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石墨烯是一种新型的二维碳材料,它具有独特的晶体结构,在电学、光学、热学、力学等方面均呈现出优异的性能,在纳电子器件、高灵敏传感器、透明导电膜、功能复合材料、储能、催化等领域有着广阔的应用前景。因此,自2004年以来,石墨烯迅速成为材料科学和凝聚态物理领域的研究前沿。本文以化学剥离法控制制备不同尺寸的氧化石墨烯为切入点,制备出均一的大面积氧化石墨烯薄膜,探讨采用不同还原方法获得的大面积石墨烯透明导电薄膜的性能差异,并在此基础上制备了石墨烯/金属银纳米线复合透明导电薄膜,并探索其在透明导电薄膜加热器方面的应用。取得的主要成果包括:(1)采用温和氧化剥离法,制备出面积可达5000μm~2的大面积氧化石墨烯。使用大尺寸的天然鳞片石墨作为原料,在温和氧化剥离条件下,结合多步离心法成功制备出大尺寸氧化石墨烯,其最大面积可达~5000μm~2。同时,使用天然鳞片石墨粉作为原料,在强氧化和剥离条件下,高速离心制备出面积大约为100μm~2的小尺寸氧化石墨烯,为研究尺寸对石墨烯性能的影响奠定了基础。(2)使用大尺寸氧化石墨烯制备出性能优异的石墨烯透明导电薄膜。首先以不同尺寸、不同含量的氧化石墨烯为原料制备出大面积氧化石墨烯薄膜,然后采用退火还原(400°C、600°C、800°C、1000°C)、氢碘酸还原等不同还原方法获得还原氧化石墨烯薄膜,并对其光学性能和电学性能进行测试表征。研究发现,氧化石墨烯的尺寸对大面积石墨烯透明导电薄膜的透光性能无明显影响,但随着氧化石墨烯含量的不断增加,其透光率逐渐降低;且随着还原温度的不断增高,其透光率逐渐降低。大面积石墨烯透明导电膜的方块电阻随氧化石墨烯尺寸的增大而降低,随氧化石墨烯含量的增大而降低,随还原温度的不断升高而降低。大尺寸氧化石墨烯制备的石墨烯透明导电薄膜的电学性能优于小尺寸氧化石墨烯制备的石墨烯透明导电薄膜。采用平均面积为~5000μm~2、0.1mg的氧化石墨烯,在1000°C退火还原制备出的大面积石墨烯透明导电膜性能最优,其透光率为85.7%,方块电阻为1100Ω/sq。同时,在用水合肼还原大尺寸氧化石墨烯时加入氨水,最终得到的大尺寸石墨烯可以均一稳定的分散在水中。大面积石墨烯透明导电薄膜表现出良好的透光度和导电性,但性能略次于1000°C退火还原和氢碘酸还原的石墨烯透明导电薄膜。这为低成本制备石墨烯透明导电薄膜奠定了基础。(3)将金属银纳米线和氧化石墨烯溶液混合,制备出大面积石墨烯/金属银纳米线复合透明导电薄膜。采用改进的溶剂热合成法制备出金属银纳米线,银纳米线具有相对较小的直径和较长的长度,单根银纳米线的长度大约在40~90μm之间,直径大约在40~90nm之间,其纵横比大于1000。同时,发展了一种将大尺寸石墨烯与金属银纳米线复合制备透明导电薄膜的新方法,即通过在氧化石墨烯溶液中添加银纳米线,组装具有较高性能的大尺寸石墨烯/银纳米线复合透明导电薄膜。当透光率为91.7%时,方块电阻仅为11Ω/sq时,其表现出优异的电学性能和光学性能,从而使其在透明导电薄膜方面具有巨大的应用潜力。大尺寸石墨烯/银纳米线复合透明导电薄膜作为柔性透明薄膜加热器,表现出良好的除霜性能,在户外显示屏、车窗除霜器、加热窗户等方面具有广阔的应用前景。