石墨烯复合材料的研究及其应用
基于石墨烯的复合材料的制备及其在储能器件中的应用研究共3篇
基于石墨烯的复合材料的制备及其在储能器件中的应用研究共3篇基于石墨烯的复合材料的制备及其在储能器件中的应用研究1基于石墨烯的复合材料的制备及其在储能器件中的应用研究随着人们对能源需求的增加和全球环境问题的日益加剧，储能技术逐渐成为了热门的研究领域。
其中，基于石墨烯的复合材料的制备及其在储能器件中的应用受到了广泛关注。
石墨烯是一种薄而坚硬的材料，它由单层碳原子组成。
石墨烯的特殊结构和优异性能使其在材料组合中展现出了无限的应用前景。
最近的研究表明，将石墨烯与其他材料结合起来可以显著提高其储能性能。
因此，制备基于石墨烯的复合材料已成为研究的重点。
基于石墨烯的复合材料的制备通常采用化学氧化法、还原法、溶剂剥离法等方法。
其中，化学氧化法是最常见的制备方法之一。
通过将石墨烯与某些化合物反应来实现对石墨烯的氧化，进而产生氧化石墨烯（GO）。
随后，将氧化石墨烯还原成石墨烯（rGO）并与其他材料组合制备成多层石墨烯复合材料。
在储能器件的应用中，基于石墨烯的复合材料已经被证明是一种具有潜力的电极材料。
石墨烯具有良好的导电性和纳米级的厚度，使得它可以高效的将电子导入储能器件中。
同时，它的高比表面积和良好的可调性也使得基于石墨烯的复合材料在储能器件中具有良好的性能。
例如，将石墨烯与氧化钴结合可以制备出具有良好电容性能的电极材料。
相比于传统的电极材料，基于石墨烯的复合材料能够实现更高的能量密度和更长的使用寿命。
此外，将石墨烯与其他材料复合还可以拓宽其应用范围。
例如，基于石墨烯的锂离子电池和钠离子电池电极材料也正在被研究和开发。
此外，基于石墨烯的复合材料在太阳能电池中也展示了良好的性能。
总之，基于石墨烯的复合材料的制备及其在储能器件中的应用是一个具有前途的研究领域。
未来的研究将致力于进一步优化复合材料的结构和性能，并深入挖掘其应用潜力基于石墨烯的复合材料在储能器件中具有良好的性能，拥有更高的能量密度和更长的使用寿命。
其制备方法多样且成熟，同时，将石墨烯与其他材料复合使其应用范围更加广泛。
石墨烯复合材料的研究及其应用
石墨烯复合材料的研究及其应用任成，王小军，李永祥，王建龙，曹端林摘要：石墨烯因其独特的结构和性能，成为物理化学和材料学界的研究热点。
本文综述了石墨烯复合材料的结构和分类，主要包括石墨烯-纳米粒子复合材料、石墨烯-聚合物复合材料和石墨烯-碳基材料复合材料。
并简述石墨烯复合材料在催化领域、电化学领域、生物医药领域和含能材料领域的应用。
关键词：石墨烯；复合材料；纳米粒子；含能材料Research and Application of Graphene compositesABSTRACT: Graphene has recently attracted much interest in physics,chemistry and material field due to its unique structure and properties. This paper reviews the structure and classification of graphene composites, mainly inclouding graphene-nanoparticles composites, graphene-polymer composites and graphene-carbonmaterials composites. And resume the application of graphene composites in the field of catalysis, electrochemistry, biological medicine and energetic materials.Keywords: graphene; composites; nanoparticles; energetic materials石墨烯自2004年曼彻斯特大学Geim[1-3]等成功制备出以来，因其独特的结构和性能，颇受物理化学和材料学界的重视。
