石墨烯無機復合材料的研究進展

陳 佩，李長南，郭亞杰，王廣健

（淮北師范大學 化學與材料科學學院，安徽 淮北 235000）

近年來，碳元素逐漸成為各國各界研究人員的科研焦點，并引起廣大的研究熱潮.2004年Geim［1］等首次用微機械剝離法成功地制備并觀測到石墨烯之后，這一發(fā)現(xiàn)更是引起廣大研究者的探究與爭論.

石墨烯是一種由單層碳原子緊密排列的蜂巢狀二維晶體［2］，它可以形成零維的富勒烯［3］、一維的碳納米管［4］，也可以組成三維的石墨［5］.由于石墨烯具有很高的硬度及電子運輸、導電導熱性，并且有強的電子相互作用、吸附和脫附各種原子和分子等特性，因而在電學、光學、納米電子器件、光電材料等方面有潛在的應用和研究，在有些方面已經(jīng)成為研究的熱點.

本文分析近年來有關石墨烯和金屬及金屬化合物與石墨烯復合物的文獻，對其制備方法、表征手段進行分析評價，并對其應用前景進行綜述.

1 石墨烯的主要制備方法

隨著人們對石墨烯的發(fā)現(xiàn)與研究，石墨烯表現(xiàn)出更大的應用價值，也引起更多的關注與爭論.石墨烯的制備是研究石墨烯所要解決的一個最基本的問題，也是備受關注的一個熱點，關于石墨烯制備方法的研究較多［6-14］.石墨烯的制備方法可歸納為物理方法和化學方法兩種.

1.1 物理方法

1.1.1 微機械剝離法

Lu等［15］最早通過等離子增強化學氣相沉積方法，把200 nm厚的二氧化硅薄膜沉積到高定向熱解石墨上作為基質，以氧氣作為等離子進行刻蝕，制備出厚度約200 nm的石墨層.后來，Lu等［16］又通過掃描電子顯微鏡觀測到石墨表面光滑且結構完整的石墨烯.Geim 等［1］利用膠帶的粘力，將高定向熱解石墨（HOPG）粘在膠帶表面，然后進行反復的撕粘，并用溶劑去除膠帶，最終制得石墨烯［17］.

微機械剝離法雖然方法簡單，所得產(chǎn)物質量高，但是操作復雜，耗時耗力，重復性差，也難以大規(guī)模生產(chǎn)，因此不能夠被廣泛的接受.

1.1.2 液相或氣相剝離法

液相或氣相剝離法是指把石墨或膨脹石墨加在溶劑（有機溶劑或水）中，通過超聲波，氣流或加熱等手段，破壞石墨層與層間的相互作用力，使石墨剝離開來，整個過程中不發(fā)生化學反應.Hernandez 等［18］以NMP（N-甲基-吡咯烷酮）為溶劑，超聲制得石墨烯溶液.Hamilton等［19］將石墨加入水/十二烷基苯磺酸鈉（SDBS）中，超聲制得層數(shù)較低的石墨烯.

Li等［20］提出 “剝離-插入-膨脹”法.將石墨預先高溫處理使其部分剝離，然后用四丁基氫氧化銨對石墨進行插層，以甲氧基-聚乙二醇-磷脂酰乙醇胺（mPEG-DSPE）作為穩(wěn)定劑，制得90%為單層的石墨烯.所得的石墨烯在室溫和低溫條件下表現(xiàn)出很高的導電率.Janowska等［21］以膨脹石墨為原料，微波輻照下發(fā)現(xiàn)以氨水做溶劑能提高石墨烯的總產(chǎn)率（8%），深入研究證實高溫下溶劑分解產(chǎn)生的氨氣能滲入石墨片層中，當氣壓超過一定數(shù)值足以克服石墨片層間的范德華力而使石墨剝離.該法為后續(xù)材料的應用開辟了新的道路.

1.2 化學方法

1.2.1 插層法

插層法是指把一些基團，如分子、離子和原子，插入到石墨層之間，使石墨層間的距離加大，范德華力降低，然后剝離石墨層得到石墨烯［22］.這種方法得到的石墨烯厚度往往較大，一般最低只能達到幾十納米.而且加入的插層物質容易破壞石墨烯的sp2結構，使石墨烯的結構性能受到影響.

