物理化学学报 >> 2022, Vol. 38 >> Issue (1): 2011059.doi: 10.3866/PKU.WHXB202011059
所属专题: 石墨烯的功能与应用
收稿日期:
2020-11-23
录用日期:
2020-12-14
发布日期:
2020-12-21
通讯作者:
王斌
E-mail:wangb@nanoctr.cn
作者简介:
王斌,1986年出生。2014年获国家纳米科学中心博士学位; 现为国家纳米科学中心研究员、博士生导师。主要研究方向为石墨烯等二维材料的力学和电化学性质性能应用
Received:
2020-11-23
Accepted:
2020-12-14
Published:
2020-12-21
Contact:
Bin Wang
E-mail:wangb@nanoctr.cn
About author:
Bin Wang. Email: wangb@nanoctr.cn摘要:
大批量石墨烯可控制备技术的逐渐成熟为实现其宏观组装和应用提供了基础。在众多的组装策略中,调节石墨烯层间的界面相互作用可以直接影响组装体的力学、电学、热学以及渗透等性质,具有重要的意义。石墨烯片层间以共价键连接的层间共价石墨烯材料以其可调的层间距、较强的层间作用力、丰富的功能化、以及可能的原子构型重排等特性,受到了广泛的关注和深入的研究。相比于其他非共价的键合手段,共价连接是一种更为牢固的枢纽。本文中我们将总结讨论层间共价石墨烯材料的构筑方法、性能以及应用。在构筑方法中,依据石墨烯本身的制备方法分为氧化还原法以及化学气相沉积法,而在氧化还原法中,以其宏观材料的形貌分为纸状和纤维状来讨论。接着,我们重点介绍了层间共价对其力学和电学性能的影响,并概述了此类宏观组装体材料的应用。层间共价石墨烯材料继承了石墨烯自身优异的特性,同时也具有宏观组装所赋予的性能,有望在多个领域得到广泛的应用。
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表1
石墨烯宏观组装材料的力学性能"
Materials | Young’s Modulus/GPa | Tensile Strength /MPa | Strain/% | Reference |
Monolayer Graphene | 1000 | 130000 | – | |
GO Paper | 32 | 100 | 0.6 | |
Glutaraldehyde-GO Paper | 30.4 | 101 | 0.4 | |
Polyallylamine-GO Paper | 33.3 ± 2.7 | 91.9 ± 22.4 | 0.32 ± 0.08 | |
Boron-GO Paper | 127 ± 4 | 185 ± 30 | – | |
PEI Crosslinked GO Paper | 103.4 | 209.9 | – | |
GO Fiber | 5.4 | 102 | 6.8–10.1 | |
Phenolic Resin-GO Fiber | 120 | 1450 | 1.8 | |
Monolayer GO | 207.6 ± 23.4 | – | – | |
Monolayer rGO | 250 | – | – |
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