石墨烯复合材料在下游市场的应用
石墨烯复合材料在下游市场的应用石墨烯是一种由碳原子构成的二维晶体结构材料，具有极高的导电性、热导率、强度和韧性。
由于石墨烯的独特物性，石墨烯复合材料被广泛应用于各种领域的下游市场。
本文将从电子行业、能源行业、材料行业和医疗行业的角度，详细介绍石墨烯复合材料在下游市场的应用。
1. 电子行业石墨烯复合材料在电子行业具有广泛的应用前景。
首先，由于石墨烯的高导电性和透明性，可以应用于柔性电子设备领域，如可弯曲屏幕和可穿戴设备。
其次，石墨烯复合材料还可以应用于电子散热材料，提高电子器件的散热效果。
此外，石墨烯复合材料还可以制备电子纳米器件，如石墨烯晶体管和石墨烯电阻器，以提高电子器件的性能和稳定性。
2. 能源行业石墨烯复合材料在能源行业有着广泛的应用前景。
首先，石墨烯复合材料可以应用于太阳能电池领域，提高太阳能电池的转换效率。
其次，石墨烯复合材料可以应用于锂离子电池和超级电容器领域，提高能量存储密度和充电速度。
此外，石墨烯复合材料还可以应用于燃料电池和储氢材料领域，提高能源转换效率和储氢容量。
3. 材料行业石墨烯复合材料在材料行业有着广泛的应用前景。
首先，石墨烯复合材料可以应用于金属材料的强化和耐磨领域，提高金属材料的强度和硬度。
其次，石墨烯复合材料可以应用于聚合物材料的增强和阻燃领域，提高聚合物材料的力学性能和耐火性能。
此外，石墨烯复合材料还可以应用于陶瓷材料的增韧和耐腐蚀领域，提高陶瓷材料的韧性和耐腐蚀性。
4. 医疗行业石墨烯复合材料在医疗行业有着广泛的应用前景。
首先，石墨烯复合材料可以应用于生物传感器领域，用于检测生物分子和药物。
其次，石墨烯复合材料可以应用于组织工程和再生医学领域，用于修复和替代人体组织。
此外，石墨烯复合材料还可以应用于医疗器械和药物传递领域，用于改善医疗器械的性能和药物的传递效果。
总之，石墨烯复合材料在电子行业、能源行业、材料行业和医疗行业具有广泛的应用前景。
随着石墨烯复合材料制备技术的不断发展和成熟，相信石墨烯复合材料将在未来的下游市场中发挥重要的作用，推动相关行业的创新和发展。
石墨烯复合材料应用研究进展
石墨烯复合材料应用研究进展一、本文概述石墨烯，一种由单层碳原子紧密排列形成的二维晶体材料，自2004年被科学家首次成功分离以来，便以其独特的物理、化学和电子性能，引发了全球范围内的研究热潮。
石墨烯具有出色的电导性、热导性、力学性能和化学稳定性，因此在诸多领域具有广阔的应用前景。
随着科技的进步，石墨烯已不再是单一使用的材料，而是逐渐与其他材料复合，形成石墨烯复合材料，以进一步拓展其应用范围和提升性能。
本文旨在对石墨烯复合材料的应用研究进展进行系统的梳理和总结。
我们将首先概述石墨烯及其复合材料的基本性质，然后分析石墨烯复合材料在能源、环境、生物医学、电子信息等领域的最新研究进展，探讨其实际应用中所面临的挑战和解决方案。
通过本文的阐述，我们期望能够为读者提供一个全面而深入的了解石墨烯复合材料应用研究的平台，为未来的科研工作和产业发展提供有益的参考。
二、石墨烯复合材料的制备方法石墨烯复合材料因其独特的物理化学性质，在能源、环境、生物医学等领域展现出广阔的应用前景。
而制备方法的选择和优化对于实现石墨烯复合材料的优良性能和应用潜力至关重要。
目前，石墨烯复合材料的制备方法主要包括溶液混合法、原位生长法、熔融共混法以及气相沉积法等。
溶液混合法是最常见且简单的制备石墨烯复合材料的方法之一。
