石墨烯基纳米复合材料制备与应用

　　本书共9章，在概述石墨烯、金属化合物纳米材料、石墨烯基纳米复合材料、酚醛树脂复合材料的基础上，主要介绍了氧化石墨烯的化学还原及其复合薄膜、石墨烯/碳纳米管复合薄膜的制备及应用、金属硫化物/还原石墨烯纳米复合材料的制备及应用、一步法制备ZnO/还原石墨烯纳米复合材料及应用、改性石墨烯/酚醛树脂复合材料的制备及应用、改性石墨烯/酚醛树脂/碳纤维层次复合材料的制备及应用、石墨烯基复合材料分析方法等，最后分析展望石墨烯基纳米复合材料的发展趋势。 本书具有较强的专业性和先进性，可供新型炭材料、新能源储能、高端复合材料等领域的研究人员、技术人员和管理人员参考，也可供高等学校材料科学与工程、新能源及相关专业师生参阅。

　　李永锋，太原理工大学讲师，博士毕业于中国科学院大学。2006年起开始从事新型碳材料的研究与开发工作，在石墨烯基碳纳米复合材料制备与应用方面积累了丰富的经验。参与多项863、973项目、国家自然科学基金、国防军工、中科院军工创新方向性项目、中科院创新方向性项目、中科院国防科技创新基金项目及多项横向开发的研究工作，已发表论文20余篇，国家发明专利5项。

第1章绪论/001
1.1石墨烯概述003
1.1.1石墨烯研究历程003
1.1.2石墨烯结构006
1.1.3石墨烯性能008
1.2石墨烯的制备方法009
1.2.1微机械剥离法009
1.2.2碳化硅外延生长法010
1.2.3化学气相沉积法011
1.2.4热膨胀剥离法013
1.2.5化学试剂还原法014
1.2.6液相或气相直接剥离法017
1.2.7电弧法020
1.2.8化学合成的方法021
1.2.9其他制备方法021
1.3金属化合物纳米材料研究进展023
1.3.1纳米材料特性024
1.3.2ZnS、CdS纳米材料025
1.3.3制备方法025
1.3.4石墨烯负载金属化合物复合材料028
1.3.5薄膜材料030
1.4石墨烯基纳米复合材料032
1.4.1石墨烯/聚合物复合材料033
1.4.2全碳材料035
1.5酚醛树脂及其复合材料036
1.5.1性能及发展史036
1.5.2应用领域040
1.5.3酚醛树脂改性040
参考文献044

第2章氧化石墨烯的化学还原及其复合薄膜/056
2.1硫脲还原氧化石墨烯058
2.1.1氧化石墨烯的制备058
2.1.2硫脲还原058
2.1.3性能研究与分析060
2.2锌粉/氨水体系还原070
2.2.1氧化石墨的制备070
2.2.2锌粉/氨水体系还原制备石墨烯片070
2.2.3电化学测试071
2.2.4性能研究与分析071
2.2.5还原机理083
2.3L-半胱氨酸还原制备石墨烯薄膜084
2.3.1氧化石墨的制备084
2.3.2氧化石墨烯悬浮液的制备084
2.3.3还原石墨烯及其薄膜的制备084
2.3.4性能研究与分析085
2.4水合肼还原及聚乙烯醇增强氧化石墨烯薄膜092
2.4.1复合薄膜的制备092
2.4.2性能研究与分析093
2.5石墨烯薄膜的应用099
参考文献100

第3章石墨烯/碳纳米管复合薄膜的制备及应用/106
3.1GO薄膜的真空低温热处理107
3.1.1GO薄膜的制备107
3.1.2真空低温热处理108
3.1.3中温炭化热处理108
3.1.4性能研究与分析108
3.2碳纳米管/氧化石墨烯混杂薄膜的自组装及其真空低温热处理113
3.2.1MWCNTs/GO杂化薄膜的制备113
3.2.2MWCNTs/GO杂化薄膜的真空低温热处理114
3.2.3性能研究与分析114
3.3石墨烯/碳纳米管复合薄膜的应用124
参考文献125

第4章金属硫化物/还原石墨烯纳米复合材料的制备及应用/128
4.1ZnS/还原石墨烯纳米复合材料130
4.1.1复合材料的制备130
4.1.2性能研究与分析131
4.2ZnS-G-GO纳米复合薄膜及其电化学性能研究137
4.2.1复合薄膜的制备137
4.2.2电化学性能测试138
4.2.3性能研究与分析139
4.3CdS-G-GO纳米复合薄膜及其性能145
4.3.1G-CdS纳米复合材料的制备145
4.3.2复合薄膜的制备145
4.3.3性能研究与分析146
4.4石墨烯/金属硫化物复合薄膜的应用156
参考文献156

第5章一步法制备ZnO/还原石墨烯纳米复合材料及应用/162
5.1样品的制备163
5.2电化学性能测试164
5.3性能和机理165
5.3.1性能研究与分析165
5.3.2生成机理172
5.4石墨烯/金属氧化锌纳米复合薄膜的应用173
参考文献174

第6章改性石墨烯/酚醛树脂复合材料的制备及应用/177
6.1样品的制备178
6.1.1低温热还原法制备石墨烯粉178
6.1.2石墨烯/酚醛树脂复合材料制备179
6.1.3样品的高温热处理180
6.2性能研究与分析180
6.2.1复合材料固化后结构与性能180
6.2.2热处理后材料结构与性能184
6.2.3机理分析187
6.3石墨烯/酚醛树脂复合材料的应用188
参考文献189

第7章改性石墨烯/酚醛树脂/碳纤维层次复合材料的制备及应用/192
7.1层次复合材料试样的制备193
7.2性能研究与分析194
7.2.1扫描电子显微镜（SEM）分析194
7.2.2压缩性能196
7.2.3弯曲性能198
7.2.4摩擦性能199
7.3石墨烯/碳纤维/酚醛树脂复合材料的应用203
参考文献203

第8章石墨烯基复合材料分析方法/206
8.1表征分析207
8.1.1X射线衍射（XRD）分析207
8.1.2紫外-可见吸收光谱（UV-Vis）及光致荧光光谱（PL）分析207
8.1.3扫描电子显微镜（SEM）分析207
8.1.4傅里叶变换红外光谱（FTIR）分析208
8.1.5X射线光电子能谱（XPS）分析208
8.1.6拉曼光谱（Raman）分析209
8.1.7热重-差热分析（TG-DTA）209
8.1.8原子力显微镜（AFM）分析209
8.1.9透射电子显微镜（TEM）分析210
8.2电化学性能测试与分析210
8.2.1循环伏安210
8.2.2恒流充放电211
8.2.3交流阻抗211
8.2.4四探针电阻测试212
8.3复合材料力学性能测试212
8.3.1摩擦性能212
8.3.2压缩性能212
8.3.3弯曲性能213
参考文献214

第9章结论及趋势分析/215
9.1主要结论216
9.1.1氧化石墨烯的湿法化学还原及薄膜216
9.1.2金属硫化物/石墨烯复合及其宏观薄膜217
9.1.3金属氧化物/石墨烯复合及其宏观薄膜218
9.1.4石墨烯/碳纳米管复合薄膜218
9.1.5石墨烯/酚醛树脂/碳纤维复合材料219
9.2石墨烯复合材料趋势分析220