Chen等［23］在室溫下將硫酸與硝酸的混合液與鱗片石墨混合，攪拌16 h，得到的產(chǎn)品在高溫下處理得到膨脹的石墨粒子，然后超聲處理得到厚度為幾十納米的石墨碎片.

1.2.2 化學氣相沉積法（CVD）

CVD法就是利用烷烯烴等烴類氣體（例如CH4，C2H4，C2H2）作為碳源，以金屬（例如Ni［24-25］）及合金作為基體，通過高溫使碳源在基體表面或內(nèi)部分解生產(chǎn)石墨烯.

早在20世紀70年代就有文獻報道，通過化學氣相沉積法制備出石墨烯［26-27］.而在2009年，J.Kong研究組［28］和B.H.Hong研究組［29］利用沉積有多晶鎳膜的硅片作為基體，制備出大面積少層的石墨烯，并將石墨烯完整地從基體上轉移下來，這一成績掀起了CVD法制備石墨烯的熱潮［30］.通過人們不斷地探索和研究發(fā)現(xiàn)，采用Cu［31-32］，F(xiàn)e［33］，以及Co、Ru［34-35］為基體，也制備出石墨烯.

CVD 法制備石墨烯方法較簡單，適合石墨烯生長的基體較多，實現(xiàn)了石墨烯的大面積生長，制得的石墨烯質量很高，此法已被廣泛采用.

1.2.3 加熱SiC法

此法就是通過加熱6H-SiC使Si脫除從而得到石墨烯.首先，SiC表面經(jīng)過氫氣刻蝕，然后在真空條件下升溫，高溫使SiC發(fā)生分解，從而得到在SiC表面外延生長的石墨烯.這種方法條件苛刻，產(chǎn)生的石墨烯受SiC的影響較大，且難以分離［36-38］.

1.2.4 氧化還原石墨法

氧化還原石墨法就是將石墨與濃酸和強氧化劑混合，將石墨氧化為氧化石墨（GO），然后氧化石墨經(jīng)過超聲分散［39-40］制得氧化石墨烯，氧化石墨烯經(jīng)還原劑還原得到還原氧化石墨烯（RGO）.常用的還原劑有水合肼［41-43］、硼氫化物［44-45］、乙二醇［46］、碘化氫［47］等.氧化石墨的制備方法有Brodie［48］法，Staudenmaier［49］法和Hummers［50］法等.

1957年，Hummers等以濃硫酸、片狀石墨粉、高錳酸鉀、硝酸鈉等為原料，通過低溫、中溫和高溫3個階段制得氧化石墨.整個過程中混合溶液發(fā)生3個顯著的顏色變化：墨綠色，棕色，亮黃色.Hummers 法在低于45 ℃條件下即可完成，整個過程不到2 h，操作安全，容易控制.

傅玲［51］等研究了Hummers 法制備氧化石墨過程中各因素對石墨氧化程度的影響，結果顯示以天然鱗片石墨為原料，石墨用量：高錳酸鉀質量=1:6，采用連續(xù)加水方式，低溫反應時間為2 h最宜，且硝酸鈉對產(chǎn)物沒有影響.

還原氧化石墨法操作簡單，成本低，且產(chǎn)量高.隨著人們的不斷研究和改進，該方法已經(jīng)獲得較高的符合生產(chǎn)和實驗需求的高質量石墨烯，因此被認為是生產(chǎn)石墨烯最有效也是被廣泛使用的方法.

2 石墨烯與無機材料的復合

石墨烯因其獨特的物理和化學性質，成為近年來倍受關注和重視的材料.為了擴展石墨烯的應用范圍，最大可能地發(fā)揮石墨烯的應用價值，人們想到了石墨烯與其他材料的復合.

石墨烯復合材料的制備方法可分為兩種：一種是先復合再還原，即先將氧化石墨烯與其他材料復合，再用還原劑將所得復合材料還原制得；另外一種是直接復合，即將石墨烯或改性的石墨烯與其他材料復合.

2.1 石墨烯與金屬復合

2.1.1 石墨烯與Pt、Pd等的復合

Qiu 等［52］采用硼氫化鈉作為還原劑，成功地將Pt 納米粒子裝配在PDDA（聚二烯丙基二甲基胺鹽酸鹽）修飾的石墨烯上，合成了Pt/GR 納米復合材料.Pt納米粒子的尺寸平均約為4.6 nm且均勻地分布在石墨烯表面.進一步的電化學研究表明，Pt/GR復合材料的電化學活性表面積為141.6 m2/g，對甲醇的氧化和還原反應表現(xiàn)出很好的電催化活性.該實驗方法在合成高性能的燃料電池催化劑、氣相催化劑和傳感器等方面有很大的應用前景.

