰复合一层氧化石墨烯层，得到氧化石墨烯-碳纳米管薄膜复合薄膜，在保护性气氛中对其依次进行炭化处理及石墨化处理，制得主要由碳纳米管与石墨烯组成的轻质柔性高导热高导电石墨烯-碳纳米管薄膜复合薄膜。
本发明的复合薄膜具有优异的导热性能和机械性能，面内热导率在150W/m K以上，密度在0.5g/cm 3以下，力学性能提高为碳纳米管薄膜的3-5倍，同时又具有很好的电导率。
权利要求书1页 说明书9页 附图5页CN 110483005 A 2019.11.22C N 110483005A1.一种石墨烯-碳纳米管薄膜复合薄膜，其特征在于：所述复合薄膜包括沿厚度方向依次层叠设置的石墨烯薄膜层和碳纳米管薄膜层，其中，所述石墨烯薄膜层由多层石墨烯组成，所述石墨烯薄膜层的厚度为1～5μm，所述碳纳米管薄膜层的厚度为8～12μm。
2.根据权利要求1所述的石墨烯-碳纳米管薄膜复合薄膜，其特征在于：所述石墨烯-碳纳米管薄膜复合薄膜的面内热导率在150W/m K以上，密度在0.5g/cm 3以下，电导率为104～106S/m，力学性能为原始碳纳米管薄膜的3～5倍，优选为20～80Mpa，断裂伸长率为1～5％。