通过将石墨烯粉末或溶液与基体材料溶液混合，再利用超声、搅拌等手段使其均匀分散，最后通过干燥、热处理等步骤得到复合材料。
这种方法操作简单，但需要注意的是石墨烯在溶液中的分散性和稳定性。
原位生长法是通过在基体材料表面或内部直接生长石墨烯纳米片的方法。
通常利用化学气相沉积（CVD）或热解等方法，在基体材料表面引入碳源，在高温条件下使其分解并生成石墨烯。
这种方法制备的石墨烯与基体材料结合紧密，但制备过程相对复杂，成本较高。
熔融共混法是将石墨烯与熔融状态的基体材料混合，通过剪切力使石墨烯均匀分散在基体材料中。
这种方法适用于高温熔融的聚合物基体材料，制备得到的石墨烯复合材料具有较好的机械性能和热稳定性。
石墨烯纳米复合材料的微观结构与性能研究
石墨烯纳米复合材料的微观结构与性能研究摘要：近年来，石墨烯作为一种新颖的碳基材料，其独特的结构和优异的性能引起了广泛关注。
石墨烯纳米复合材料，是将石墨烯与其他纳米材料相结合的复合材料，可以在综合性能上进一步提升。
本文主要探讨了石墨烯纳米复合材料的微观结构与性能之间的关系，并介绍了目前在此领域进行的研究。
1. 引言石墨烯是一种由碳原子单层构成的二维材料，具有高导电性、高热导性和高机械强度等优秀特性。
然而，石墨烯的应用受限于其脆性和难处理性。
为了克服石墨烯的这些缺点，研究者开始将其与其他纳米材料相结合，形成石墨烯纳米复合材料。
这些复合材料不仅可以发挥石墨烯本身的特性，还可以利用其他纳米材料的功能增强其综合性能。
2. 石墨烯纳米复合材料的微观结构研究石墨烯纳米复合材料的微观结构是其性能的基础。
一种常用的制备方法是通过化学还原石墨烯氧化物，将其还原成石墨烯，并与其他纳米材料进行混合。
这种方法可以有效地将石墨烯和其他纳米材料紧密地结合在一起。
此外，还可以利用层状材料（如石墨烯和二硫化钼）之间的范德华相互作用力实现石墨烯的层间叠加。
这种方法可以灵活地控制石墨烯的层数和纳米材料之间的相互作用，从而实现对石墨烯纳米复合材料微观结构的调控。
3. 石墨烯纳米复合材料的性能研究石墨烯纳米复合材料的性能主要取决于其微观结构和组成。
一方面，石墨烯在复合材料中可以作为导电层或衬底，提供高导电性和高热导性，从而改善复合材料的导电性能和导热性能。
另一方面，其他纳米材料的添加可以增强复合材料的力学性能和化学稳定性。
例如，将石墨烯与高分子材料相结合可以提高复合材料的柔韧性和可塑性。
同时，与金属纳米颗粒的结合可以提高复合材料的抗氧化性能。
此外，石墨烯纳米复合材料还具有其他特殊的性能。
例如，通过控制石墨烯的层数和添加纳米颗粒的种类和浓度，可以实现对复合材料的光学性能的调控。
石墨烯纳米复合材料还具有优异的吸附性能和催化性能。
这些特殊的性能使得石墨烯纳米复合材料在能源存储、传感器、催化剂和电子器件等领域具有广阔的应用前景。
石墨烯及其复合材料的制备与应用
石墨烯及其复合材料的制备与应用石墨烯是一种由碳原子构成的单层二维晶体，具有独特的物理和化学性质。
自它的发现以来，人们对石墨烯的制备与应用进行了广泛的研究。
本文将介绍一些石墨烯的制备方法，以及石墨烯与其他材料的复合，以及它们的应用。
石墨烯的制备方法有多种，其中最常用的是机械剥离法和化学气相沉积法。
机械剥离法是通过用胶带剥离石墨矿石表面的石墨层来得到石墨烯。
这种方法简单易行，但只能制备少量的石墨烯。
化学气相沉积法则是将碳源气体（如甲烷）在金属基底上热解，生成石墨烯。
这种方法可以制备大面积的石墨烯，但需要高温和特殊的实验条件。
石墨烯与其他材料的复合可以改善其性能，并拓宽其应用范围。
例如，石墨烯与聚合物的复合材料具有优异的导电性和机械性能。
这种复合材料可用于制备柔性显示器和电子设备。
此外，石墨烯与金属氧化物的复合材料具有良好的催化性能，可用于电催化和能源转换。
石墨烯与纳米粒子的复合材料还具有优异的光学性能，可用于光学传感和光催化。
