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。石墨烯復合材料可用于注射和擠出成型制件，作為粒子材料應用于礦用管、給水管及汽車電器配件等領域。貴州石墨烯復合材料銅

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。。貴州石墨烯復合材料銅氧化石墨烯易于剝離成穩定的氧化石墨烯分散液，易于成膜。

還原石墨烯以及改性的石墨烯已經被用在藥物載體、活細胞成像、生物分子檢測等生物領域[50]。相比于碳納米管，石墨烯基材料在生物領域的應用有著明顯的優勢。首先，它不含金屬催化劑等雜質，因此不會對細胞產生生物應激。其次，改性的石墨烯的分散不需要表面活性劑而且具有更好的水溶性。再次，石墨烯極高的比表面積能使載藥量**提高。改性石墨烯同樣也被用在一些生物器件上，檢測生物細胞以及生物分子。它能作為界面對單個細菌進行識別，也能作為無標記，可逆DNA檢測器，或是作為一種極性特定的分子晶體吸附蛋白質/DNA[123]。

CNTs和石墨烯具有獨特的結構，用作NR復合材料的增強填料可以賦予橡膠制品**度、高耐磨、導電和導熱等性能，拓寬橡膠材料的應用范圍。碳納米材料/NR復合材料的開發及應用發展潛力大，是功能性橡膠材料的一個重要發展方向。目前，我國CNTs和石墨烯工業產品的成本較高，其與NR復合材料的研究大多還處于試驗研究階段。隨著CNTs和石墨烯在聚合物基體中的分散技術和作用機理研究的進一步深入以及市場規模化，CNTs和石墨烯在NR領域的大規模應用將得到快速發展，**推動我國NR復合材料的發展，提升我國橡膠工業的競爭力。氧化石墨烯分散液含有豐富的羥基、羧基和環氧基等含氧官能團。

    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。 氧化石墨烯分散液為棕黑色溶液。貴州石墨烯復合材料銅

氧化石墨易于接枝改性，可與復合材料進行原位復合。貴州石墨烯復合材料銅

許多對聚合物/碳納米管納米復合材料的研究目的在于開發和利用碳納米管出色的力學性能，同時對聚合物基體引入一些新的性能，比如導電性、導熱性等。但是，盡管許多工作集中在聚合物/碳納米管納米復合材料的研究上，許多問題仍然存在。相比于碳納米管，制備基于石墨烯的結構和功能體系更加可行，這是因為石墨烯具有更大的比表面積，更強的界面結合力，以及同樣出色的物理性能。完美石墨烯的楊氏模量和斷裂強度高達1TPa和130GPa[41]，而制備復合材料**常用的改性及還原石墨烯的楊氏模量也可達到250GPa[57,58]，高出一般的聚合物2~3個數量級，因此，在聚合物中加入改性或還原石墨烯同樣能有效地增強聚合物的力學性能。貴州石墨烯復合材料銅