基于石墨烯吸波材料的研究进展
Material Sciences 材料科学, 2018, 8(3), 222-234
Published Online March 2018 in Hans. https://www.wendangku.net/doc/865746921.html,/journal/ms
https://https://www.wendangku.net/doc/865746921.html,/10.12677/ms.2018.83024
Research Progress of Microwave Absorbing Materials Based on Graphene
Xingjun Lv, Yingrui Wu, Hang Li, Wei Li
School of Civil Engineering, Dalian University of Technology, Dalian Liaoning
Received: Mar. 2nd, 2018; accepted: Mar. 21st, 2018; published: Mar. 28th, 2018
Abstract
Graphene, as a new type carbon material, due to its excellent physical and chemical properties, has become a research focus. In this paper, the electromagnetic wave absorbing properties and mechanism of graphene composites are reviewed. The development of graphene based composite absorbing materials is expected.
Keywords
Graphene, Absorbing Material, Composite
基于石墨烯吸波材料的研究进展
吕兴军，武应瑞，李航，李威
大连理工大学土木工程学院，辽宁大连
收稿日期：2018年3月2日；录用日期：2018年3月21日；发布日期：2018年3月28日
摘要
石墨烯作为一种新型的碳材料，由于其优良的物理化学性能成为研究的热点。本文综述了石墨烯复合材料的电磁波吸收性能和机理等，并对石墨烯基复合吸波材料的发展做了展望。
关键词
石墨烯，吸波材料，复合材料
吕兴军 等
Copyright ? 2018 by authors and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY).
https://www.wendangku.net/doc/865746921.html,/licenses/by/4.0/
1. 引言
随着电子工业的迅猛发展，电磁辐射所带来的安全问题也日益突出。电磁污染也成为继大气污染、水污染、噪声污染之后的第四大污染[1]。吸波材料的出现，能够让人们有效的防护电磁辐射，因此高效吸波材料也成为社会关注的热点。自2004年英国曼彻斯特大学物理学院的两位科学家Geim 和Novoselov 发现了石墨烯，其制备与应用便引起了人们的广泛关注，关于石墨烯的报道也越来越多。
石墨烯作为一种二维层状结构材料，不仅具有优异的力学和热学性能，还具有良好的导电性能，电阻率仅为10?6 Ω?cm ，载流子迁移率达15,000 cm 2?V ?1?s [2]。但是由于石墨烯较大的介电常数，很难与其他基材阻抗匹配，这也阻碍了石墨烯作为吸波材料的进一步研究。近年来，许多研究人员发现将石墨烯与其它电磁损耗材料复合可以有效提高阻抗匹配，得到轻质、高效的复合吸波材料。
2. 石墨烯吸波材料
石墨烯作为一种新型的碳材料，一经发现就引起业界的研究热潮。Wang [3]等发现，应用化学氧化还原法制得的石墨烯具有较高的吸波能力。这是因为氧化还原法制得的石墨烯具有明显缺陷以及残余的含氧官能团，不仅提高了阻抗匹配特性，促进能量从相邻态向费米能级的及时转化，而且还会产生缺陷极化弛豫和官能团电子偶极极化弛豫，这些都有利于电磁波的吸收。同时，Wang [3]等用肼还原得到的还原氧化石墨烯表现出较好的吸波能力。如图1所示，在7 GHz 时反射损耗值为?6.9 dB ，明显强于文献报道的CNTs 和石墨。
Figure 1. Microwave absorption characteristics of graphite and r-GO at the thick-
ness of 2 mm [3]
图1. 厚度为2 mm 的石墨和还原氧化石墨烯的电磁波吸收特性[3]
Open Access
吕兴军等
Shen [4]等采用肼-发泡法制备出微蜂窝状石墨烯泡沫，并在8.2~59.6 GHz频段分别测试了石墨烯薄膜和石墨烯泡沫的电磁波屏蔽性能。实验结果表明，虽然石墨烯泡沫具有较低的电导率，但是电磁波屏蔽性能达到?26.3 dB，强于石墨烯薄膜(?20.1 dB)。原因在于微波在石墨烯泡沫内部孔室经过多次反射，能量被削弱，实现电磁波的屏蔽与吸收。
3. 石墨烯复合吸波材料
石墨烯复合材料的合成极大的改善了石墨烯阻抗匹配特性，也使得石墨烯复合材料成为石墨烯研究领域的一个重要方向。目前石墨烯复合吸波材料主要以石墨烯/纳米金属、石墨烯/导电聚合物、石墨烯/纳米金属/导电高聚物三元复合材料以及其它形式的复合材料为主。
3.1. 石墨烯/纳米金属复合吸波材料
在微波作用下，石墨烯表面形成的电偶极子与微波场相互作用引起晶格振动，以发热的形式损耗电磁波[5]；纳米金属材料兼具磁损耗和电损耗，是一种良好的吸波剂。将纳米金属涂覆在石墨烯表面，不仅可以提高石墨烯的阻抗匹配，同时降低了吸波剂的密度，可以得到轻质、高效的吸波材料。
Chen [6]等用一种简单、绿色的方法制备了具有铁磁性能的石墨烯/Fe复合材料。透射电子显微镜(TEM)和原子力显微镜(AFM)扫描结果显示直径为10 nmα-Fe纳米粒子均匀的分散在石墨烯片的表面。实验结果表明：匹配厚度为2.5 mm时，在14.2 GHz处的最大电磁损耗为?31.5 dB。此外，当匹配厚度为在2~5 mm范围内，电磁损耗低于?15 dB的频带宽为10.9 GHz。
氧化石墨烯(GO)由于较低的介电损耗很少用作电磁波吸收材料，Cu@Ni纳米材料兼具Cu的介电损耗特性以及Ni优良的磁损耗，被视为一种具有应用前景的吸波材料，但是高密度进一步阻碍了Cu@Ni 纳米材料的应用。Wang [7]等将GO和Cu@Ni纳米材料结合，合成了GO/Cu@Ni复合吸波材料，并分别与GO和Cu@Ni纳米材料的吸波性能进行了比较。当试样厚度为2.1 mm，频率为16.9 GHz时的最大反射损失达到?42.8 dB。电磁波吸收性能的提高源于良好的阻抗匹配，这是氧化石墨烯低导电性增加所致。
该试验提供了一个降低复合材料密度、拓宽频带、调整电磁波吸收性能的新思路。
方建军[8]等用化学还原液相氧化石墨法制得石墨烯后，用化学镀镍法将镍颗粒均匀镀在其表面上。
实验结果表明，材料微波吸收峰随样品厚度的增加向低频移动，未镀镍石墨烯的匹配厚度为1 mm时，在7 GHz时的最大电磁损耗为?6.5 dB；镀镍石墨烯的匹配厚度为1.5 mm时，在12 GHz时的最大值为?16.5 dB，并且电磁损耗低于?10 dB的频带宽为5.1 GHz (9.5~14.6 GHz)。
Zhang [9]等用水热法合成了还原氧化石墨烯/NiO复合材料,表现出了良好的吸波能力。图2为还原氧化石墨烯/NiO的微观形貌图。在匹配厚度为3.5 mm、频率为10.6 GHz时的最大电磁损耗为?55.5 dB。此外，匹配厚度为3.0 mm时，反射损耗低于?10 dB的频带宽为6.7 GHz (10.2~16.9 GHz)。因此，实验制备的还原氧化石墨烯/NiO复合材料是一种很有应用前景的轻质高效吸波材料。
Kong [10]等用溶剂热法合成了γ-Fe2O3/还原氧化石墨烯(RGO)复合材料，合成示意图如图3所示。这种二维复合材料表现出了低的电磁反射系数和较宽有效吸收带宽。γ-Fe2O3纳米团簇具有更多的界面，纳米团簇的界面极化和还原氧化石墨烯的传导损耗在吸收电磁波过程中起到了重要的作用。当匹配厚度为
2.5 mm时，在10.09 GHz处的最小反射系数为?59.65 dB，X波段的有效吸收带宽为3 GHz。在还原氧化
石墨烯片上组装一些金属氧化物的半导体晶体提供了一种有效的途径来设计半导体金属氧化物/碳复合材料。
Liu [11]等通过石墨烯和金属硝酸盐的水热反应合成了还原氧化石墨烯/Ni0.4Zn0.4Co0.2?Fe2O3 (rGO/NZCF)复合材料，图4为复合材料合成示意图。TEM和SEM表征结果显示，直径约为26.6 nm的
吕兴军 等
Figure 2. (a) SEM image, (b) magnified SEM image, (c) TEM image, (d) HRTEM image of RGO/NiO composite [9] 图2. RGO/Ni 复合材料的微观形貌图[9]
Figure 3. Fabrication process for γ-Fe 2O 3/RGO hybrid. (a) Stable suspension of GO, iron ions, and sodium acetate dispersed in a vial; (b) primary nanocrystals nucleate in a supersaturated solution and (c) nanocrystals aggregated into larger colloidal nanocrystal clusters on the RGO surface [10]
图3. γ-Fe 2O 3/RGO 复合材料的合成示意图[10]
NZCF 颗粒均匀分布在rGO 纳米片上。该试验对和NZCF 不同质量比时的电磁波吸收性能进行了测定，结果表明，当MrGO:MNZCF = 1:10时，匹配厚度为3 mm 的复合材料在10.1 GHz 处的最大反射损失为
吕兴军等
Figure 4. The schematic diagram of nanocomposite preparation process [11]
图4.复合材料的制备原理图[11]
?57.6 dB，反射损失低于?10 dB的有效吸收频带宽为4.2 GHz (8.2~12.4 GHz)，几乎覆盖整个X波段。因此，rGO/NZCF纳米复合材料被认为是一种有前景的微波吸收材料。
Li [12]等以天然石墨为原料，采用Hummers法制得氧化石墨，经超声波处理分散于水中，引入Fe3O4粒子、还原剂水合肼，在微波辐照下反应，得到石墨烯/Fe3O4复合物。实验结果表明：单一的Fe3O4粒子在匹配厚度为2.0~2.5 mm时不能实现有效吸收，与一定量的石墨烯复合后，反射损耗能够降低到?20 dB 以下。其中以石墨烯/Fe3O4(比例为10:1)为吸收剂的材料在匹配厚为2.0~2.5 mm时，有效吸收频带可以覆盖6.5~8.7 GHz；以石墨烯/Fe3O4 (比例为10:2)为吸收剂的材料在厚度为3.5 mm，频率为4.7 GHz时的最小反射损耗可以达到?49.7 dB。
Zong [13]等用一步水化法合成了还原氧化石墨烯/NiFe2O4复合材料，避免了化学还原剂的使用，氧化石墨烯的还原以及NiFe2O4的结晶都发生在水化过程中。实验结果表明：匹配厚度为3 mm、频率为12.4 GHz处的最大反射损耗为?39.7 dB；匹配厚度为1.9 mm，反射损耗低于?10 dB 的频带宽为5.0 GHz
(12.7~17.7 GHz)。
Yang [14]等先用溶胶凝胶法成功合成BaFe12O19/CoFe2O4纳米复合材料，然后将其与氧化石墨烯分散于乙二醇中，用水热法合成了石墨烯/BaFe12O19/CoFe2O4复合材料，其饱和磁化强度为50.42 emu/g。如图5所示，相比于BaFe12O19/CoFe2O4纳米复合材料，石墨烯/BaFe12O19/CoFe2O4复合材料有较高的吸波性能，当匹配厚度为3 mm时，最小反射损耗达到?32.4 dB。
