內蒙古農業大學郭澤宇Chem. Phys. Lett.：氧化石墨烯改性碳納米纖維的電導率和疏水性研究

DOI: 10.1016/j.cplett.2021.138551

在這項工作中，研究者采用靜電紡絲法制備了氧化石墨烯改性碳納米纖維，并探究了石墨烯添加量和碳化溫度對石墨烯/碳納米纖維復合材料理化性能的影響。結果表明，石墨烯改性納米纖維的電導率隨石墨烯含量的增加而增加。含有5wt％石墨烯的復合材料的電導率（0.39S/cm）是純纖維（0.19S/cm）的2.2倍。電導率隨著碳化溫度的升高而增強。低石墨烯含量可以使石墨烯/碳納米纖維復合材料的力學性能得以保持。本研究所制備的石墨烯/碳納米復合纖維具有優異的化學穩定性、機械強度和疏水性能。鑒于即使添加少量的石墨烯也能全面提高材料的物理性能，本工作所開發的這些復合材料在未來的工業應用中是極具優勢的。

圖1.rGO/CNF的合成方法（靜電紡絲）和工藝（預氧化，碳化）。

圖2.（a）CNF，（b）rGO/CNF-1，（c）rGO/CNF-2，（d）rGO/CNF-3，（e）rGO/CNF-4和（f）rGO/CNF-5的低倍SEM圖像。（g）CNF，（h）rGO/CNF-1，（i）rGO/CNF-2，（j）rGO/CNF-3，（k）rGO/CNF-4和（l）rGO/CNF-5的高倍SEM圖像。

圖3.（a）具有不同GO含量的CNFs，（b）PAN，GO，GO/PAN-20，（c）預氧化后具有不同GO含量的CNFs，（d）在800℃下碳化后具有不同GO含量的CNFs，（e）GO/PAN-20，預氧化，rGO/CNF-20的FTIR光譜。（f）不同碳化溫度下rGO/CNF-5的FTIR光譜。

圖4.（a）在不同碳化溫度下制備的rGO/CNF-5的拉曼光譜，（b）不同碳化溫度下rGO/CNF-5的ID/IG值，（c）在1100℃下碳化的具有不同GO含量的CNFs的電導率，（d）不同碳化溫度下rGO/CNF-5的電導率。（e）和（f）CNF和rGO/CNF的水接觸角。

圖5.（a）在預氧化過程中具有不同GO含量的CNFs的質量損失率，（b）在不同碳化溫度下rGO/CNF-5的質量損失率，（c）在強酸處理[H2SO4（pH1）]下rGO/CNF-5的化學穩定性，（d）反復彎曲多達250次后的電導率，（e）rGO/CNF-3傳導途徑。