石墨烯（graphene）是近幾年來發展起來的一種新型二維無機納米材料，自從其發現以來，石墨烯在化學、物理、材料、電子等各個領域顯示了廣闊的應用前景。尤其是它極高的機械強度，出色的導電和導熱性能，以及豐富的來源（石墨），使其能作為一種理想的無機納米填料來制備聚合物復合材料。但是目前為止，石墨烯材料的大規模制備，以及如何將石墨烯均勻地分散到聚合物基體中并且優化石墨烯與聚合物基體之間的界面作用力一直是科學界及工業界尚待解決的難題。本學位論文圍繞著這些問題，運用了多種新穎的方法實現了對石墨烯以及功能化石墨烯材料的合成，并制備了多種高性能的石墨烯/聚合物復合材料，這些材料在航空、運輸、生物醫藥等方面具有潛在的應用價值。氧化石墨含有豐富的羥基、羧基和環氧基等含氧官能團，更高的氧化程度，更好的剝離度。黑龍江石墨烯復合材料改性

納米粒子作為填料制備的高分子復合材料具有優異的性能，廣泛應用于汽車、飛機、建筑、電子器件等領域。其中性能的提升與納米粒子在復合材料中的分散狀態和納米粒子與高分子基體之間的相互作用有很大的關系1-5。多數納米粒子與高分子不相容，在復合材料中無法形成均相體系，從而制約納米粒子對高分子復合材料的增強作用6,7。GO表面有豐富的官能團，與很多高分子材料之間有較高相容性，可以用作多種高分子復合材料增強填料，復合后可以為復合材料帶來力學、電學、熱學等多方面性能的提升。黑龍江石墨烯復合材料改性可應用于電機、變壓器、電力電纜、電氣柜、新能源汽車、風力發電、電觸頭材料等領域。

氧化石墨烯與聚合物復合材料的制備可以追溯到上個世紀。在這些復合材料中，氧化石墨通常是在水溶液中超聲剝離，盡管在當時單層的氧化石墨烯并沒有被明確的指出，但是科學家發現這種超聲剝離后的片層非常薄，厚度在1.8~2.8nm之間，說明得到的氧化石墨烯不超過3層[59,60]。直到2006年，Rouff等人證明了單層氧化石墨烯并制備了改性氧化石墨烯/聚苯乙烯復合材料之后[61]，利用氧化石墨烯制備復合材料的研究才真正開始受到***的重視。。

聚合物的結晶過程會直接影響其加工性能，氧化石墨烯加入到聚合物中可以在復合體系中起到成核劑的作用，有效地改善聚合物的結晶過程。研究人員對聚乳酸（PLLA）/氧化石墨烯納米復合材料進行了非等溫和等溫過程中冷結晶行為的研究64。通過不同升溫速率的差熱分析發現，隨著氧化石墨烯負載量的增加，聚乳酸的結晶峰溫向低溫范圍轉移，這說明聚乳酸的非等溫冷結晶行為有明顯改善，而且氧化石墨烯可***地提高聚乳酸的結晶速率，并使其結晶機理和晶體結構保持不變。石墨烯防腐漿料中分散有少層石墨烯，且具有較高的穩定性。

除作為添加劑增強聚合物性能外，氧化石墨烯也可單獨作為一種功能材料使用。如氧化石墨烯可作為活性吸附劑吸附廢氣，Bandosz課題組報道了氧化石墨烯對氨氣有效的吸附。氧化石墨烯也同樣在生物領域表現出了重要的應用價值，它能作為一種新型的分子探針有效地檢測生物分子。Yang等人研究了氧化石墨烯作為藥物載體對阿霉素（DXR）的負載及可控釋放，他們發現阿霉素通過π-π共軛作用吸附于氧化石墨烯上，并且通過調節體系的pH值可以對阿霉素的釋放進行調控，證明了氧化石墨烯在藥物控制釋放領域的潛力。**近，Ruoff課題組開發了一種以氧化石墨烯為結構單元的新型類似于紙材料，他們通過將氧化石墨烯的水溶液在微孔濾膜上過濾，得到了這種氧化石墨烯紙。這種材料具有規整的互鎖式排列結構，楊氏模量可高達40GPa，可有望廣泛應用于電子元件，可控透氣性膜等領域。氧化石墨烯濾餅（SE2430W、SE243PW、SE243EW）。云南新型石墨烯復合材料管材

石墨烯適用于鋰離子電池正負極材料導電添加劑，可有效提高電池能量，改善循環壽命和倍率性能。黑龍江石墨烯復合材料改性

Li等人58制備了氧化石墨烯/SBS復合材料，結果發現氧化石墨烯在基體中具有良好的分散性，并且氧化石墨烯和基體之間的界面作用很強，從而在還原后提高了復合材料的導電性，其導電滲流閾值低至0.12vo1.%。陳翔峰等人59制備了氧化石墨烯/丙烯腈苯乙烯導電復合材料，發現氧化石墨烯的徑厚比對復合材料的體積電阻率有很大影響，徑厚比大能夠使其在基體中更易形成導電網絡，從而降低復合材料的電阻率。此外，不同的加工的方式也會導致材料性能差異。黑龍江石墨烯復合材料改性