Wang [15]等通过一步水热法将MnFe2O4纳米颗粒装饰在还原氧化石墨烯(RGO)表面，并通过XRD, TEM, XPS, VSM和矢量网络分析仪对MnFe2O4/RGO复合材料的形态、微观结构以及电磁性质进行了表征。当样品厚度为3.5 mm，频率为8.2 GHz时的最大反射损失为?32.8 dB，反射损失低于?10 dB的吸收带宽为4.8 GHz (7.2~12 GHz)。结果表明，RGO的引入极大的提高了MnFe2O4的微波吸收性能，这种复合材料在电磁波吸收领域将会有很好的应用前景。
3.2. 石墨烯/聚合物复合吸波材料
导电聚合物是一种电磁损耗型吸波材料，具有比重小、电磁参数可调、兼容性好、易于加工成型和
吕兴军等
实现工业化生产等优点[16]。基于石墨烯良好的导电性，将导电聚合物与石墨烯复合，可以获得优良的电磁吸波材料。
Liu [17]等人通过原位还原法合成石墨烯/聚(环氧乙烯)(PEO)复合吸波材料。结果表明，相比于PEO，石墨烯/PEO复合材料具有较好的热稳定性。同时，当石墨烯的质量分数为1.0%时，石墨烯/PEO复合材料的最小反射损耗达到?20.0 dB。
Hu [18]等用原位聚合法合成了氧化石墨烯/聚苯乙烯复合材料，然后用水合肼将氧化石墨烯还原，制得石墨烯/聚苯乙烯复合材料，合成步骤如图6。复合材料的电导率有明显提高，从l × 10?10S/m升高到了2.9 × 10?2 S/m。
程祥珍[19]等通过原位氧化聚合法制备了聚苯胺(PANI)–石墨烯纳米复合材料。利用XRD、FTIR以及SEM和TEM对所制备的纳米复合材料进行表征，利用矢量网络分析仪对电磁性能进行分析。实验结果表明，纯PANI和PANI/石墨烯复合材料随着匹配厚度的增加反射损耗峰值明显向低频方向移动，这与入射波和反射波的相互干涉有关。当匹配厚度为2 mm时，纯PANI在16.5 GHz处存在的最大反射损耗为?15.5 dB，有效吸波频宽达到了3.6 GHz (14.4~18 GHz)以上。当匹配厚度为2 mm时，PANI/石墨烯复合材料在15.8 GHz处反射电磁损耗达到?28.6 dB，有效频宽达到4.3 GHz (13.7~18 GHz)。由此可以证明，石墨烯与PANI复合可以有效提高材料的吸波性能。
Kong [20]等通过原位生长法制备了碳纳米管/石墨烯复合材料。碳纳米管通过共价键C-C键在石墨烯平面上生长，较好的分散性和较低的界面接触电阻有效地优化了电磁参数。这些可以很好的满足阻抗匹配的要求，提高电磁波吸收能力。作为复合结构，碳纳米管/石墨烯可以很好的分散在聚(二甲基硅氧烷)中。当复合材料的掺量为5 wt%，匹配厚度为2.75 mm时，在10.1 GHz处的最小反射系数为?55 dB，有效吸收频带宽为3.5 GHz。因此，将纳米管与石墨烯复合成三维复合材料，可以作为设计轻型、高效的电磁波吸收材料的有效途径。
Figure 5. Reflection loss curves of the samples: (a) BaFe12O19/CoFe2O4 nanocomposite;
(b) graphene/BaFe12O19/CoFe2O4 nanocomposite [14]
图5.复合材料的反射率曲线[14]
吕兴军等
Figure 6. Schematic of the formation procedure of GNS-PS nanocomposites [18]
图6.氧化石墨烯/聚苯乙烯复合材料形成过程简图[18]
Bai [21]等用溶液共混法合成了石墨烯/聚(环氧乙烷)(PEO)复合材料。首先用Hummers法制备氧化石墨，并进一步将氧化石墨分散在水中形成氧化石墨烯(GO)，然后将GO与PEO混合，用L-抗坏血酸原位还原合成CR-G/PEO复合材料。实验结果表明，当CR-G/PEO复合材料的体积分数为2.6%时，最大反射损失为?38.8 dB，并对复合材料的电磁波吸收机理做了说明，示意图如图7所示。
Zhang [22]等以石墨烯片(GNs)和聚(3,4-乙烯二氧噻吩)(PEDOT)为原材料，通过原位聚合法合成了GNs-PEDOT复合材料。与纯石墨烯和PEDOT相比，GNs-PEDOT的电磁波吸收能力明显提高。当样品厚度为2 mm，频率为10.5 GHz时的最大反射损失为?48.1 dB，同时匹配厚度为1.5~3 mm时，反射损失低于?10 dB的频带宽为9.4 GHz (5.8~12.3, 12.9~15.8 GHz)。复合材料吸波性能的增强得益于PEDOT的修饰以及纳米纤维独特的结构：一方面，PEDOT纳米纤维在石墨烯片表面的沉积降低了石墨烯的电导率，提高阻抗匹配；另一方面，PEDOT纳米片独特的结构形成了较大的比表面积区域，可以提供更多的活性位点来反射和散射电磁波。因此，聚合物通过非共价键在石墨烯表面沉积是一个制备强电磁波吸收剂的有效途径。
3.3. 石墨烯三元复合吸波材料
石墨烯/纳米金属/导电高聚物三元复合材料不仅改善了单一吸波剂吸收带宽窄、吸波性弱的不足，同时通过介电损耗和磁损耗的协同效应来提高电磁波吸收性能。
Wang [23]等用水热法和化学氧化法合成了石墨烯@Fe3O4@WO3@PANI三明治结构复合材料，并对样品的微观结构、化学成分以及形态进行了研究，平均直径分别为300~500 nm、50~150 nm的Fe3O4、WO3球形纳米颗粒均匀分散在石墨烯@PANI表面，合成示意图如图8所示。实验用矢量网络分析仪测量了样品2~18 GHz的电磁参数，实验结果表明，石墨烯@Fe3O4@WO3@PANI复合材料的吸波性能优于石墨烯@ Fe3O4、石墨烯@ Fe3O4@PANI。当匹配厚度为4 mm，最大电磁损耗为?46.7 dB；匹配厚度仅为
吕兴军等
Figure 7. A schematic representation for the possible dissipation route of electromagnetic wave
in the CR-G/PEO composites [21]
图7. CR-G/PEO复合材料中电磁波吸收原理示意图[21]
Figure 8. Schematic illustration of the fabrication procedure of graphene @ Fe3O4 @ WO3@PANI [23]
图8.石墨烯@Fe3O4@WO3@PANI制备工艺简图[23]
1.5 mm时，电磁损耗低于?10 dB的频带宽为1.8 GHz (1
2.4~14.2)。结果表明，具有改善微波吸收性能的三明治结构复合材料可作为减弱电磁波辐射的一种有效的吸收体。
Jia [24]等用原位氧化聚合法合成了TiO2/聚苯胺/石墨烯三元复合材料，并用FTIR、XRD、拉曼光谱、TEM和SEM对复合材料的化学组成和形态进行了表征。表征结果显示，TiO2纳米颗粒表面涂覆了一层聚苯胺，并被氧化石墨烯包裹形成一种新型花瓣状结构。复合材料的电磁波吸收性能通过矢量网络分析
吕兴军等
仪进行测定。结果表明，匹配厚度为3.12 mm时，频率为9.67 GHz时的最大反射损失为?51.74 dB，反射损失低于?10 dB的频带宽为3.91 GHz (7.97~11.88 GHz)；匹配厚度为2.5 mm，反射损失低于?10 dB的最大带宽为4.76 GHz (10.52~5.28 GHz)。
Wang [25]等用CoFe2O4纳米颗粒装饰的中空聚丙烯腈(PANS)作为轻质磁性材料,用共沉淀法合成了RGO-PANS@ CoFe2O4复合材料。与纯PANS@CF和还原氧化石墨烯(RGO)比较，RGO-PANS@CoFe2O4复合材料的最小反射系数和反射系数低于?10 dB的频带宽都有所提高。匹配厚度为2 mm时，复合材料的反射系数小于?10 dB的频带宽接近3.6 GHz (12~15.6 GHz)。同时也对复合材料的吸波机理进行了阐述：介电材料与磁性微球的结合增强了阻抗匹配特性，同时电磁波在复合材料内部多次反射增加了传播路径，两者的共同影响提高了电磁损耗性能。
Liu [26]等用Hummers法制备氧化石墨烯，再经过两步得到了一种新型的三元GN/PEDOT/CoFe2O4复合材料，并用XRD,TEM,XPS,TG和VSM进行了表征。实验结果表明，GN/PEDOT/CoFe2O4复合材料的吸波性能优于GN/PEDOT和GN/CoFe2O4。当涂层厚度为2.4 mm，频率为9.4 GHz时的最大反射损失为?43.2 dB，低于?10 dB的频带宽为3.1GHz。
Wang [27]等通过两步法合成了Ni/聚苯胺(PANI)/还原氧化石墨烯(RGO)三元复合材料，并通过XRD, TEM和XPS对Ni/PANI/RGO复合材料进行了表征。结果显示直径约20~30 nm的镍纳米颗粒生长在RGO 表面，聚苯胺涂层覆盖在Ni/RGO的表面。由于介电损耗、磁损耗和界面效应的协同作用，所制备的Ni/PANI/RGO复合材料比Ni/RGO表现出更强的电磁吸收性能。当样品厚度为3.5 mm，频率为4.9 GHz 的最大反射损失为?51.3 dB，电磁损耗低于?10 dB的带宽为3.1 GHz (3.3~6.4 GHz)。厚度约为3~5 mm时的最大反射损失低于?20 dB。因此，Ni/PANI/RGO复合材料可以作为一种新型的微波吸收材料。
Wang [28]等利用三步法合成了FeCo@RGO@PPy三明治结构复合材料，并通过XRD，FTIR，XPS，TEM和FESEM对样品结构和形态进行了表征。TEM和FESEM图像显示，直径约为20~40 nm的FeCo 纳米颗粒生长在RGO@PPy表面；VSM结果显示FeCo@RGO@PPy复合材料具有铁磁性，并测试了其在2~18 GHz频率范围内的电磁波吸收性能。从图9可以看出，当样品厚度为2.5 mm，频率为4.5 GHz 时的最大反射损失达到?40.7 dB，反射损失低于?10 dB的带宽为5.7 GHz (12.8~15.6 GHz)。
Zhang [29]等提出了一种简单的制备轻质复合材料的方法，通过将轻型PANS@SMF和导电还原氧化石墨烯(RGO)结合，制备出了轻质PANS@SMF-RGO复合材料，并通过XRD,SEM,XPS,VSM和VNA进行表征。相比于PANS@SMF和RGO，PANS@SMF-RGO复合材料具有较高的复介电常数。当匹配厚度为2.5 mm，PANS@SMF和RGO的掺量分别为5 wt%和1 wt%时，复合材料的电磁损耗值低于?10 dB的频带宽为4.5 GHz (10~14.5 GHz)。实验测得，复合材料的密度在0.25~0.34 g/cm3范围内，是一种轻质高效的复合吸波材料。
3.4. 石墨烯/其它复合吸波材料
Zhang [30]等以多壁碳纳米管、石墨烯等为原材料，先将多壁碳纳米管用浓硫酸和浓硝酸进行预处理，加入Fe(NO3)3?9H2O、Ni(NO3)2?6H2O溶液，将混合熔液搅拌2 h后加25%氨水调节PH为12，在180℃下养护12 h。然后采用Hummers法制得氧化石墨烯，用超声振荡法将石墨烯溶解在50 ml乙醇溶液中。将先后制得两种溶液进行混合，超声振荡2 h，升温至80℃蒸发乙醇溶液至25 ml。待温度降低，将事先准备好的浓度为10 mg/ml的沥青煤油溶液混合，室温下机械搅拌4 h，升温至60℃蒸发煤油溶液。最后经过干燥处理，得到沥青碳包覆石墨烯/磁性NiFe2O4多壁碳纳米管复合材料，原理图如图10所示。实验结果表明：匹配厚度为3.2 mm、频率为4.6 GHz处的最大反射损耗为?45.9 dB。当匹配厚度在1.2~4 mm范围内，反射损耗值低于?10 dB的频带宽为14 GHz (4 GHz~18 GHz)，复合材料表现出优良的吸波性能。
吕兴军 等
Figure 9. Reflection loss curves of FeCo (a) and FeCo@RGO@PPy (b), three-dimensional presentation of the reflection loss of FeCo@RGO@PPy (c) [28].