除了复合材料，石墨烯还有许多其他的应用。
例如，石墨烯在电子器件中的应用已经引起了广泛的关注。
由于石墨烯具有极高的电子迁移率和较低的电阻率，使得它成为理想的导电材料。
石墨烯晶体管已被用于制备高性能的智能手机和电子设备。
此外，石墨烯还可以用于制备超级电容器和锂离子电池，以提高储能性能。
石墨烯还可以用于制备高强度的复合材料，用于航空航天和汽车工业。
然而，石墨烯的大规模制备和应用仍然面临一些挑战。
一方面，石墨烯的制备成本较高，制备方法仍需要进一步改进。
另一方面，石墨烯在生物医学领域的应用还需要深入研究。
尽管石墨烯具有许多独特的性质，但其在生物体内的生物相容性和毒性仍然存在争议。
综上所述，石墨烯及其复合材料具有巨大的应用潜力。
石墨烯的制备方法日趋成熟，可以制备大面积和高质量的石墨烯。
与其他材料的复合可以改善石墨烯的性能，拓宽其应用范围。
石墨烯在电子器件、能源储存和复合材料等领域具有广阔的应用前景。
石墨烯复合材料的合成与应用
石墨烯复合材料的合成与应用
石墨烯是一个由碳原子形成的二维晶体结构，其独特的结构和性质赋予了它在材料科学领域中极高的潜力。
石墨烯的电子运动速度非常快，热传导和机械强度也非常强，使得它可以应用于许多不同的领域。
然而，由于石墨烯本身非常薄，并且很难大规模生产，因此将石墨烯与其他材料复合以获得更好的物理特性是一种实现其实用化的有效方法。
在石墨烯复合材料中，石墨烯通常被包裹在其他材料的基质中，以防止其在处理过程中的损失。
一些石墨烯复合材料的例子包括石墨烯复合纳米颗粒，石墨烯微片/树脂复合材料和石墨烯聚合物复合材料。
合成石墨烯复合材料的方法通常包括物理、化学和机械方法。
其中，化学还原法是一种较为常见的方法，它使用还原剂将石墨烯氧化物转化为石墨烯，并在此过程中与其他材料进行混合。
石墨烯复合材料在许多领域中都有应用。
例如，在电子学领域，石墨烯复合材料可以帮助改进锂离子电池和太阳能电池的性能。
在机械领域，石墨烯聚合物复合材料可以用于生产更耐用和轻便的汽车部件。
在生物领域，石墨烯复合材料可以用于制备生物传感器和药物输送系统。
目前，虽然石墨烯复合材料已经得到了广泛的研究，但在其实际应用方面仍面临一些挑战。
例如，石墨烯的大规模生产和处理仍然面临许多困难。
同时，石墨烯与其他材料的复合过程也需要更多的研究和改进。
总的来说，石墨烯复合材料具有巨大的潜力，因为它们可以在许多不同的领域中提供独特的性能。
我们相信，随着技术的进步和更多的研究，石墨烯复合材料将会在未来的科技创新中发挥越来越重要的作用。
石墨烯基复合材料的制备与性能研究
石墨烯基复合材料的制备与性能研究石墨烯是一种单层碳原子排列成的二维晶体，具有极高的强度、导电性和导热性。
在过去的几年里，石墨烯在材料科学领域引起了广泛的关注。
为了进一步发展石墨烯的应用，研究人员开始将石墨烯与其他材料相结合，形成石墨烯基复合材料。
这些复合材料具有优异的性能和多样化的应用前景。
本文将探讨石墨烯基复合材料的制备方法以及其性能研究。
一、石墨烯基复合材料的制备方法1. 化学气相沉积法（CVD）化学气相沉积法是一种常用的制备大面积石墨烯的方法。
该方法通过在金属衬底上加热挥发的碳源，使其在高温下与金属表面反应生成石墨烯。
石墨烯的生长在具有合适结晶特性的金属表面上进行，如铜、镍等。
CVD法制备的石墨烯可以获得高质量、大尺寸的单层石墨烯。
2. 液相剥离法液相剥离法是一种以石墨为原料制备石墨烯的方法。
通过在石墨表面涂覆一层粘性聚合物，然后利用粘性聚合物与石墨之间的相互作用力，将石墨从衬底上剥离，最终得到石墨烯。
这种方法能够制备出大面积的石墨烯，并且使用简便、成本较低。
3. 氧化石墨烯还原法氧化石墨烯还原法是一种制备石墨烯的简单方法。
首先将石墨烯氧化生成氧化石墨烯，然后通过还原处理，还原为石墨烯。
该方法可以在实验室条件下进行，操作简单方便。
