石墨烯作為一種新型材料,具有比表面積大、光電性能優(yōu)異、穩(wěn)定性好的特點,可以和功能材料復(fù)合,如無機半導(dǎo)體、金屬-有機骨架材料、納米纖維、石墨相氮化碳等,通過吸附、催化和過濾等作用來凈化空氣。本文主要分析了石墨烯基復(fù)合材料的特點和優(yōu)勢,總結(jié)了其制備方法,重點論述了其在空氣凈化中的應(yīng)用研究進展,從帶隙寬度和電子結(jié)構(gòu)等熱力學(xué)的角度,以及增加活性位點、建立異質(zhì)結(jié)、加強氣體傳質(zhì)和提高表面電荷傳遞等動力學(xué)的角度,深入探討了復(fù)合材料凈化空氣的機理,并對未來實用化、低成本、大吸附容量石墨烯基復(fù)合材料的發(fā)展前景進行了展望。通過總結(jié)發(fā)現(xiàn),現(xiàn)在單一組分和二元組分石墨烯復(fù)合材料逐漸難以滿足高效復(fù)雜的凈化要求;且大部分粉末狀石墨烯復(fù)合材料在應(yīng)用中存在易聚集、易流失的問題。而新型石墨烯氣凝膠復(fù)合材料和多元石墨烯復(fù)合材料具有三維特殊結(jié)構(gòu),能協(xié)同發(fā)揮多種材料的特性,在應(yīng)用中有明顯優(yōu)勢。 

【文章來源】：材料導(dǎo)報. 2020,34(S2)北大核心EICSCD

【文章頁數(shù)】：9 頁

【部分圖文】：

(a)石墨烯結(jié)構(gòu)示意圖;(b)石墨烯轉(zhuǎn)化為其他碳材料的過程[1]

此外,石墨烯還可以和染料、納米金屬等復(fù)合用于多個領(lǐng)域。染料作為一種光敏劑,可以與石墨烯復(fù)合用于太陽能電池,將還原染料與氧化石墨烯共混超聲后水熱處理, 可以增加復(fù)合材料與電解液的接觸,有利于電子快速傳遞。等離子體金屬由于其納米尺寸,具有特殊的表面效應(yīng)和量子尺寸效應(yīng),具有更強的吸光能力和吸附性能,但是納米金屬尺寸小、不穩(wěn)定,可以將其負載在石墨烯上。一般方法為:將金屬的前驅(qū)體與GO或者rGO混合在一起,然后通過化學(xué)還原(NaBH4VC等還原劑)、光還原、電還原的方法還原出金屬單質(zhì)�，F(xiàn)有的研究主要針對染料、抗生素等的降解。圖6 Ag@AgVO3/rGO/PCN的合成示意圖[27]

圖5 石墨烯/g-C3N4的制備方法[26]總體來說,石墨烯復(fù)合材料制備有以下三種思路[28]:首先,以石墨烯的前驅(qū)體(一般為氧化石墨烯)為原料,將其石墨化后,再引入其他材料;第二種是直接在石墨烯前軀體上復(fù)合其他材料,再將復(fù)合物石墨化;第三種是引入復(fù)合物和石墨化的過程共同完成。將氧化石墨烯與復(fù)合物混合,直接石墨化的方法較為常見,不容易引入其他污染物,有利于石墨烯和復(fù)合物之間形成較強的作用力。

【參考文獻】：
期刊論文
[1]整體式三氧化鎢/氧化石墨烯氣凝膠增強可見光光催化氧化NO性能（英文）[J]. 楊荔,劉旸,張瑞陽,李偉,李璞,王星,周瑩.  催化學(xué)報. 2018(04)



本文編號：3492908