河南省内石墨烯技术的产业状况.docx

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1、河南省内石墨烯技术的产业状况，包括：研究单位（相关学校与科研机构），人员背景，技术进展情况，及应用领域研究单位：郑州大学；材料科学与工程学院橡塑模具国家工程研究中心人员背景：申长雨；刘春太；代坤；蓝艳；徐建伟；李勇技术进展情况：以热塑性聚氨酯(TPU)和聚丙烯(PP)为基体，石墨烯为导电填料，聚丙烯接枝马来酸酐(PP-g-MA)为界面增容剂，制备了石墨烯TPU/PP/PP-g-MA导电复合材料。研究了螺杆转速对复合材料力学性能和电学性能的影响以及石墨烯在复合材料中的选择性分布状态。结果表明，随着螺杆转速从10r/min提高到50

2、r/min，复合材料的拉伸强度提高了103.62%，断裂伸长率提高了161.47%，电导率提高了155.49%，体系中石墨烯选择性分布在TPU中，石墨烯/TPU在基体中则形成了共连续的导电网络。应用领域：导电塑料研究单位：郑州大学；材料科学与工程学院人员背景：许群；李利花；郑晓莉技术进展情况：石墨烯作为一种二维单原子层sp2杂化碳材料，具有优良的导电性、导热性和机械性能。但是由于其在一般溶剂中不稳定和难加工的缺点，使得石墨烯难以大规模制备宏观有序的自组装结构器件。氧化石墨烯作为一种功能化的石墨烯材料，在极性溶剂中的溶解性非常好。

3、其中，液晶态氧化石墨烯作为一种有序结构的软物质，成为大规模生产石墨烯宏观有序材料的理想前驱体。纤维素纳米晶，来源广泛，具备明显优于各向同性高分子的高弹性模量与低热膨胀系数。因此，它成为兼具环境友好、高强度、机械性能良好的纳米复合材料的理想组分。此外，当纤维素纳米晶悬浮液的浓度超过临界值时，会自发相分离，自组装成胆甾型液晶结构。目前，关于液晶态氧化石墨烯和纤维素纳米晶共同构成规则排列的无机/有机纳米杂化材料的研究尚未见报道。利用超临界流体辅助的液相剥离法制备石墨烯，对其进行功能化，特别是芘基聚合物、芘基小分子衍生物在超临界二氧化碳

4、辅助条件下剥离制备石墨烯及其功能化研究,并对所制备功能化石墨烯在聚合物基质增强和甲醇燃料电池中的应用进行可行性操作。应用领域：燃料电池研究单位：郑州大学；材料科学与工程学院人员背景：汤克勇；刘翠云；高喜平；王旭；李东；刘捷；张玉清技术进展情况：采用物理共混的方法将氧化石墨烯（GO）均匀分散在海藻酸钠（SA）溶液中，通过Ca+交联成功制备了SA及SA/GO凝胶球。微球在pH值=7.4的缓冲溶液中的溶胀比明显高于pH值=1.2的溶液，具有pH值敏感性;随GO含量增大，微球的溶胀比呈下降趋势，而吸附量明显增加，对亚甲基蓝(MB)的最大

5、吸附量达153.8mg/g，去除率可达96.78%，对亚甲基蓝的吸附过程符合Langmuir吸附等温模型。采用反复冷冻-解冻法制备了聚乙烯醇（PVA）/明胶/氧化石墨烯（GO）纳米复合水凝胶。GO在聚合物基体中分散均匀，能有效提高水凝胶的力学性能，加入0.7%GO，拉伸强度与压缩强度分别提高了近46%与22%，随GO用量增加，溶胀度呈先上升后下降的趋势，并且碱性条件时的溶胀度大于弱酸性时的溶胀度。说明GO与明胶、聚乙烯醇之间形成了较强的氢键相互作用。应用领域：环境研究单位：郑州大学；材料科学与工程学院人员背景：曹少魁；裴福云；徐

6、慎刚；刘应良；张丽；吕晶；路瑞娟技术进展情况：以曙红、石墨氧化物与二氧化钛（P25）为原料、利用水热法制备曙红敏化的二氧化钛-石墨烯杂化材料。通过X射线光电子能谱考察了石墨氧化物（GO）以及染料敏化二氧化钛石墨烯杂化材料（T-G-EY）的C1s信号的变化，水热过程使石墨烯含氧官能团含量大幅度减少，透射电镜照片清晰地显示二氧化钛纳米颗粒均匀分散在石墨烯片层上，紫外-可见漫反射光谱（DRS）分析发现复合材料的带隙变窄，从P25的3.23eV降低到2.75eV，吸光范围明显向可见光区拓展，并存在曙红的特征吸收峰。从荧光光谱上明显看出复

7、合材料发生了荧光猝灭现象，确认是石墨烯与二氧化钛之间及曙红与石墨烯之间存在一定的相互作用。T-G-EY在500W氙灯照射下光解水制氢气的效率比P25提高了10.2倍。应用领域：光催化研究单位：郑州大学；材料科学与工程学院人员背景：贾晓林；王宇；杨晓彤技术进展情况：利用改进的Hummers法制备氧化石墨，以其为前驱物，采用水热法制备石墨烯/Ni(OH)2、石墨烯/MnO2复合材料。所得复合材料与复合前单一材料相比，电化学性能有所提高。具体工作如下：（1）氧化石墨制备工艺的探索。以石墨粉为原料，在浓硫酸和高锰酸钾体系中制备氧化石墨，

8、研究了低、中、高温不同的氧化时间对制备氧化石墨的影响，结果表明，高温氧化时间对氧化石墨的结构影响较大，并确定了制备氧化石墨的最佳条件为0℃2h，35℃0.5h，95℃15min。（2）水热法制备石墨烯/Ni(OH)2复合材料。研究了石墨烯与Ni(OH)2的比例及