溫祝亮等［53］采用Hummers法制備了氧化石墨，然后以NaBH4為還原劑，一步還原制得Pd/GR催化劑，并對其電催化氧化乙醇的性能與傳統(tǒng) Pd/VulcanXC-72進行對比，結果顯示，Pd/GR催化劑在堿性介質中的催化效果明顯高于Pd/VulcanXC-72.胡忠良等［54］通過Hummers法制備氧化石墨，以Pd（en）2Cl2作為Pd的前驅體與氧化石墨進行復合，然后用NaBH4進行還原制得Pd/GR復合材料.

何衛(wèi)等［55］通過改進的Hummers法制備氧化石墨，然后超聲得氧化石墨烯，再用乙二醇還原PdCl2和氧化石墨烯制得Pd/RGO（還原氧化石墨烯負載Pd）催化劑，并進行了甲酸的電催化氧化測試，結果表明：由于RGO 上殘留的含氧基團降低了Pd催化劑中毒的程度，因而Pd/RGO 催化劑有更好的穩(wěn)定性和催化活性.

2.1.2 石墨烯與Au的復合

Ryan等［56］將AuCl4-加入到用ODA（十八胺）修飾的氧化石墨的四氫呋喃（THF）溶液中，再以NaBH4還原，制得Au/GR復合材料.實驗顯示，改性的石墨烯的濃度越大，金納米粒子越小.

Li等［57］提出了使用Au/GR納米復合膜改性碳電極來選擇性檢測多巴胺，結果顯示：與裸露的和石墨烯修飾電極相比，Au/GR納米復合材料修飾電極不僅顯著提高了多巴胺和抗壞血酸之間的電位差，也使電流提高了.所構造的多巴胺傳感器顯示出寬的線性范圍（5～1 000 μM）和較低的檢出限（1.86 μM）.Au/GR納米復合材料的制備為培養(yǎng)良好的電化學傳感器提供了一個很有前途的平臺.

Yin等［58］提出了一種新的簡單且“干凈”的方法，在不需要其他保護劑和還原劑的情況下，使Au和其他金屬等原子簇生長在還原氧化石墨烯（RGO）表面.RGO對金屬離子的強吸附和還原能力，為金的生長提供了最初的生長中心并且阻礙了金離子的團簇現(xiàn)象發(fā)生.制備的Au/RGO復合物具有很強的氧化還原反應活性.

Zhou等［59］在室溫下，采用一種簡單可控的方法合成了石墨烯/金屬納米化合物.首先，將一定尺寸和形態(tài)的金屬納米粒子負載在氧化石墨烯上（GO），然后用硼氫化鈉進行還原，得到石墨烯/金屬納米化合物.該方法已被證明能夠成功地大量制備石墨烯/金屬納米材料，在實際應用中開辟了一種在溫和條件下大規(guī)模制備石墨烯/金屬或石墨烯/金屬氧化物的新方法.

Cheng等［60］采用原位還原法，以PEI（聚醚酰亞胺）作為還原劑和保護劑，制備的石墨烯/金復合物具有高的正電荷，更易于吸附負電荷的siRNA.由于氨基酸的存在，在正常的生理環(huán)境中，PEI 修飾的Au/GR復合物可進一步被methoxyl-PEG（甲氧基-聚乙二醇）修飾，得到的復合物記做PPGA.PPGA在近紅外激光照射下有強的光熱反應，這表明PPGA可以作為一種有效的光熱光譜分析劑.

Fan等［61］先通過TiO2與GR的復合，然后用NaBH4還原HAuCl4使Au粒子沉積在TiO2/GR表面，制備出Au-TiO2/ GR 作為電化學感應器.實驗證明，Au-TiO2/ GR 修飾的玻璃碳電極在線性范圍10～200 μM和10～240 μM對H2O2和NADH呈現(xiàn)出很好的測量電流，且檢出限分別為0.7 μM和0.2 μM.