然而，由于氧化石墨烯的导电性较差，所得石墨烯的质量较低。
二、石墨烯基复合材料的性能研究1. 机械性能石墨烯具有出色的机械性能，其强度和刚度超过大多数材料。
石墨烯基复合材料的机械性能主要取决于基体材料和石墨烯的界面相互作用。
研究表明，合适添加石墨烯可以显著提升材料的强度和硬度。
2. 电学性能石墨烯具有优异的电学性能，可以用作电极材料、导电填料等。
石墨烯基复合材料在导电性能方面表现出色，可以用于制备柔性电子器件、传感器等。
3. 热学性能由于石墨烯的热导率高达3000-5000 W/(m·K)，石墨烯基复合材料在热学性能方面具有巨大的潜力。
石墨烯能够显著提高基体材料的热导率，因此可以应用于散热材料、热界面材料等领域。
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石墨烯复合材料的研究及其应用任成，王小军，李永祥，王建龙，曹端林摘要：石墨烯因其独特的结构和性能，成为物理化学和材料学界的研究热点。
本文综述了石墨烯复合材料的结构和分类，主要包括石墨烯-纳米粒子复合材料、石墨烯-聚合物复合材料和石墨烯-碳基材料复合材料。
并简述石墨烯复合材料在催化领域、电化学领域、生物医药领域和含能材料领域的应用。
关键词：石墨烯；复合材料；纳米粒子；含能材料Research and Application of Graphene compositesABSTRACT: Graphene has recently attracted much interest in physics,chemistry and material field due to its unique structure and properties. This paper reviews the structure and classification of graphene composites, mainly inclouding graphene-nanoparticles composites, graphene-polymer composites and graphene-carbonmaterials composites. And resume the application of graphene composites in the field of catalysis, electrochemistry, biological medicine and energetic materials.Keywords: graphene; composites; nanoparticles; energetic materials石墨烯自2004年曼彻斯特大学Geim[1-3]等成功制备出以来，因其独特的结构和性能，颇受物理化学和材料学界的重视。
石墨烯是一种由碳原子紧密堆积构成的二维晶体，是包括富勒烯、碳纳米管、石墨在内的碳的同素异形体的基本组成单元。
石墨烯的制备方法主要有机械剥离法，晶体外延法，化学气相沉积法，插层剥离法以及采用氧化石墨烯的高温脱氧和化学还原法等[4-10]。
与碳纳米管类似，石墨烯很难作为单一原料生产某种产品，而主要是利用其突出特性与其它材料体系进行复合．从而获得具有优异性能的新型复合材料。
而氧化石墨烯由于其特殊的性质和结构，使其成为制备石墨烯和石墨烯复合材料的理想前驱体。
本文综述了石墨烯复合材料的结构、分类及其在催化领域、电化学领域、生物医药领域和含能材料领域的应用。
1. 石墨烯复合材料的结构石墨烯复合材料的结构有如图1所示的四种类型：（a）石墨烯负载的复合材料；（b）石墨烯包裹的复合材料；（c）石墨烯内嵌的复合材料；（d）基于石墨烯层状复合材料。
石墨烯负载的复合材料是在石墨烯表面引入第二组分并在其表面进行外延伸展得到的。
