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