图9. (a) FeCo 、(b) FeCo@RGO@PPy 的反射率曲线和(c)FeCo@RGO@PPy 复合材料反射率的三维图像
Figure 10. Schematic illustration of asphalt carbon coated graphene/magnetic NiFe 2O 4 modified multi-wall carbon nanotube composites [30]
图10. 沥青碳包覆石墨烯/磁性NiFe 2O 4改性多壁碳纳米管复合材料原理图[30]
Wang [31]等根据Zhao [32]等人提出的方法利用石墨片制备出了石墨烯，并在氧化石墨烯存在的条件下，通过FeC l3和DEG 的还原反应得到石墨烯@Fe 3O 4。以葡萄糖为碳源，用水热法合成石墨烯@Fe 3O 4@C ，通过重氮反应合成苯胺功能化石墨烯@Fe 3O 4@C 。最后，利用原位聚合法合成石墨烯@Fe 3O 4
@C@PANI
吕兴军等
复合材料。实验结果表明：当复合材料的匹配厚度为3 mm时，在11.4 GHz处的最大反射损失为?44.2 dB，反射损失低于?10 dB的频带宽为6.8 GHz (9.7~15.5 GHz)。
Pallab Bhattacharya [33]等利用石墨烯、多壁碳纳米管、Ti、Fe3O4以及聚苯胺为原材料合成了石墨烯/Ti@CNT/Fe3O4/PANI复合材料。实验结果表明：匹配厚度2.5 mm，在9.96 GHz处的最大反射损失为?51.87 dB，电磁反射率低于?10 dB的带宽为8.2~12.4 GHz。
Wang [34]等经多步反应首次成功制备了一种新型的石墨烯@Fe3O4@碳@MnO2复合材料。石墨烯@Fe3O4纳米团@碳@MnO2纳米片复合材料作为吸波材料时，表现出了优良的吸波能力。当样品的厚度仅为1.8 mm时，在15 GHz时的最大反射损失为?38.8 dB，反射损失值低于?10 dB的带宽为12.3~17.7 GHz。
因此，这种分层结构在吸波领域会有更广泛的应用。
Liu [35]等合成了聚(3,4-乙烯二氧噻吩)/还原氧化石墨烯/Co3O4 (PEDOT-RGO-Co3O4)三元复合材料，并对其吸波性能进行了研究。通过FTIR、XRD、拉曼光谱法、TEM、XPS等对复合材料结构进行表征，电磁参数结果显示复合材料电磁波吸收特性的提高归因于良好的阻抗匹配。实验结果表明当样品厚度为
2.0 mm，频率为10.7 GHz时的最大反射损失为?51.1 dB，反射损失超过?10 dB的带宽为
3.1 GHz。因此，
PEDOT/RGO/Co3O4复合材料具有优良的电磁吸收性能和较宽的吸收带宽，可作为一种新型的微波吸收材料。
4. 结语
随着社会的日益发展，人们对吸波材料的要求也逐渐向“薄、宽、轻、强”的方向发展。石墨烯作为一种二维结构，具有质量轻、导电性好、比表面积大等特点，但是由于其较高的介电常数使其很难与其它基材阻抗匹配。研究发现，通过将其与金属纳米材料、导电聚合物等复合可以获得优良的电磁波吸收性能。目前对石墨烯复合吸波材料的研究仅局限于增强石墨烯的吸波性能，对于石墨烯与纳米粒子协同作用机理的研究较少。因此，实现对石墨烯复合材料性能的精确控制可以更有效的进行复合材料的性能设计，也是今后石墨烯复合材料发展的一大趋势。
参考文献
[1]李庆, 陈志萍, 杨晓峰, 等. 基于石墨烯吸波材料的研究进展[J]. 材料导报, 2015, 29(10): 28-35.
[2]Novoselov, K.S., Geim, A.K., Moerozov, S.V., et al. (2004) Electric Field Effect in Atomically Thin Carbon Films.
Science, 306, 666-669. https://https://www.wendangku.net/doc/865746921.html,/10.1126/science.1102896
[3]Wang, C., Han, X.J., Xu, P., et al. (2011) The Electromagnetic Property of Chemically Reduced Graphene Oxide and
Its Application as Microwave Absorbing Material. Applied Physicals Letters, 98, 975-980.
https://https://www.wendangku.net/doc/865746921.html,/10.1063/1.3555436
[4]Shen, B., Li, Y., Yi, D., et al. (2016) Microcellular Graphene Foam for Improved Broadband Electromagnetic Interfe-
rence Shielding. Carbon, 102, 154-160. https://https://www.wendangku.net/doc/865746921.html,/10.1016/j.carbon.2016.02.040
[5]胡小赛, 沈勇, 王黎明, 等. 石墨烯基吸波材料研究新进展[J]. 宇航材料工艺, 2015, 45(6): 1-7.
[6]Chen, Y.J., Lei, Z.Y., Wu, H.Y., et al. (2013) Electromagnetic Absorption Properties of Graphene/Fe Nanocomposites.
Materials Research Bulletin, 48, 3362-3366.https://https://www.wendangku.net/doc/865746921.html,/10.1016/j.materresbull.2013.05.020
[7]Wang, X.X., Zhang, B.Q., Zhang, W., et al. (2017) Super-Light Cu@Ni Nanowires/Graphene Oxide Composites for
Significantly Enhanced Microwave Absorption Performance. Scientific Reports, 7, 1-13.
[8]方建军, 李素芳, 查文珂, 等. 镀镍石墨烯的微波吸收性能[J]. 无机材料学报, 2011, 26(5): 467-471.
[9]Zhang, H., Tian, X.Y., Wang, C.P., et al. (2014) Facial Synthesis of RGO/NiO Composites and Their Excellent Elec-
tromagnetic Wave Absorption Properties. Applied Surface Science, 314, 228-232.
https://https://www.wendangku.net/doc/865746921.html,/10.1016/j.apsusc.2014.06.172
[10]Luo, K., Yin, X.W., Zhang, Y.J., et al.(2013) Electromagnetic Wave Absorption Properties of Reduced Graphene
Oxide Modi?ed by Maghemite Colloidal Nanoparticle Clusters. The Journal of Physical Chemistry C, 117,
12197-19701. https://https://www.wendangku.net/doc/865746921.html,/10.1021/jp4058498
[11]Liu, P., Yao, Z. and Zhou, J. (2016) Fabrication and Microwave Absorption of Reduced Graphene Oxide/
吕兴军等Ni0.4Zn0.4Co0.2Fe2O4 Nanocomposites. Ceramics International, 42, 9241-9249.
https://https://www.wendangku.net/doc/865746921.html,/10.1016/j.ceramint.2016.03.026
[12]Li, G., Wang, T., Xue, H., et al. (2011) Synthesis of Graphene/Fe3O4 Composites Materials and Their Electromagnetic
Wave Absorption Properties. Acta Aeronautica et Astronautica Sinica, 32, 1732-1739.