石墨烯包裹的复合材料是用石墨烯片将第二组分包裹得到的，可以更有效地防止第二组分的聚合。
石墨烯内嵌的复合材料是将石墨烯纳米片作为填充物充分分散在第二组分的基体相中得到的。
其中基体相可以是纳米材料，也可以是块体材料组成。
在现阶段的研究中，石墨烯内嵌的复合材料的第二组分以聚合物居多，但一些无机化合物如陶瓷材料也可以嵌入石墨烯中形成石墨烯内嵌的功能陶瓷材料。
由于石墨烯具有很大的比表面积和很高的导电率，使得这些陶瓷材料具有更好的性质和应用价值[11]。
石墨烯层状复合材料是将第二组分和石墨烯片交替堆积而成，该结构可以使石墨烯与第二组分的接触面积最大化，并有利于电子的产生、传输和分离。
图1 石墨烯基复合材料的结构示意图：(a)石墨烯负载的复合材料；(b)石墨烯包裹的复合材料；(c)石墨烯内嵌的复合材料；(d)基于石墨烯的层状复合材料.Fig.1 Schematic illustration of architectures of GN-based nanocomposites:(a)GN-supported nanocomposites；(b)GN-encapsulated nanocomposites; (c)GN-incorporated nanocomposites ；(d)GN-based multilavered.2. 石墨烯基复合材料的分类石墨烯具有诸多优异的性能，如导电导热性好、韧性好、比表面积大等等，这些性能使得石墨烯基复合材料呈现出许多优异的特性。
如以石墨烯为载体负载纳米粒子，可以提高这些粒子的催化性能、传导性能；利用石墨烯较好的韧性，将其添加到高分子中，可以提高高分子材料的机械性能和导电性能。
按第二组分的不同，可将石墨烯复合材料分为石墨烯-纳米粒子复合材料、石墨烯-聚合物复合材料和石墨烯-碳基材料复合材料，本节将进行详细讨论。
2.1 石墨烯-纳米粒子复合材料纳米粒子其独特的物理化学性质引起纳米科学工作的极大兴趣，但寻找合适的载体成为纳米粒子广泛应用的一个难题。
石墨烯与其他碳材料（碳纳米管、富勒烯等）相比，表现出优异的电学、光学等物理化学性质，以及有较低的制备成本，使得石墨烯成为了纳米粒子的潜在载体。
由于片层间范德华力的作用, 石墨烯往往存在着不可逆的团聚现象,而存在于石墨烯层间的纳米粒子正好起到分离邻近石墨烯片层、防止发生团聚的作用。
近年来，人们创造性地将石墨烯与纳米粒子复合起来，形成了一个新的研究领域。
可与石墨烯形成复合物的纳米粒子有很多，如负载金属纳米粒子(Pt，Au，Pd，Ag等)、氧化物纳米粒子(Cu2O，TiO2，SnO2等)以及硫化物纳米粒子（CdS）等。
这些不同负载粒子的石墨烯复合材料也呈现出了许多不同的性质。
Kim 等[12]成功的把粒径在2~5 nm之间的纳米银粒子分散在石墨烯/聚吡咯中，制备出了银-石墨烯/聚吡咯纳米粒子复合材料，表现出更好的电催化活性和比电容。
Chen等[13]采用溶剂热法合成石墨烯/V2O5复合材料，粒径在20~40 nm之间，V2O5纳米颗粒被包裹在二维石墨烯中，制备出的石墨烯/V2O5复合材料与V2O5纳米颗粒相比，表现出更强电化学性能。
此外，石墨烯/SnO2复合材料[14,15]、石墨烯/TiO2复合材料[16]、石墨烯/Co3O4复合材料[17]、石墨烯/MoO2复合材料[18]、石墨烯/Mn3O4复合材料[19]等石墨烯/金属氧化物复合材料相继涌现，与原金属氧化物纳米粒子相比，都具有更好的电学性能。
陶丽华等[20]采用原位合成法制备了石墨烯/CdS量子点复合材料，结果显示，CdS量子点提高了石墨烯结构的稳定和层间传导性，从而相比于石墨烯表现出更优异的电化学性能。
同时石墨烯/CdS 量子点复合材料不仅与电解液有良好的相容性, 而且还显著地提高了电池的可逆容量。