2.1.3 石墨烯與Ag的復合

Shen等［62］通過原位化學合成方法，先制備氧化石墨，然后使用NaBH4一步合成石墨烯納米銀復合材料，并發(fā)現(xiàn)其仍具有自由納米銀離子的抗菌活性，因此可作為石墨烯生物材料.Xu［63］等通過銀鏡反應制備出石墨烯/銀納米粒子薄膜，其具有很高的反射率，銀粒子的加入可使石墨烯的拉曼信號變強，變強的程度可以通過改變石墨烯表面Ag的量來控制.Li等［64］通過一個簡單的熱還原過程合成了Ag/GR納米材料，并研究銀納米粒子與石墨烯之間的相互作用以及石墨烯表面上納米銀的等離子共軛性質.Pasricha等［65］采用液態(tài)氧化還原法，用肼做還原劑兩步制備了Ag/GR納米薄片.制得的復合材料既減少了缺陷又保留了石墨烯的sp2雜化的網(wǎng)狀結構.

Gao 等［66］使用DMAc（二甲基乙酰胺）作輔助劑，配制一定濃度的AgNO3與GO 的混合液，然后通過150 ℃的高溫熱還原，制備出了銀納米粒子以球形均勻分布，大小在16～20 nm的Ag/GR復合材料.在沒有添加穩(wěn)定劑的情況下，Ag的特征吸收峰位置不變，但卻發(fā)生了紅移和變寬.為解釋這一現(xiàn)象，Gao等認為，Ag納米粒子表面可能吸附了GO上的官能團產(chǎn)生CO，從而抑制了Ag在GO表面上的大尺寸生長；完全去除了GO上的官能團之后，CO不再產(chǎn)生，Ag納米粒子開始逐漸生長并聚合.此外，用少量的DMAc或更多的硝酸銀會導致納米銀各向異性生長和成雙成對的結構形式.

2.2 石墨烯與金屬化合物的復合

2.2.1 石墨烯與TiO2復合

Zhang等［67］制備了TiO2/GR層-層復合結構，并通過控制層數(shù)、厚度和GR與 TiO2之間的質量比來提高TiO2/GR催化劑的光催化活性.從TiO2/GR的橫截面掃描電鏡圖片可看出明顯的層-層微觀結構，單層的石墨烯或TiO2的厚度約為50 nm，總厚度約為5 μm.拉曼光譜顯示，在紫外光的照射下，復合物的結構發(fā)生了重大的變化.一層一層的TiO2/GR催化光降解甲基藍的催化活性高于純的TiO2層.

Shi等［68］采用一種高效環(huán)保的水熱法制備TiO2/GR復合物.首先使用右旋糖酐作為還原劑還原氧化石墨烯得到石墨烯，然后通過氫鍵和范德華作用力將TiO2納米粒子負載到右旋糖酐修飾的還原氧化石墨烯上.光降解和電化學測量結果表明，TiO2/GR具有很好的光催化活性.Williams等［69］以紫外線照射氧化石墨烯二氧化鈦懸浮液，在照射過程中氧化石墨烯接收電子發(fā)生還原并與二氧化鈦發(fā)生復合.這是一個新的紫外線輔助技術，為制備石墨烯/半導體光復合材料提供了新的方法.

李宣東等［70］采用水熱一步法制備了TiO2/GR 復合物，并研究了不同質量比的TiO2/GR 復合物和TiO2對甲基橙的光催化降解性能.結果表明：TiO2/GR 的催化效果比TiO2好，質量比為1:0.005 的TiO2/GR催化劑在2 h內(nèi)的降解率高達74.79%.

Byeon等［71］采用氣相自組裝法將RGO納米片與高度有序的TiO2組裝在一起，組成的混合材料在氫氣生產(chǎn)和降解燃料方面均顯示出強的光催化性能.這個氣相自組裝法也適用于ZnO，Au，Ag等粒子與石墨烯的組合，并能提高它們的光催化活性.

Shin等［72］將GO溶膠溶液與TiO2（P25）溶液混合，超聲1.5 h，然后室溫下攪拌12 h，得到混合均勻的溶液，過濾，真空干燥得到TiO2/GO復合物.

Hu［73］以氧化石墨烯作為基質負載鈦，催化丙烯環(huán)氧化.通過DFT（離散傅里葉變換）探測，發(fā)現(xiàn)鈦趨向于與多個羥基配合取代氫原子，在氧化石墨烯底面形成穩(wěn)定的三腳架結構.在反應過程中，Ti與外界的兩個羥基鍵合，形成一個關鍵的中間體，在這個中間體上H2O2被激活產(chǎn)生的過氧會攻擊丙烯產(chǎn)生另外一種化合物，并最終完成丙烯的環(huán)氧化.