[13]Meng, Z., Ying, H., Xiao, D., et al. (2014) One-Step Hydrothermal Synthesis and Microwave Electromagnetic Proper-
ties of RGO/NiFe2O4 Composites. Ceramics International, 40, 6821-6828.
https://https://www.wendangku.net/doc/865746921.html,/10.1016/j.ceramint.2013.11.145
[14]Yang, H., Ye, T., Ying, L., et al. (2015) Preparation and Microwave Absorption Property of Graphene/
BaFe12O19/CoFe2O4 Nanocomposite. Applied Surface Science, 357, 1289-1293.
https://https://www.wendangku.net/doc/865746921.html,/10.1016/j.apsusc.2015.09.147
[15]Yan, W., Wu, X., Zhang, W., et al. (2017) One-Pot Synthesis of MnFe2O4 Nanoparticles-Decorated Reduced Graphene
Oxide for Enhanced Microwave Absorption Properties. Materials Technology: Advanced Performance Material, 32, 32-37.https://https://www.wendangku.net/doc/865746921.html,/10.1080/10667857.2015.1113364
[16]Liu, Y., Li, C., Guan, S., et al. (2014) Application of Conductive Polymers in Microwave Absorbing Materials. Poly-
mer Bulletin, No. 12, 1-7. (In Chinese)
[17]Liu, H., Yang, W., He, F., et al. (2014) Graphene-Based Composite with Microwave Absorption Property Prepared by
in Situ Reduction. Polymer Composites, 35, 461-467.https://https://www.wendangku.net/doc/865746921.html,/10.1002/pc.22682
[18]Hu, H., Wang, X., Wang, J., et al. (2010) Preparation and Properties of Graphene Nanosheets Polystyrene Nanocom-
posites via in Situ Emulsion Polymerization. Chemical Physics Letters, 484, 247-253.
https://https://www.wendangku.net/doc/865746921.html,/10.1016/j.cplett.2009.11.024
[19]Cheng, X., Liu, J. and Duan, Y. (2017) Absorbing Properties of PANI-G Composites. Safety & EMC, No. 3, 59-66. (In
Chinese)
[20]Kong, L., Yin, X., Yuan, X., et al. (2014) Electromagnetic Wave Absorption Properties of Graphene Modified with
Carbon Nanotube/Poly (dimethyl siloxane) Composites. Carbon, 7, 185-193.
https://https://www.wendangku.net/doc/865746921.html,/10.1016/j.carbon.2014.02.054
[21]Xin, B., Zhai, Y. and Yong, Z. (2011) Green Approach to Prepare Graphene-Based Composites with High Microwave
Absorption Capacity. The Journal of Physical Chemistry, 115, 11167-11673.
[22]Xiang, Z., Ying, H. and Liu, P. (2016) Enhanced Electromagnetic Wave Absorption Properties of
Poly(3,4-ethylenedioxythiophene) Nano?ber-Decorated Graphene Sheets by Non-Covalent Interactions. Nano-Micro Letters, 8, 131-136.https://https://www.wendangku.net/doc/865746921.html,/10.1007/s40820-015-0067-z
[23]Yan, W., Wu, X., Zhang, W., et al. (2017) 3D Heterostructure of graphene@Fe3O4@WO3@PANI: Preparation and
Excellent Microwave Absorption Performance. Synthetic Metals, 231, 7-14.
https://https://www.wendangku.net/doc/865746921.html,/10.1016/j.synthmet.2017.06.013
[24]Qi, J., Wang, W., Jing, Z., et al. (2017) Synthesis and Characterization of TiO2/Polyaniline/Graphene Oxide Bou-
quet-Like Composites for Enhanced Microwave Absorption Performance. Journal of Alloys and Composites, 443, 717-724.
[25]Bin, Z., Jun, W., Wang, J., et al. (2017) Coprecipitation Synthesis of Hollow Poly (Acrylonitrile) Microspheres
@CoFe2O4 with Graphene as Lightweight Microwave Absorber. Journal of Materials Science: Materials in Electro, 28, 3337-3348.https://https://www.wendangku.net/doc/865746921.html,/10.1007/s10854-016-5927-x
[26]Liu, P., Ying, H. and Xiang, Z. (2015) Preparation and Excellent Microwave Absorption Properties of Ferromagnetic
Graphene/poly(3,4-ethylenedioxythiophene)/CoFe2O4 Nanocomposites. Powder Technology, 357, 112-117.
[27]Yan, W., Wu, X., Zhang, W., et al. (2015) Facile Synthesis of Ni/PANI/RGO Composites and Their Excellent Elec-
tromagnetic Wave Absorption Properties. Synthetic Metals, 210, 165-170.
https://https://www.wendangku.net/doc/865746921.html,/10.1016/j.synthmet.2015.09.022
[28]Yan, Z., Wu, X., Zhang, W., et al. (2017) Synthesis of Ferromagnetic Sandwich FeCo@graphene@PPy and Enhanced
Electromagnetic Wave Absorption Properties. Journal of Magnetism and Magnetic Materials, 443, 358-365.
https://https://www.wendangku.net/doc/865746921.html,/10.1016/j.jmmm.2017.07.063
[29]Zhang, B., Wang, J., Peng, W., et al. (2016) Microwave Absorption Properties of Lightweight Absorber Based on
Fe50Ni50-Coated Poly(acrylonitrile)microspheres and Reduced Graphene Oxide Composites. Journal of Magnetism and Magnetic Materials, 413, 81-88.
[30]Zhang, K., Gao, X., Qian, Z., et al. (2017) Synthesis Characterization and Electromagnetic Wave Absorption Proper-
ties of Asphalt Carbon Coated Graphene/Magnetic NiFe2O4Modified Multi-Wall Carbon Nanotube Composites.
Journal of Alloys and Compounds, 721, 268-275.https://https://www.wendangku.net/doc/865746921.html,/10.1016/j.jallcom.2017.06.013
[31]Wang, L., Huang, Y., Li, C., et al. (2015) Hierarchical Composites of Polyaniline Nanorod Arrays Covalently-Grafted
吕兴军等
on the Surfaces of Graphene@Fe3O4@C with High Microwave Absorption Performance. Composites Science and
Technology, 108, 1-8.https://https://www.wendangku.net/doc/865746921.html,/10.1016/https://www.wendangku.net/doc/865746921.html,pscitech.2014.12.011