目前，石墨烯-纳米粒子复合材料的研究主要集中在一元纳米粒子的复合，关于多元纳米粒子组合的报道还非常少，有待我们进一步研究。
2.2 石墨烯-聚合物复合材料之前已经有许多关于碳基材料-聚合物复合材料的报道，特别是基于碳纳米线、碳纳米管和富勒烯-聚合物复合材料的研究，作为碳材料家族独特的一员，石墨烯同样可以作为添加材料或载体与聚合物进行复合。
石墨烯由于其独特的结构和性能，在改善聚合物的热性能、力学性能和电性能等方面具有相当大的应用价值。
Brinson等[21]对功能化石墨烯/聚合物纳米复合材料做了系统的研究，他们发现：在聚丙烯腈中加入质量分数为1%的功能化石墨烯片，玻璃化转变温度既可提高约40℃；在聚甲基丙烯酸酯中加入质量分数为0.05%的功能化石墨烯片，玻璃化转变温度即可提高近30℃。
这样一来大大提高了这2种聚合物的模量、强度及热稳定性，远远强于单层碳纳米管聚合物复合材料，大大改善了聚合物的热性能。
添加适量的石墨烯也可以使基体聚合物的力学性能得到显著地提高，克服了一般无机填料使用量大，且不能兼顾刚性、耐热性、尺寸稳定性与韧性同时提高的缺点。
Zhao等[22]通过溶液混合法制备出石墨烯/聚乙烯醇（PV A）复合材料，其石墨烯含量为1.8vol%，并研究其力学性能，结果发现：复合材料的抗拉强度提高了150%，杨氏模量提高了10倍左右。
Vadukumpully等[23]制备出石墨烯/聚氯乙烯（PVC）复合材料，结果表明：在石墨烯含量为2wt%时，复合材料的抗拉强度提高了130%，杨氏模量提高了58%，同时也改变了聚合物的玻璃化转变温度。
Zhang等[24]采用熔融共混法制备出石墨烯/聚对苯二甲酸复合材料，石墨烯的存在大幅度提高了复合材料的电导率，当石墨烯含量为3.0vol%时复合材料电导率可达到2.11S/m。
Huang等[25]采用原位聚合法制备了石墨烯/聚烯烃纳米复合材料，结果表明：石墨烯含量为1.2vol%时复合材料电导率为3.92S/m，而石墨烯含量为10.2vol%时，电导率为163.1S/m。
2.3 石墨烯-碳基材料复合材料石墨烯除了能够和纳米粒子、高聚物复合外，还可以与其他碳基材料（碳纳米管、富勒烯等）组装形成复合材料，这些碳基材料可以相互组合而呈现出一些优越的性能。
郑加飞等[26]采用一种简单有效的水热法还原氧化石墨烯对碳纳米管-硫(CNT-S)纳米复合材料进行包覆，制备了石墨烯包覆CNT-S纳米复合材料。
这种材料抑制了多硫聚合物的扩散，电化学测试结果表明，这种包覆结构能显著提高CNT-S复合材料的锂硫电池性能。
Chen等[27]采用一种原位化学气相沉积（CVRD）法制备出石墨烯/碳纳米管复合材料，分别进行2min、5min和1h的反应，制备出石墨烯上生长的碳纳米管长度不同的石墨烯/碳纳米管复合材料，结果表明：石墨烯上碳纳米管最短的复合材料电化学性能最佳，以该材料为电极制成的锂电池电容量也是最大的。
易义武等[28]利用膨化石墨原位气相沉积法制备多层石墨烯/碳纳米管复合粉体，结果表明，复合粉体中碳纳米管的分散性明显优于一般化学气相沉积方法制备的碳纳米管，加入质量分数5%复合粉体的聚对苯二甲酸丁二醇酯（PBT）的表面电阻明显降低。
3. 石墨烯复合材料的应用石墨烯由于其具有独特的二维结构使其成为一个制备复合材料非常理想的成分[29]，而石墨烯内在的优异性能也使得石墨烯基复合材料呈现出许多优异的特性，并受到了许多研究者的关注。
同时复合物的制备也拓宽了石墨烯材料的研究领域，使得石墨烯材料向实际应用方面更迈进了一步。
3.1 在催化领域的应用由于石墨烯具有优异的导电性、导热性和结构稳定性等性能以及具有改性担载金属催化剂的作用，使得石墨烯基催化剂拥有了许多特殊的催化活性。
Li等[30]通过还原氧化石墨烯和H2PtCl6制备出石墨烯/Pt纳米复合材料，电化学实验表明石墨烯/Pt比传统的Pt催化剂对甲醇氧化有更好的效果和稳定性。