如今科研界的新興寵兒—石墨烯（Graphene，簡(jiǎn)稱(chēng)GR），它的大特性就是其電子的運(yùn)動(dòng)速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了電子在一般導(dǎo)體中的運(yùn)動(dòng)速度，因此其電阻率很小，電阻很小，導(dǎo)電很好。所以我們可以用石墨烯充當(dāng)導(dǎo)電填料，但需要對(duì)其進(jìn)行修飾，以便使得填料量可以大一些，同時(shí)介電損耗不至于太大。而且不經(jīng)修飾的石墨烯，其親水性及在有機(jī)溶劑中的分散性也較差。氧化石墨烯（graphene oxide，簡(jiǎn)記為 GO）是石墨烯的一種衍生物[65-75]，作為一種的碳納米材料，不僅繼承了石墨烯的優(yōu)點(diǎn)，自身還攜帶了諸如C=O，C-OH，-COOH等許多豐富的含氧官能團(tuán)，形成的基本原理是：石墨粉與強(qiáng)氧化劑反應(yīng)后，氧原子與石墨層間的π電子結(jié)合，導(dǎo)致層面內(nèi)的π鍵斷裂，并以豐富的含氧官能團(tuán)與碳原子結(jié)合，形成共價(jià)鍵型的石墨層間化合物。氧化石墨烯的理想結(jié)構(gòu)組成為C4OOH，其中C、H、O元素的含量隨氧化程度的變化而變化，如圖4.1所示是典型的氧化石墨烯結(jié)構(gòu)。氧化石墨烯由不同尺寸的未被氧化的芳香―島‖組成，而這些―島‖則被含有羥基、環(huán)氧基團(tuán)和雙鍵的六元脂環(huán)所分開(kāi)，芳香環(huán)、雙鍵和環(huán)氧基團(tuán)使得碳原子點(diǎn)陣格式近乎處于同一平面，只有連接到羥基基團(tuán)的碳原子有較輕微的扭曲現(xiàn)象，導(dǎo)致一些層面發(fā)生卷翹，含氧官能團(tuán)都處于碳原子點(diǎn)陣格子的上下，也形成了不同密度的氧原子分布。

由于含氧官能團(tuán)的加入，也賦予氧化石墨烯一些新特性，如親水性、在有機(jī)溶劑中的分

散穩(wěn)定性、與聚合物基體有好的相容性等，研究者們還總結(jié)出以下特性：

（1）氧化還原性

氧化石墨烯既可以與氧化劑發(fā)生氧化發(fā)應(yīng)，又可以與還原劑發(fā)生還原反應(yīng)，具有一定的

氧化還原性。氧化石墨烯進(jìn)一步發(fā)生氧化反應(yīng)后，其六方形骨架結(jié)構(gòu)上的碳原子都會(huì)被

氧化成羧基，形成苯六酸。氧化石墨烯的還原就是利用還原劑去除豐富的含氧基團(tuán)以及對(duì)苯環(huán)結(jié)構(gòu)進(jìn)行修復(fù)，目前化學(xué)還原法是宏量制備材料有效的方法，常用的還原劑有水合肼

(N2H4·H2O)、純阱、對(duì)苯二酚、硼氫化na(NaBH4)、醇類(lèi)溶液、強(qiáng)堿和氫dian酸等。有學(xué)者研究了氧化石墨烯的化學(xué)還原法，發(fā)現(xiàn)氧化石墨烯經(jīng)過(guò)化學(xué)反應(yīng)后，會(huì)產(chǎn)生不飽和的、共軛的碳原子，使電導(dǎo)率顯著增加，具有和原始石墨相似的性質(zhì)，且比表面積高。但還原劑中有些試劑（如：阱）具有毒性或腐蝕性，對(duì)環(huán)境會(huì)造成污染，因此可以用一些溫和的還原劑（如：

抗壞血酸）和還原性的糖類(lèi)（如：果糖）等替代。

（2）熱穩(wěn)定性

氧化石墨烯屬于一種熱不穩(wěn)定的化合物，常溫狀態(tài)下也會(huì)慢慢自動(dòng)脫氧，脫氧的過(guò)程中，

氧化石墨烯的顏色會(huì)逐漸由褐色轉(zhuǎn)變成黑色，而且它脫氧的速率會(huì)隨著溫度的升高而加快，

因此要選擇合適的方法來(lái)干燥氧化石墨烯，一般是冷凍干燥或者在小于等于50°C的條件下干燥。隨著溫度的升高，當(dāng)溫度升高到150°C以上時(shí)，氧化石墨烯會(huì)因受熱分解而放出CO、CO₂和O₂，溫度達(dá)到200°C時(shí)，可能會(huì)造成爆炸性的分解，從而形成膨脹石墨。

（3）離子交換性

氧化石墨烯中離子交換原理：氧化石墨烯中含有大量的含氧官能團(tuán)，其中羧基中的氫可電離成H+，H+會(huì)與別的同性離子發(fā)生交換作用，氧化石墨烯的離子交換容量可達(dá)3~3.5mmol/g，比蒙脫土的離子交換容量(0.6~1.2mmol/g)高3~5倍。

由于氧化石墨烯納米片的共軛網(wǎng)絡(luò)受到嚴(yán)重的官能化，其仍具有絕緣的特質(zhì)。只有對(duì)其進(jìn)行還原處理后才能提高其導(dǎo)電性，但對(duì)GO還原處理后得到的化學(xué)修飾過(guò)的石墨烯的導(dǎo)電性不如原始的石墨烯。故我們用化學(xué)修飾過(guò)的石墨烯充當(dāng)填料。因?yàn)檠趸儆谝环N熱不穩(wěn)定的化合物，在常溫狀態(tài)下也會(huì)慢慢的自動(dòng)脫氧，而且它的脫氧速率還會(huì)隨著溫度的升高而加快。所以本工作中，我們通過(guò)對(duì)GO溶液進(jìn)行加熱，使其部分脫氧還原，然后與PVDF復(fù)合得到改性GO/PVDF的復(fù)合薄膜。