[32]Zhao, J., Pei, S., Gao, L., et al. (2010) Ef?cient Preparation of Large-Area Graphene Oxide Sheets for Transparent
Conductive Films. ACS Nano, 4, 5245-5252.https://https://www.wendangku.net/doc/865746921.html,/10.1021/nn1015506
[33]Bhattacharya, P., Dhibar, S., Kundu, M.K., et al. (2015) Graphene and MWCNT Based Bi-Functional Polymer Nano-
composites with Enhanced Microwave Absorption and Super Capacitor Property. Materials Research Bulletin, 66,
200-212.https://https://www.wendangku.net/doc/865746921.html,/10.1016/j.materresbull.2015.02.040
[34]Wang, L., Huang, Y., Li, C., et al. (2015) Hierarchical Graphene@Fe3O4Nanocluster@Carbon@MnO2Nanosheet
Array Composites: Synthesis and Microwave Absorption Performance. The Journal of Physical Chemistry C, 17,
5878-5886.https://https://www.wendangku.net/doc/865746921.html,/10.1039/C4CP05556J
[35]Liu, P., Huang, Y. and Sun, X. (2013) Excellent Electromagnetic Absorption Properties of Poly(3,4-ethylenedioxythiophene)
Reduced Graphene Oxide-Co3O4 Composites Prepared by a Hydrothermal Method. ACS Applied Materials & Inter-
faces, 5, 11236-12355.https://https://www.wendangku.net/doc/865746921.html,/10.1021/am404561c
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石墨烯文献检索
《文献检索与科技论文写作》作业 学生姓名 年级专业 班级学号 指导教师职称
目录 第一部分文献查阅练习 (1) 第二部分文献总结练习 (7) 第三部分科技论文图表练习 (8) 第四部分心得体会 (11)
第一部分文献查阅练习 1、黄毅，陈永胜.石墨烯的功能化及其相关应用.中国科学B辑:化学2009年第39卷第9期:887-896 摘要：石墨烯是2004年才被发现的一种新型二维平面纳米材料，其特殊的单原子层结构决定了它具有丰富而新奇的物理性质.过去几年中，石墨烯已经成为了备受瞩目的国际前沿和热点.在石墨烯的研究和应用中，为了充分发挥其优良性质，并改善其成型加工性(如分散性和溶解性等)，必须对石墨烯进行功能化，研究人员也在这方面开展了积极而有效的工作.但是，关于石墨烯的功能化方面的研究还处在探索阶段，对各种功能化的方法和效果还缺乏系统的认识.如何根据实际需求对石墨烯进行预期和可控的功能化是我们所面临的机遇和挑战.本文重点阐述了石墨烯的共价键和非共价键功能化领域的最新进展，并对功能化石墨烯的应用作了介绍，最后对相关领域的发展趋势作了展望. 关键词：功能化应用 2、胡耀娟,金娟.石墨烯的制备、功能化及在化学中的应用. 物理化学学报(Wuli Huaxue Xuebao)Acta Phys.-Chim.Sin.,2010,26(8)：2073-2086 摘要：石墨烯是最近发现的一种具有二维平面结构的碳纳米材料,它的特殊单原子层结构使其具有许多独特的物理化学性质.有关石墨烯的基础和应用研究已成为当前的前沿和热点课题之一.本文仅就目前石墨烯的制备方法、功能化方法以及在化学领域中的应用作一综述,重点阐述石墨烯应用于化学修饰电极、化学电源、催化剂和药物载体以及气体传感器等方面的研究进展,并对石墨烯在相关领域的应用前景作了展望。 关键词：制备功能化应用. 3、杨永岗,陈成猛,温月芳.新型炭材料.第23卷第3期 2008年9月：193-200 摘要：石墨烯是单原子厚度的二维碳原子晶体,也是性能优异的新型纳米复合填料。近三年来,石墨烯从概念上的二维材料变成现实材料,在化学和物理学界均引起轰动。通过述评氧化石墨及氧化石墨烯的制备、结构、改性及其与聚合物的复合,展望了石墨烯及其复合
石墨烯研究现状及应用前景
石墨烯材料研究现状及应用前景 崔志强 （重庆文理学院材料与化工学院，重庆永川402160） 摘要：近几年来, 石墨烯材料以其独特的结构和优异的性能, 在化学、物理和材料学界引起了轰动。本文引用大量最新的参考文献,阐述了石墨烯的制备方法如机械剥离法、取向附生法、加热 SiC 法、爆炸法、石墨插层法、热膨胀剥离法、电化学法、化学气相沉积法、氧化石墨还原法、球磨法等，分析了各种制备方法的优缺点。论述了石墨烯材料在透明电极、传感器、超级电容器、能源储存、复合材料等方面的应用，同时简要分析了石墨烯材料研究的现实意义，展望了其未来的发展前景。 关键词：石墨烯材料；制备方法；现实意义；发展现状；应用前景 中图分类号: TQ323 文献标识码:A 文章编号: Research status and application prospect of graphene materials Cui Zhiqiang (Faculty of materials and chemical engineering, Chongqing Academy of Arts and Sciences, Yongchuan, Chongqing 402160) Abstract: In recent years, graphene has caused a sensation in chemical, physical and material science due to its unique structure and excellent properties. Cited in this paper a large number of the latest references, expounds the graphene preparation methods such as layer method, thermal mechanical stripping method, orientation epiphytic method, heating SiC method, explosion, graphite intercalation expansion stripping method, electrochemical method, chemical vapor phase deposition method, graphite oxide reduction method, ball milling method, and analyze the advantages and disadvantages of various preparation methods. This paper discusses the application of graphene materials in transparent electrodes, sensors, super capacitors, energy storage and composite materials, and briefly analyzes the practical significance of the study of graphene materials, and gives a prospect of its future development. Keywords: graphene materials; preparation methods; practical significance; development status; application prospect 0 引言 1985 年英美科学家发现富勒烯[1]和1991 年日本物理学家Iijima 发现碳纳米管[2]，加之英国曼彻斯特大学科学家于2004 年成功制备石墨烯[3]之后，金刚石（三维）、石墨（三维）、石墨烯（二维）、碳纳米管（一维）和富勒烯（零维）组成了一个完整的碳系材料“家族”。从理论上说，石墨烯是除金刚石外所有碳晶体的基本结构单元，如果从石墨烯上“剪”出不同形状的薄片，进一步就可以包覆成零维的富勒烯，卷曲成一维的碳纳米管，堆叠成三维的石墨，如图1 所示[4]。由于石墨烯优异的电学、热学、力学性能，近年来各国科研人员对其的研究日益增长，已经是材料科学领域的研究热点之一。2010 年诺贝尔物理学奖揭晓[5-6]之后，人们对石墨烯的研究和关注越来越多，新的发现不断涌现。在不断深入研究石墨烯的制备方法和性质的过程中，其应用领域也在不断扩大。由于石墨烯缺乏带隙以及在室温下的超高电子迁移率、低于银铜的电阻率、高热导率[7]等，在光电晶体管、生化传感器、电池电极材料和复合材料方面有着很高
多孔石墨烯材料的研究进展
多孔石墨烯材料的研究进展 摘要：多孔石墨烯材料同时结合了石墨烯和多孔材料的优点，具有独特的二维结构及优异的理化性质，是一种具备巨大应用潜力的新型纳米碳质材料。然而单一的石墨烯材料很难充分满足各个领域的应用需求，且石墨烯片层容易堆叠和团聚，制约了其实际应用的发展。通过掺杂、改性、组装和复合等手段制备石墨烯衍生物及石墨烯纳米复合物等石墨烯基材料可以丰富并优化石墨烯的性质，拓展并提升石墨烯的性能，对于促进石墨烯的实际应用具有重大意义。作为一种新型石墨烯衍生物，多孔石墨烯以其二维片状结构、超高比表面积、开放的能带间隙、丰富的活性位点等特性吸引了研究者的很大关注。 关键词：石墨烯；杂化；石墨烯衍生物 引言 如果以化学家的视角将人类和世界写成一本书，碳元素必将会跻身关键词之列：从碳基生命到无机碳素，从史前壁画到太空天梯，从钻木取火到蒸汽革命，再从笔墨纸砚书酒花到柴米油糖酱醋茶，碳的身影无处不在，不可替代。作为世界上最为普遍和奇妙的元素，碳变化多端的魅力归因于其电子轨道杂化方式的多样性及其特殊的成键能力和成键方式。碳原子含有四个价电子，往往以sp，sp2和sp3等杂化形式构成具有不同性质的单质或化合物。以碳单质为例，碳元素存在多种结构、性质迥异的同素异形体。其中sp杂化形式的卡宾碳异常活泼，不易单独稳定存在；sp3杂化的金刚石稳定、超硬、价高，化学修饰较困难；sp2杂化的石墨、石墨烯化学修饰较易且具有独特的电子共轭体系，此外还存在杂化形式介于sp2杂化和sp3杂化之间的富勒烯及包含多种杂化形式碳原子的无定形碳等等。碳家族的众多成员极大丰富了碳质材料的性质，为其在各领域的广泛应用奠定了基础[1]。 1石墨烯及石墨烯基材料 石墨烯即单层或少层石墨薄片，是sp2杂化碳原子按照蜂窝状六元环结构排列而成的二维平面网络结构。2004年，曼彻斯特大学的Novoselov和Geim教授研究组利用机械剥离法成功得到独立存在的单原子层石墨烯，两位物理学家因这一开创性的发现在2010年共同获得诺贝尔物理学奖。然而当我们认真地追根溯源时，会发现石墨烯并非一颗横空出世的新星，围绕石墨烯的讨论已经在科学界