2.2.2 石墨烯與鐵化合物復合

Su等［74］采用溫和的水熱法制備了Fe3O4/GR納米復合材料，在氧化石墨還原的過程中伴隨著Fe3O4納米粒子的生成.結果顯示：生成的Fe3O4納米粒子直徑最小為7 nm，且均勻地分布在石墨烯片上，沒有發(fā)生聚集.Fe3O4/GR納米復合材料表現(xiàn)出超順磁的特點，將在生物納米技術和靶向藥物運輸?shù)确矫嬗袧撛诘膽?

Meng等［75］采用Hummers法制備了氧化石墨，然后以FeCl3·6H2O為鐵源，通過水熱法合成了α-Fe2O3/RGO 復合催化劑.α-Fe2O3與RGO 復合后大大增強了光催化氧化水的性能.電化學測量結果表明，α-Fe2O3與RGO復合大大增加了光電流的產(chǎn)生，減少了電荷復合率.這項工作為石墨烯能夠提高光催化性能的機理提供了新的見解，并且已經(jīng)在半導體材料和石墨烯異質結構光催化劑的設計方面產(chǎn)生了很大的影響.

Pradhan等［76］采用水熱模板法制備了α-Fe2O3/RGO復合材料，目的在于提高α-Fe2O3納米棒的光催化效率.表征結果顯示：α-Fe2O3納米棒很好地修飾在石墨烯片的表面，這有助于電子在α-Fe2O3和石墨烯之間的轉移，從而提高了光催化活性.質量分數(shù)為5%的α-Fe2O3/RGO 催化劑顯示4 倍于α-Fe2O3的催化效果.

Xiao 等［77］通過一鍋水熱法，以鱗片石墨和FeCl3·6H2O 為原料，將一定濃度的FeCl3溶液緩慢加入到GO溶液中室溫下攪拌5 h，過濾、洗滌，所得產(chǎn)物在180 ℃下熱處理12 h，最終合成了Fe2O3/石墨烯氣凝膠（GA），在合成的過程中Fe2O3/GA復合材料自組裝成三維網(wǎng)絡結構，且Fe2O3粒子均勻地分布在石墨烯薄片上.這是一種簡單綠色的可以大規(guī)模生產(chǎn)Fe2O3/GA復合材料的方法，且不需要任何額外的還原劑.

2.2.3 石墨烯與鋅化合物的復合

Williams等［78］采用與制備TiO2/GR類似的方法合成了ZnO/RGO.

Yang等［79］通過熱處理的方法，使用氧化石墨烯作為石墨烯的前驅體，Zn（NH3）4CO3作為氧化鋅的前驅體，通過聚乙烯吡咯烷酮將鋅與碳材料結合在一起，合成了功能化石墨烯/氧化鋅納米復合材料（FGS/ZnO）.復合物通過熱重分析，XRD，F(xiàn)TIR，TEM，SEM進行表征，結果表明，氧化鋅納米顆粒均勻地分布在功能化石墨烯表面.FGS/ZnO在光降解羅丹明試驗中表現(xiàn)出很好的光催化活性.

Zhou等［80］采用水熱法，以六水合硝酸鋅、GO為原料，在pH=11的堿性氨水溶液中制備ZnO/RGO復合物，并研究了其光催化亞甲基藍的性能.六水合硝酸鋅的質量比對ZnO在RGO上的形貌有很大的影響，比如會生成ZnO 納米粒或納米棒.實驗證明，RGO 能夠有效地將電子轉移到鍵合在ZnO/RGO 上的亞甲基藍.ZnO/RGO催化劑呈現(xiàn)出很高的光催化性能和很好的重現(xiàn)性.

Zhang等［81］采用一種簡單的兩步法合成了ZnS/RGO光催化劑.ZnS/RGO在醇類的氧化和烯烴的環(huán)氧化反應過程中表現(xiàn)出很好的光敏性.通過對其光敏結構的分析，首次提出一種新的光催化反應機制：在催化過程中，RGO是作為一種像有機染料一樣的大分子光敏劑，而不是電子儲藏室.這種新的反應機制概念為太陽能轉換應用中石墨烯基光催化劑的設計提供了一種新的思路.

