文档介绍：由于石墨烯是由 sp2 杂化的碳原子构成的平面共轭构造，其片层间存在格外强的π-π作用以及范德华作用力，导致其分散性极差，严峻制约了石墨烯的实际应用。虽然传统的商品 外表活性剂〔如 SDBS、CTAB、Triton-X、Tween 80〕、由于石墨烯是由 sp2 杂化的碳原子构成的平面共轭构造，其片层间存在格外强的π-π作用以及范德华作用力，导致其分散性极差，严峻制约了石墨烯的实际应用。虽然传统的商品 外表活性剂〔如 SDBS、CTAB、Triton-X、Tween 80〕、高分子稳定剂〔如 PVP、PSS、PDDA〕等都可以对石墨烯起到确定的分散稳定作用，但往往存在分散剂用量大、石墨烯浓 度低等问题。过多的分散剂用量以及过低的石墨烯浓度均是构建复合材料的不利因素。因此， 开发型、高效、低本钱的分散剂是实现石墨烯规模化应用亟待解决的重要问题。基于此， 复旦大学材料科学系、训练部先进涂料工程争辩中心周树学教授团队开展了系列争辩工作， 开发了两种型石墨烯分散剂，均在石墨烯复合材料制备中表现出了优异的性能，现将其研 究成果做简要介绍。
多氨基阳离子型苝酰亚***类石墨烯分散剂
以一种常用的染料中间体——苝-3,4,9,10-四羧酸二酐〔PTCDA〕为原料，经与系列多乙烯多***在甲苯中回流反响、甲酸酸化处理得到此类石墨烯分散剂。该分散剂具有在较低用量下 实现石墨烯高浓度分散的特点。争辩觉察，PTCDA 与三乙烯四***的反响产物 HAPBI-3〔图1〕对石墨烯具有最正确的分散性能。HAPBI-3 用量仅为石墨烯粉末〔XF 001W〕质量的 1/3， 就能得到浓度到达 2 mg/mL 的分散液。分散液 zata 电位值为+ mV，能够长时间稳定存在。该分散剂对石墨烯的导电性影响很小，与市售商品分散剂相比具有明显的优势〔详见Cui J, Zhou S., Journal of Nanoparticle Research, 2022, 19(11): 357. DOI: -017-4047-8〕。
图 1，分散剂 HAPBI-3 分子式及 2mg/mL 石墨烯分散液
利用 HAPBI-3 的阳离子特性，将制备的石墨烯与碳纳米管分散液分别与带负电荷的磺化聚苯乙烯〔SPS〕微球混合，得到了均匀包覆的 ******@Graphene 与 ******@MWCNT 核壳型构造微球〔图 2a〕。******@Graphene 复合材料经热压处理，形成具有三维网格构造的复合材料〔图2b〕。由于HAPBI-3 具有用量少、对石墨烯导电性影响小等特点，制备的******@Graphene 复合材料还具有超低的渗流阈值〔< vol%〕和格外好的导电性〔图2c〕，石墨烯的体积含量为 vol%时，材料的电导率到达 104 S/m。当 MWCNTs 的体积含量为 vol%时，由于其导电性更好，******@MWCNT 复合材料的电导率可高达391 S/m，将其串联在 9V 的电路中，还可将小灯泡〔，〕点亮〔图2d〕〔详见Cui J, Zhou S., Journal of Materials Chemistry C, 2022, 6(3): 550-557