神奇的石墨烯——石墨烯研究进展
神奇的石墨烯 ——石墨烯的研究进展 石墨烯简介 石墨烯（Graphene），又称单层石墨，是一种由碳原子以sp2杂化轨道组成六角型呈蜂巢晶格的平面薄膜，只有一个碳原子厚度的二维材料。 石墨烯一直被认为是假设性的结构，无法单独稳定存在[1]，直至2004年，英国曼彻斯特大学物理学家安德烈?海姆和康斯坦丁?诺沃肖洛夫，成功地在实验中从石墨中分离出石墨烯，而证实它可以单独存在，两人也因“在二维石墨烯材料的开创性实验”为由，共同获得2010年诺贝尔物理学奖。 石墨烯目前是世上最薄却也是最坚硬的纳米材料，它几乎是完全透明的，只吸收2.3%的光"；导热系数高达5300 W/m?K，高于碳纳米管和金刚石，常温下其电子迁移率*超过15000 cm2/V?s，又比纳米碳管或硅晶体*高，而电阻率只约10-6 Ω?cm，比铜或银更低，为目前世上电阻率最小的材料。因为它的电阻率极低，电子跑的速度极快，因此被期待可用来发展出更薄、导电速度更快的新一代电子元件或晶体管。由于石墨烯实质上是一种透明、良好的导体，也适合用来制造透明触控屏幕、光板、甚至是太阳能电池。 石墨烯另一个特性，是能够在常温下观察到量子霍尔效应。 石墨烯的碳原子排列与石墨的单原子层雷同，是碳原子以sp2混成轨域呈蜂巢晶格(honeycomb crystal lattice)排列构成的单层二维晶体。石墨烯可想像为由碳原子和其共价键所形成的原子尺寸网。石墨烯的命名来自英文的graphite(石墨) + -ene(烯类结尾)，也可称为“单层石墨”。石墨烯被认为是平面多环芳香烃原子晶体。 石墨烯的结构非常稳定，碳碳键（carbon-carbon bond）仅为1.42?。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。另外，石墨烯中的电子在轨道中移动时，不会因晶格缺陷或引入外来原子而发生散射。由于原子间作用力十分强，在常温下，即使周围碳原子发生挤撞，石墨烯内部电子受到的干扰也非常小。石墨烯是构成下列碳同素异形体的基本单元：石墨，木炭，碳纳米管和富勒烯。完美的石墨烯是二维的，它只包括六边形(等角六边形); 如果有五边形和七边形存在，则会构成石墨烯的缺陷。12个五角形石墨烯会共同形成富勒烯。 石墨烯卷成圆桶形可以用为碳纳米管；另外石墨烯还被做成弹道晶体管（ballistic transistor）并且吸引了大批科学家的兴趣。在2006年3月，佐治亚理工学院研究员宣布, 他们成功地制造了石墨烯平面场效应晶体管，并观测到了量子干涉效应，并基于此结果，研究出以石墨烯为基材的电路. 石墨烯的问世引起了全世界的研究热潮。它是已知材料中最薄的一种，质料非常牢固坚硬，在室温状况，传递电子的速度比已知导体都快。石墨烯的原子尺寸结构非常特殊，必须用量子场论才能描绘。 既然石墨烯这么的神奇，有这么多的特性，那它的制备会不会特别难呢？ 事实表明现在大规模的制造石墨烯还比较困难，但小规模的制造用于科研还是比较容易
用于EMIRF吸波材料性能比较
用于EMI-RF吸波材料性能比较 用于EMI/RF吸波材料性能比较 中心议题：吸波材料测试装置的构造吸波材料测试方法 解决方案：环天线放置在相互垂直的位置相隔距离为环天线直径的二分之一利用表面电流减少装置测试 随着工程师们需要遵循的辐射电磁干扰（EMI）规范的不断增多，市场上开始出现各种类型的EMI吸波材料。一般而言，市场上所提供的这些吸波材料的厚度很薄并具有很好的外形柔韧性，再加上其背面带有粘合剂的设计使得我们能够很容易地将这些吸波材料应用到一些不符合电磁干扰和射频干扰（EMI/RFI）相关规范的产品表面。因此，选择合适的吸波材料就成为符合EMI/RFI相关规范、维护系统性能完好的一个关键因素。在10MHz到3000MHz的频率范围内，大部分吸波材料都会采用加入有损耗的磁性材料（例如，羰基铁或者铁氧体粉末等）的方式来削弱其表面电流。这些表面电流源于有害EMI和导体的相互作用， 而且它们的出现还会导致电磁场的二次辐射，因此为了保证产品符合相关规范，通常都会设法降低该表面电流。除此之外，这些表面电流还可能会对其它电路造成干扰，妨碍系统的正常运行。比较不同生产厂家提供的吸波材料的性能需要花 费大量的金钱和时间。考虑到EMI测试试验室每天几千美元的费用，试错试验（trialanderrortesting）的次数必须被限制到最少。因此，通过携带若干种可能会使用到的吸波材料到EMI试验室进行测试以确定效果最好的一种材料的方法已经被证明是一种非常昂贵的解决方法。而本文所介绍的这种简单的表面电流减小测试装置（SCRF）则允许我们对各种吸波材料样品的性能进行快速、简单的比较，从而缩小吸波材料的选择范围，确定某频率范围内具体EMI问题所需的性能最好的一种或两种吸波材料。SCRF装置主要由两个经过静电屏蔽的磁场环形天线构成，而且通过将它们小心地放置在相互垂直的位置上可以在相关频率范围内获得70dB甚至更高的隔离度。SCRF中的一个环形天线被连接到射频（RF）扫频源，而另一个环形天线则被连接到RF扫频接收机。如果将一块与产品壳体
石墨烯的制备方法概述
石墨烯的制备方法概述 1物理法制备石墨烯 物理方法通常是以廉价的石墨或膨胀石墨为原料，通过机械剥离法、取向附生法、液相或气相直接剥离法来制备单层或多层石墨烯。这些方法原料易得,操作相对简单，合成的石墨烯的纯度高、缺陷较少。 1.1机械剥离法 机械剥离法或微机械剥离法是最简单的一种方法，即直接将石墨烯薄片从较大的晶体上剥离下来。Novoselovt等于2004年用一种极为简单的微机械剥离法成功地从高定向热 解石墨上剥离并观测到单层石墨烯，验证了单层石墨烯的独立存在。具体工艺如下：首先利用氧等离子在1mm厚的高 定向热解石墨表面进行离子刻蚀，当在表面刻蚀出宽20μm —2mm、5μm的微槽后，用光刻胶将其粘到玻璃衬底上， 再用透明胶带反复撕揭，然后将多余的高定向热解石墨去除并将粘有微片的玻璃衬底放入丙酮溶液中进行超声，最后将单晶硅片放入丙酮溶剂中，利用范德华力或毛细管力将单层石墨烯“捞出”。 但是这种方法存在一些缺点，如所获得的产物尺寸不易控制，无法可靠地制备出长度足够的石墨烯，因此不能满足工业化需求。
1.2取向附生法—晶膜生长 PeterW.Sutter等使用稀有金属钌作为生长基质，利用基质的原子结构“种”出了石墨烯。首先在1150°C下让C原子渗入钌中，然后冷却至850°C，之前吸收的大量碳原子就会浮到钌表面，在整个基质表面形成镜片形状的单层碳原子“孤岛”，“孤岛”逐渐长大，最终长成一层完整的石墨烯。第一层覆盖率达80%后，第二层开始生长，底层的石墨烯与基质间存在强烈的交互作用，第二层形成后就前一层与基质几乎完全分离，只剩下弱电耦合，这样制得了单层石墨烯薄片。但采用这种方法生产的石墨烯薄片往往厚度不均匀，且石墨烯和基质之间的黏合会影响制得的石墨烯薄片的特性。 1.3液相和气相直接剥离法 液相和气相直接剥离法指的是直接把石墨或膨胀石墨(EG)(一般通过快速升温至1000°C以上把表面含氧基团除去来获取)加在某种有机溶剂或水中，借助超声波、加热或气流的作用制备一定浓度的单层或多层石墨烯溶液。Coleman等参照液相剥离碳纳米管的方式将墨分散在N-甲基-吡咯烷酮(NMP)中，超声1h后单层石墨烯的产率为1%，而长时间的 超声(462h)可使石墨烯浓度高达1.2mg/mL。研究表明，当溶剂与石墨烯的表面能相匹配时，溶剂与石墨烯之间的相互作用可以平衡剥离石墨烯所需的能量，能够较好地剥离石墨烯
石墨烯的结构、制备、性能及应用研究进展
. . .. . . 报告题目：石墨烯的结构、制备、性能及应用研究进展 一、书目信息： 二、评分标准 1.格式规、容简明扼要。报告中引用的数据、观点等要注明出处20分 2. 报告结构合理，表述清晰20分 3. 石墨烯的结构、性能、制备方法概述正确、新（查阅5篇以上的文献）20分 4. 石墨烯的应用研究进展概述（文献）全、新（查阅5篇以上的文献）20分 5. 心得及进一步的研究展望真实，无抄袭与剽窃现象20分 三、教师评语 请根据写作容给定成绩，填入“成绩”部分。 注1：本页由报告题目、书目信息有学生填写，其余由教师填写。提交试卷时含本页。学生从第二页开始写作，要求见蓝色字体部分。 注2：“阅卷教师评语”部分请教师用红色或黑色碳素笔填写，不可用电子版。无“评语”视为不合规。注3：不符合规试卷需修改规后提交。 摘要 碳是自然界中万事万物的重要组成物质，也是构成生命有机体的主要元素。石墨和金刚石是两种典型的单质碳，也是最早为人们所熟知的两种碳的三维晶体结构，属于天然矿
密封线 石。除石墨和金刚石外，碳材料还包括活性炭、碳黑、煤炭和碳纤维等非晶形式。煤是重 要的燃料。碳纤维在复合材料领域有重要的应用。20 世纪80 年代，纳米材料与技术获得 了极大的发展。纳米碳材料也是从这一时期开始进入历史的舞台。1985 年，由60 个碳原 子构成的“足球”分子：C60被三位英美科学家发现。随后，C70、C86等大分子相继出现， 为碳家族添加了一大类新成员：富勒烯。富勒烯是碳的零维晶体结构，它们的出现开启了 富勒烯化学新篇章。三位发现者于1996 年获诺贝尔化学奖。1991 年，由石墨层片卷曲 而成的一维管状纳米结构：碳纳米管被发现。如今，碳纳米管已经成为一维纳米材料的典 型代表。发现者饭岛澄男于2008 年获卡弗里纳米科学奖。2004 年，一位新成员：石墨 烯，出现在碳材料的“家谱”中。石墨烯的发现者，两位英国科学家安德烈·盖姆（Andre Geim）和康斯坦丁·诺沃肖罗夫（Konstantin Novoselov）于2010 年获诺贝尔物理学 奖。 关键词：碳材料复合材料晶体结构 1 石墨烯的结构 石墨烯是sp2杂化碳原子形成的厚度仅为单层原子的排列成蜂窝状六角平面晶体。在单层石墨烯中，碳碳键长为0.142nm，厚度只有0.334nm。石墨烯是构成下列碳同素异型体的基本单元：例如：石墨，碳纳米管和富勒烯。石墨烯被认为是平面多环芳香烃原子晶体。 2 石墨烯的制备 2.1 物理法制备石墨烯 物理方法通常是以廉价的石墨或膨胀石墨为原料，通过机械剥离法、取向附生法、液相或气相直接剥离法来制备单层或多层石墨烯。这些方法原料易得, 操作相对简单，合成的石墨烯的纯度高、缺陷较少。 2.1.1机械剥离法 机械剥离法或微机械剥离法是最简单的一种方法，即直接将石墨烯薄片从较大的晶体上剥离下来。Novoselovt 等[1]于2004年用一种极为简单的微机械剥离法成功地从高定向热解石墨上剥离并观测到单层石墨烯，验证了单层石墨烯的独立存在。具体工艺如下：首先利用氧等离子在 1 mm厚的高定向热解石墨表面进行离子刻蚀，当在表面刻蚀出宽20 μm—2 mm、深 5 μm的微槽后，用光刻胶将其粘到玻璃衬底上，再用透明胶带反复撕揭，然后将多余的高定向热解石墨去除并将粘有微片的玻璃衬底放入丙酮溶液中进行超声，最后将单晶硅片放入丙酮溶剂中，利用德华力或毛细管力将单层石墨烯“捞出”。 2.1.2取向附生法—晶膜生长
石墨烯材料的研究进展论文