Bai等［82］通過在水溶液中還原氧化石墨烯和ZnWO4的方法，合成了ZnWO4/GR復合催化劑，并分別研究了在紫外光和可見光照射下亞甲基藍的催化降解性能，結果顯示，ZnWO4/GR 復合催化劑具有很高的光催化性能.石墨烯的質量分數(shù)為0.2%的ZnWO4/GR復合催化劑在可見光照射下的催化效果約是純Zn?WO4催化效果的7.1倍，在紫外光照射下約是純ZnWO4催化效果的2.3倍.

2.2.4 石墨烯與其他金屬化合物復合

Ying等［83］采用水熱法合成了一種新型的Bi2WO6-RGO 復合材料，實驗證明，其在可見光照射下催化降解有機染料污染物的光催化性能有顯著的提高，且復合物中RGO的質量比為1%時催化效果最佳.

Sun 等［84］通過一步水熱合成法制備了RGO/Bi2WO6量子納米復合材料，Bi2WO6量子點的尺寸大小在3～5 nm左右且均勻地分布在石墨烯表面.在復合物中RGO不僅充當Bi2WO6的基體和穩(wěn)定劑，也在很大程度上提高了復合物中的電荷分離，使RGO/Bi2WO6復合材料中電子的壽命比純的Bi2WO6提高了8倍，因此在模擬日光照射下Bi2WO6的光電轉化和環(huán)境凈化性能大大增強.這項工作不僅提供了一種一步法生產(chǎn)石墨烯-多量子點金屬氧化物復合物的方法，也是有效地制備環(huán)境凈化和光電功能材料的方法.

沈辰飛等［85］采用水熱法制備了RuO2/GR納米復合材料，表征結果顯示，RuO2納米粒子的直徑平均約為3 nm，均勻地分布在GR片上.電化學測試結果顯示，電流密度 為1 A·g-1時，RuO2/GR樣品在1 mol·L-1的H2SO4溶液中電容比為219.7 F·g-1.

五氧化二釩因其穩(wěn)定的晶體結構和高的反應電流活性在能源儲存應用方面?zhèn)涫荜P注，但是由于較低的電導率和較小的鋰離子擴散系數(shù)使其在實際應用中受到限制.為了克服這些限制，Li等［86］以石墨粉和VOTP（三丙醇氧化釩）為原料，通過溶劑熱處理和退火的方法合成了V2O5/RGO納米復合材料，該方法成本低、無環(huán)境污染且使用無毒的還原劑.復合物中V2O5以棒狀均勻分布在RGO表面，與純的微球體V2O5材料相比，V2O5/RGO 具有較高的比電容和電流密度以及更好的能量密度和穩(wěn)定性，這些性能要歸根于RGO的協(xié)同效應和V2O5的棒狀形態(tài).

3 結語和展望

石墨烯的發(fā)現(xiàn)為21 世紀的科學研究提供了一個新的方向.石墨烯復合材料在電化學、催化劑的合成、生物等方面都得到了很大的發(fā)展與應用.本文主要綜述了國內(nèi)外有關石墨烯的合成方法以及石墨烯和金屬及金屬化合物的復合方法.關于石墨烯的制備還存在一些不足，主要有：（1）物理方法制備石墨烯，操作復雜，時間長，難以大規(guī)模生產(chǎn).（2）化學方法制備石墨烯，產(chǎn)物質量不高，制得的石墨烯存在缺陷.氧化還原法制備石墨烯過程較簡單，且時間短，能夠實現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)，因此被廣泛接受，但是氧化還原法制備過程中石墨烯的結構易受到破壞，還原劑易對環(huán)境造成污染，因此還存在很大的發(fā)展空間，需要深入的研究與發(fā)展.石墨烯的高質量、低成本與批量生產(chǎn)將會是未來研究的方向.

近年來，石墨烯基復合材料受到大家的密切關注，也取得了一定的進展.為了充分發(fā)揮石墨烯獨特的性能和結構特點，還需要在以下幾方面進行進一步的探究與探索：（1）提高和改進實驗方法，能夠簡單快速有效地合成石墨烯納米復合材料.（2）增加與石墨烯復合的納米粒子的種類，使石墨烯復合材料得到更廣泛的應用.（3）控制納米粒子在石墨烯表面生長的尺寸與形態(tài).控制納米粒子的規(guī)模、分散和形狀將成為石墨烯復合材料的應用與發(fā)展中的一門新技術.

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