石墨烯材料的研究进展 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 1，材料的基本情况 石墨烯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，英国曼彻斯特大学物理学家安德烈·海姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫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。 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。石墨烯是构成石墨，木炭，碳纳米管和富勒烯碳同素异形体的基本单元。完美的石墨烯是二维的，它只包括六边形(等角六边形); 如果有五边形和七边形存在，则会构成石墨烯的缺陷。12个五角形石墨烯会共同形成富勒烯。石墨烯卷成圆桶形可以用为碳纳米管 石墨烯的出现在科学界激起了巨大的波澜，人们发现，石墨烯具有非同寻常的导电性能、超出钢铁数十倍的强度和极好的透光性，它的出现有望在现代电子科技领域引发一轮革命。 石墨烯目前是世上最薄却也是最坚硬的纳米材料，它几乎是完全透明的，只吸收2.3%的光；导热系数高于碳纳米管和金刚石，石墨烯是迄今为止世界上强度最大的材料，据测算如果用石墨烯制成厚度相当于普通食品塑料包装袋厚度的薄膜（厚度约100 纳米），那么它将能承受大约两吨重物品的压力，而不至于断裂，石墨烯是世界上导电性最好的材料。 常温下其电子迁移率比纳米碳管或硅晶体高，而电阻率比铜或银更低，为目前世上电阻率最小的材料。因为它的电阻率极低，电子迁移的速度极快，因此被期待可用来发展出更薄、导电速度更快的新一代电子元件或晶体管。由于石墨烯实质上是一种透明、良好的导体，也适合用来制造透明触控屏幕、光板、甚至是太阳能电池。石墨烯另一个特性，是能够在常温下观察到量子霍尔效应。 2，最热的应用合成 石墨烯的应用范围广阔。根据石墨烯超薄，强度超大的特性，石墨烯可被广泛应用于各领域． 根据其优异的导电性，使它在微电子领域也具有巨大的应用潜力。石墨烯有可能会成为硅的替代品，制造超微型晶体管，用来生产未来的超级计算机，碳元素更高的电子迁移率可以使未来的计算机获得更高的速度。最小最快石墨烯晶体管。2011年4月7日IBM向媒体展示了其最快的石墨烯晶体管，该产品每秒能执行1550亿个循环操作，比之前的试验用晶体管快50%。 石墨烯材料还是一种优良的改性剂，在新能源领域如超级电容器、锂离子电池方面，由
各种吸波材料的比较
Christopher L Holloway 沙斐翻译 一前言 最早暗室（全电波）建于50年代，用于天线测量。吸波材料由动物毛发编制而成，外涂一层碳，厚2英寸（）。在~10GHz正入射时，反射系数为-20dB。60年代，以上的吸波材料被新一代、由一定形状的吸波材料所取代，正入射时反射系数为 -40dB。 目前普遍使用的聚氨酯锥体40年代就开始研究，60年代才有产品。正入射时的反射系数为 -60dB。然而可使用的频率范围较高，要求锥体的厚度（尖顶到基座）至少是几个波长。 电-厚锥体的良好性能主要来源于锥体直接的良好多重反射。由于锥体的厚度大于波长，锥体的周边反射入射波。波在相邻的锥体间不断的反射，再反射很多次。每次反射时总有一部分波被锥体吸收。因此，仅有小部分抵达锥体基座。基座吸收后到达金属板，金属板反射后又进入锥体，再通过多重反射和吸收。最后从锥体的尖返回的波已是非常小了。 电-厚锥体的最佳性能的获得，依靠锥体内渗碳加载的调节，要求碳负载足够小，以便每次波反射时进入锥体的波尽可能多，但渗碳加载又要足够大，以便充分吸收进入锥体的波的能量。 半电波暗室最早用于70年代，作为开阔场地的替代场地，测量辐射发射。频率范围为30－1000MHz。但最早暗室中粘贴的典型的吸波材料厚度为3－6英尺（－）。显然在30MHz 的频率上，厚度不可能是几个波长。因此暗室的频率范围被限制在90－1000MHz。 30－90MHz频段的吸波材料开发缓慢，因为无法预测和测量电-薄吸波材料（即厚度 <1 4 λ）的性能，只能安装上以后，测量暗室特性来判定。直到80年代中期，计算和测量技 术发展以后，对小型宽带吸波材料的评估才成为可能。【4】－【6】中叙述了在理论模型中使用“均质化方法”可以精确地计算吸波材料的反射特性。【7】－【10】中叙述了使用大测试装置直接测小型宽带吸波材料的反射特性。 在整个30－1000MHz的频段都要获得小的反射率，则小型宽带吸波材料必须使用锥形模型，它们在高频段是电-厚模型，但在低频段则是电-薄形材料。电波入射到电-薄型吸波材料上时，它们并不在乎吸波材料的实际几何形状是锥型还是楔型。相反，它们的行为就象照射到一固体媒质上，该媒质的有效ε和μ随进入媒质的距离而变化。注意这是有效ε和有效μ和构成吸波材料的实际ε和μ是不同的。 最佳的吸波材料提供了从空气阻抗到吸波材料基座的波阻抗的逐渐过渡。正确的渗碳加载可使大部分入射波穿透锥或楔，并在通过基座时被吸收。更进一步调节渗碳可以使入射波被锥或楔反射的那一部分和从金属板反射后从吸波材料中透出来的那一部分那互相抵消，这种抵消可以获得非常小的反射率。显然只能发生在较窄的频率范围。一般说来渗碳加载对电-厚和电-薄材料的要求是不同的，【6】因此对于工作频率在30－1000MHz的小型宽带吸波材料（锥或楔型），渗碳加载既要考虑高频时的电-厚，又要考虑低频时的电-薄情况。这是极富于挑战性的。 60年代初期日本开发了电-薄型铁氧体瓦作为聚氨酯锥型和楔型的替代物。由于瓦的吸波性能和空气比较接近，在空气－瓦片界面反射很小，入射波直接渗入瓦片。又因为瓦片对磁场损耗大，所以渗入波被吸收。如有穿过瓦片的，则被金属板反射，重又回到瓦片，被再次吸收。如还有穿出瓦片回到空气中的，则可以象锥型和楔型吸波材料那样，调节瓦片厚度，在一定的较窄的频率范围内使其与瓦片直接反射到空气中的那一部分相抵消。 近年来，薄锥和楔（200－1000MHz）＋铁氧体瓦＋介质层（30－600MHz）构成了超小型
石墨烯的制备及评价综述
石墨烯的制备及评价综述 摘要：近年来, 石墨烯以其独特的结构和优异的电学性能和热学性能, 在化学、物理和材料学界引起了广泛的研究兴趣。人们已经在石墨烯的制备方面取得了积极的进展, 为石墨烯的基础研究和应用开发提供了原料保障。通过大量引用参考文献, 简要了解石墨烯的应用方面，并综述石墨烯的几种制备方法: 物理方法(微机械剥离法、液相或气相直接剥离法)与化学法(化学气相沉积法、晶体外延生长法、氧化?还原法)[1]。通过分析比较各种制备方法的优缺点, 对几种方法进行评价，并指出了自己的看法。 关键词：石墨烯制备方法综述 中图分类号：O613 文献标识码：A Preparation and Application of Graphene Abstract: Graphene has attracted much interest in recent years due to its unique and outstanding properties. Different routes to prepare graphene have been developed and achieved. Brief introduction of application of graphene is given in this article. Preparation methods of graphene used in recent years are intensively introduced, including micromechanical cleavage, chemical vapor deposition, liquid/gasphase-based exfoliation of graphite, epitaxial growth on an insulator, chemical reduction of exfoliated graphene oxide, etc. And their advantages and shortcomings are further discussed in detail. I have also given my own opinion by the end of this article. Key words: graphene; preparation; overview 正文 2010年10月5日，英国曼彻斯特大学科学家安德烈·盖姆与康斯坦丁·诺沃肖洛夫因在二维空间材料石墨烯的突破性实验获得2010年诺贝尔物理学奖。一时间，石墨烯成为科学家们关注的焦点。石墨烯以其独特的结构，以及其优越的电学性能和导热性能，在物理、化学以及材料学界引起了广泛的研究兴趣。 石墨烯或称纳米石墨片，是指一种从石墨材料中剥离出的单层碳原子薄膜，它是由单层六角元胞碳原子组成的蜂窝状二维晶体。简单地说，它是单原子层的石墨晶体薄膜，其晶格是由碳原子构成的二维六角蜂窝结构。其厚度为0.34nm，是二维纳米结构。它是其他石墨材料的基本组成。当包裹起来的时候，就组成富勒烯。同时，他也是另一种重要材料――碳纳米管的组成，碳纳米管就是由这种结构卷曲构成的。三维的石墨则是有许多的石墨烯层叠而成。[2]
石墨烯复合材料应用最新研究进展
2019年3月第46卷第3期 云南化工 Yunnan Chemical Technology Mar.2019 Vol.46，No.3 doi：10.3969/j.issn.1004-275X.2019.03.062 石墨烯复合材料应用最新研究进展 程扬帆 （湖北科技学院，湖北咸宁，437000） 摘要：介绍了石墨烯复合材料在国内外的应用前景及应用进展，着重介绍了利用石墨烯特性应用于电容储能、环境治理、导热散热性能和导电等多领域的研究。石墨烯复合材料的应用潜力巨大，具有非常广阔的市场前景。 关键词：石墨烯；复合材料；应用前景 中图分类号：TQ04文献标志码：A文章编号：1004-275X（2019）03-157-02 Recent Research Progress in the Application of Graphene Composites at Home and Abroad Cheng Yangfan (Hubei Institute of Science and Technology,Xianning,Hubei,437000) Abstract:This paper introduces the application p rospects and progress of graphene composites at home and abroad.It focuses on the application of graphene characteristics in capacitance energy storage, environmental management,thermal conductivity and heat dissipation,conductivity and other fields. Graphene composites have great potential and broad market prospects. Key words:Graphene;Compound material;Application prospect 1石墨烯复合材料及其应用前景 1.1定义与特性 石墨烯被称为“单层石墨片”。它是一种二维的结构，密集的碳原子与石墨的单原子层十分类似，是一种新型碳材料。石墨烯的多种优点造就它多种用途，比如它的比表面积大，可以用于吸附和环境治理；机械强度高可以用于航空航天等；载流子迁移率高可以用于半导体与电容等设备。应用的环境非常广泛，随着石墨烯新型材料国内外发展，石墨烯不但可以显著提升传统产业，还可以为高端制造业的发展提供推力。1.2国内外石墨烯复合材料发展趋势及应用前景 目前，世界上有很多关于石墨烯的讨论。2012年，有近2万篇关于石墨烯研究的论文被纳 入科学研究。中国和美国是前两个国家。与此同时，其他国家也积极参与石墨烯相关专利申请的布局。截至2013年6月，它已申请了3,000多项相关发明专利。从2006-2017年，国内和国际研究呈上升趋势。在“十一五”期间，石墨烯复合技术的发展还处于起步阶段，国内外研究的数量相对较少。在“十二五”期间，国外开展了研究，主要集中在石墨烯的制备和化合物的研究上。随后，石墨烯复合材料的研究进入了快速发展阶段。在过去两年中，研究数量已超过以前的总数。其中，国外研究数量急剧增加，工业化进程不断推进，国内则在重点领域不断扩展提升。 由于石墨烯的重要特性和巨大应用价值，全球多个国家将其定义到发展战略高度。比如亚太地区的日本和中国，美国、以及欧洲欧盟等区域国家。这其中不少国家投入的研究和开发金额达到十亿美元，专门用来研究用于石墨烯材料。美国科技发展战略同样包括石墨烯技术。各国企业也积极进行石墨烯产业的布局，相关开发和研究涉及多家公司，像比如洛克希德·马丁、波音、三星、IBM、杜邦、陶氏化学、索尼等巨头均在公司名单中[1]。 2石墨烯复合材料国内外应用进展 由于石墨烯具有多种独特的优点，将它作为复合材料的填充相，就可以增强材料的相应性能，这就为它的应用提供了多种方向。比如国内外相关研究应用于能量储存、液晶器件、电子器件，而在其他领域比如生物材料、传感材料和催化剂载体等也有较多的报道。随着对石墨烯复合材料研究的不断深入，它应用也越来越受到人们的重视。 2.1石墨烯储能复合材料应用 锂电池是当前用途最广泛的电池能源，锂电池整体性能提升的关键是开发新的电极材料。石墨烯作为一种新型碳质材料，加入到锂离子电池中能够大幅提高其导电性，因为它为锂离子电池解决了两个问题，大幅度提高能量密度与大幅度提高功率密度。相对应的，石墨烯就可以作为电池导电的添加剂了。国内也有报道将它作为复合电极材料的正负极[2]。 157--
前沿讲座石墨烯研究进展
石墨烯 世界2010年最大的科学笑话？ 是“石墨薄片”获2010世界诺贝尔物理学奖? 获奖理由是说：获奖科学家用小学生使用的铅笔，在纸上涂抹下铅笔芯中的石墨粉，再用胶粘纸，进行反复粘贴，石墨粉变薄，而能创造出天下奇迹。也就是石墨粉越薄，强度越大，强得能超过钢铁100倍？越薄越能耐高温？越薄越有超导电性？而没有任何事实根据支持，竟然获奖。 “石墨薄片”获奖，被推荐和评选为2010世界最大笑的理由是：因为在宇宙间，在世界上找不到，永远也找不到，物质越薄，强度越大，越能耐高温，电阻越小的物质和事实存在,诺贝尔奖又是世界上的大事。而宇宙间有数不尽的大自然机器早已作了上百亿年的试验，证据事实数据堆山塞海。人类也进行了数不尽的物质材料验证实验，事实证据也无处不在。无不说明在地球上，人世间绝对没有，物质越薄强度越大……的物质和事实存在。难道宇宙和人类早已进行了千年，万年……. 的辛苦实验，还不如用铅笔在纸上毫无事实根据的胡乱画圈？而世界顶级的科学家们，则对大自然的事实视而不见，就此胡乱的相信和评选.....，还有我们更多无知的吹捧，难道不是天下的大笑话？如果您不相信可以去自作小学生的实验，去看一看变相批评瑞典皇家科学院，2010年物理学评审委员会的建议文章，就会更明白。当
然还有在自由的环境下，用“石墨诺贝尔笑话奖”这个题目就能看到成千上万的科学精英们，对此问题是怎么说的？又是怎么样去看？
科学家将石墨烯聚光能力提高20倍 据美国物理学家组织网8月30日报道，英国科学家表示，他们对石墨烯的最新研究表明，让石墨烯与金属纳米结构结合可将石墨烯的聚光能力提高20倍，改进后的石墨烯设备有望在未来的高速光子通讯中用作光敏器，让速度为现在几十倍的超高速互联网成为现实。相关研究发表于《自然—通讯》杂志上。 2010年，英国曼彻斯特大学的安德烈·盖姆和康斯坦丁·诺沃谢洛夫因在石墨烯研究领域的突出贡献而荣膺诺贝尔奖。现在，他们和剑桥大学科学家做出了这项最新发现，为提高互联网和其他通讯设施的速度铺平了道路。 此前科学家们就发现，将两根紧密排列的金属丝放在石墨烯上方，用光照射于其上会产生电力，这个简单的设备其实是一个基本的太阳能电池。更重要的是，因为石墨烯内的电子拥有高流动性和高速度等独特属性，石墨烯设备处理数据的速度可能是目前最快的互联网光缆的几十倍甚至几百倍。 然而，迄今为止，这些极富应用潜力的设备在实用过程中一直遭遇聚光效率低下这一瓶颈，石墨烯只能吸收照射于其上的3%的光线来产生电力，其余光线全成了“漏网之鱼”。
吸波材料
吸波材料 姓名：王丽君 学院：纺织与材料工程学院 专业：材料工程 科目：材料表面与界面工程技术学号：13208520403408
吸波材料 摘要：介绍了吸波材料的吸波原理和吸波材料的分类，以及几种新型吸波材料，如铁氧体吸波材料，纳米吸波材料、手性材料、导电高分子吸波材料，耐高温陶瓷材料，并简单介绍了纳米复合材料的制备方法。 关键词：吸波材料；吸波原理；新型吸波材料；纳米复合材料的制备 信息化战争中，武器平台的高度信息化和电子化，使飞机、坦克、舰艇等所处的环境日益复杂。它们除受地面或空中的火力威胁和电子干扰外，其一举一动还处于红外、雷达、激光等探测器的严密监视之下，使其生存能力和战斗能力面临极大挑战，这样其隐身性能就显得尤为重要。 隐身技术主要涉及材料隐身和结构隐身两大方面。前者是使用吸波材料或涂料；后者是合理地设计武器外形，以提高隐蔽性。再此，不得不提及吸波材料。 1、吸波材料的吸波原理 吸波材料是指能吸收投射到它表面的电磁波能量，并通过材料的介质损耗使电磁波能量转化为热能或其他形式的能量，一般由基体材料(或粘接剂)与吸收介质(吸收剂)复合而成。由于各类材料的化学成分和微观结构不同,吸波机理也不尽相同。材料吸收电磁波的基本条件是：①电磁波入射到材料上时，它能尽可能不反射而最大限度地进入材料内部，即要求材料满足阻抗匹配；②进入材料内的电磁波能迅速地几乎全部衰减掉，即要求材料满足衰减匹配。 2、吸波材料的分类 目前吸波材料分类较多，现大致分成下面4种： (1) 按材料成型工艺和承载能力，可分为涂覆型吸波材料和结构型吸波材料。前者是将吸收剂(金属或合金粉末、铁氧体、导电纤维等)与粘合剂混合后，涂覆于目标表面形成吸波涂层；后者是具有承载和吸波的双重功能,通常是将吸收剂分散在层状结构材料中，或是采用强度高、透波性能好的高聚物复合材料(如玻璃钢、芳纶纤维复合材料等)为面板，蜂窝状、波纹体或角锥体为夹芯的复合结构。 (2) 按吸波原理，吸波材料又可分为吸收型和干涉型两类。吸收型吸波材料本身对雷达波进行吸收损耗，基本类型有复磁导率与复介电常数基本相等的吸收体、阻抗渐变“宽频”吸收体和衰减表面电流的薄层吸收体；干涉型则是利用吸波层表面和底层两列反射波的振幅相等相位相反进行干涉相消。 (3) 按材料的损耗机理，吸波材料可分为电阻型、电介质型和磁介质型3大类。碳化硅、石墨等属于电阻型吸波材料，电磁能主要衰减在材料电阻上；钛酸钡之类属于电介质型吸波材料，其机理为介质极化驰豫损耗；磁介质型吸波材料的损耗机理主要归结为铁磁共振吸收，如铁氧体、羟基铁等。 (4) 按研究时期，可分为传统吸波材料和新型吸波材料。铁氧体、钛酸钡、金属微粉、石
综述石墨烯的制备与应用
半导体物理课程作业 石墨烯的制备与应用（材料）
目录 一、石墨烯概述 (2) 二、石磨烯的制备 (3) 1、机械剥离法 (3) 2、外延生长法 (5) 3、化学气相沉积法 (6) 4、氧化石墨-还原法 (6) 5、电弧法 (9) 6、电化学还原法 (9) 7、有机合成法 (10) 三、石墨烯的应用 (11) 1、石墨烯在电子器件领域的应用 (11) 1.1 石墨烯场效应晶体管 (11) 1.2 石墨烯基计算机芯片 (12) 1.3 石墨烯信息存储器件 (13) 2、石墨烯在能源领域的应用 (14) 2.1 石墨烯超级电容器 (14) 2.2 锂离子电池 (15) 2.3 太阳能电池 (16) 2.4 储氢/甲烷器件 (17) 3、石墨烯在材料领域的应用 (18) 3.1 特氟龙材料替代物 (18) 3.2 石墨烯聚合物复合材料 (18) 3.3 光电功能材料 (19) 4、石墨烯在生物医药领域的应用 (20) 4.1 基于氧化石墨烯的纳米载药体系 (20) 4.2 氧化石墨烯对DNA/基因/蛋白的选择性检测 (21) 4.3用于生物成像技术 (23) 4.4 石墨烯在肿瘤治疗方面的应用 (23) 四、总结及展望 (24) 参考文献 (25)
一、石墨烯概述 碳广泛存在于自然界中，是构成生命有机体的基本元素之一。碳基材料是材料界中一类非常具有魅力的物质，从无定形的碳黑到晶体结构的天然层状石墨；从零维纳米结构富勒烯到一维碳纳米管无不给人们带来炫丽多彩的科学新思路。而二维碳基材料石墨烯的发现，不仅极大地丰富了碳材料的家族，而且其所具有的特殊纳米结构和性能，使得石墨烯无论是在理论还是实验研究方面都已展示出了重大的科学意义和应用价值，从而为碳基材料的研究提供新的目标和方向。 碳的晶体结构—石墨和金刚石(三维)是自然界中最早为人们熟知的两种碳同素异构体，因化学成键方式不同而具有截然相反的特性。1985年，一种被称为“巴基 (零维)被首次发现，三位发现者于11年后, 即1996年获诺贝尔球”的足球形分子C 60 化学奖。1991年，由石墨层片卷曲而成的一维管状结构: 碳纳米管被发现，发现者饭岛澄男(Sumio Iijima)于2008年获卡弗里纳米科学奖。石墨烯(Graphene)是只有一个原子层厚的单层石墨片，是石墨的极限形式。作为碳的二维晶体结构, 石墨烯的出现最终为人类勾勒出一幅点、线、面、体(从零维到三维)相结合的完美画面(图1)。 图1 碳的晶体结构 石墨烯作为一种独特的二维晶体，有着非常优异的性能：具有超大的比表面积，理论值为2630m2/g；机械性能优异，杨氏模量达1.0TPa；热导率为5300W·m-1·K-1，是铜热导率的10多倍；几乎完全透明，对光只有2.3%的吸收；在电和磁性能方面具有很多奇特的性质，如室温量子霍尔效应、双极性电场效应、铁磁性、超导性及高
石墨烯的结构、制备、性能及应用研究进展
石墨烯的结构、制备、性能及应用研究进展
姓名：学号： 20150700 密封线 报告题目：石墨烯的结构、制备、性能及应用研究进展 一、书目信息： 二、评分标准
姓名：学号： 20150700 密封线
姓名：学号： 20150700 密封线 2. 报告结构合理，表述清晰 20分 3. 石墨烯的结构、性能、制备方法概述正确、 新（查阅5篇以上的文献） 20分 4. 石墨烯的应用研究进展概述（文献）全、新 （查阅5篇以上的文献） 20分 5. 心得及进一步的研究展望真实，无抄袭与剽窃现象 20分 三、教师评语 请根据写作内容给定成绩，填入“成绩”部分。
密封线 注1：本页由报告题目、书目信息有学生填写，其余由教师填写。提交试卷时含本页。学生从第二页开始写作，要求见蓝色字体部分。 注2：“阅卷教师评语”部分请教师用红色或黑色碳素笔填写，不可用电子版。无“评语”视为不合规范。注3：不符合规范试卷需修改规范后提交。 摘要 碳是自然界中万事万物的重要组成物质，也是构成生命有机体的主要元 素。石墨和金刚石是两种典型的单质碳，也是最早为人们所熟知的两种碳的 三维晶体结构，属于天然矿石。除石墨和金刚石外，碳材料还包括活性炭、 碳黑、煤炭和碳纤维等非晶形式。煤是重要的燃料。碳纤维在复合材料领域 有重要的应用。20 世纪80 年代，纳米材料与技术获得了极大的发展。纳米 碳材料也是从这一时期开始进入历史的舞台。1985 年，由60 个碳原子构成 的“足球”分子：C60被三位英美科学家发现。随后，C70、C86等大分子相继 出现，为碳家族添加了一大类新成员：富勒烯。富勒烯是碳的零维晶体结构， 它们的出现开启了富勒烯化学新篇章。三位发现者于1996 年获诺贝尔化学 奖。1991 年，由石墨层片卷曲而成的一维管状纳米结构：碳纳米管被发现。 如今，碳纳米管已经成为一维纳米材料的典型代表。发现者饭岛澄男于2008 年获卡弗里纳米科学奖。2004 年，一位新成员：石墨烯，出现在碳材料的“家 谱”中。石墨烯的发现者，两位英国科学家安德烈·盖姆（Andre Geim）和 康斯坦丁·诺沃肖罗夫（Konstantin Novoselov）于2010 年获诺贝尔物理 学奖。 关键词：碳材料复合材料晶体结构 1 石墨烯的结构 石墨烯是sp2杂化碳原子形成的厚度仅为单层原子的排列成蜂窝状六角平面晶体。在单层石墨烯中，碳碳键长为0.142nm，厚度只有0.334nm。石墨烯是构成下列碳同素异型体的基本单元：例如：石