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OALib Journal期刊
ISSN: 2333-9721
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-  2016 


DOI: 10.3866/PKU.WHXB201605243

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Abstract:

石墨烯气凝胶一般是由石墨烯片层经过湿法化学组装或气相化学生长获得的一种具有连通多孔网络结构的石墨烯三维宏观体材料,表现出极高的比表面积、良好的导电性以及优异的机械性能等,在电化学储能、吸附、催化以及传感等领域有着极为重要的应用。本文从石墨烯气凝胶的结构设计与组装策略出发,综述了近年来石墨烯纳米结构单元在石墨烯气凝胶材料(氧化石墨烯、还原氧化石墨烯、化学气相沉积(CVD)石墨烯、以及复合气凝胶等)中的组装行为,并对石墨烯气凝胶目前的现状及今后发展方向做了简要评述。
Graphene aerogels are obtained from graphene sheets through wet chemical assembly or vaporphase chemical growth. They have a three dimensional graphene architecture that has an interconnected network with a high specific surface area, good electric conductivity and other physicochemical properties and thus has important applications in electrochemical energy storage, adsorption, catalysis and sensing. In this review, we will highlight the assembly strategies and structural designs used to introduce the controlled assembly of the graphene sheets in graphene aerogel materials, such as graphene oxide-, reduced graphene oxide-, CVDgrown graphene and composite graphene aerogels. The current challenges and future development of the grapheme aerogels are also discussed

References

[1]  46 Tang Z. ; Shen S. ; Zhuang J. ; Wang X. Angew. Chem. Int. Edit. 2010, 49 (27), 4603. doi: 10.1002/anie.201000270
[2]  11 Huang H. Z. ; He Y. Q. ; Li W. Y. ; Chu X. F ; Li Y.M. ; Chen H. M. ; Liu D. Y. Acta Phys. -Chim. Sin. 2014, 35 (2), 457. doi: 10.3866/PKU.WHXB201501093
[3]  64 Li W. ; Gao S. ; Wu L. ; Qiu S. ; Guo Y. ; Geng X. ; Chen M. ; Liao S. ; Zhu C. ; Gong Y. ; Long M. ; Xu J. ; Wei X. ; Sun M. ; Liu L. Sci. Rep. 2013, 3 (7), 120. doi: 10.1038/srep02125
[4]  13 Shi W.W. ; Yan F. ; Zhou G. J. ; Ye Z. K. ; Xi F. N. Chemistry 2013, 76 (11), 988.
[5]  石微微; 晏菲; 周国珺; 叶志凯; 奚凤娜. 化学通报, 2013, 76 (11), 988.
[6]  72 Worsley M. A. ; Pauzauskie P. J. ; Olson T. Y. ; Biener J. ; Satcher J. H. ; Baumann T. F. J. Am. Chem. Soc. 2010, 132 (40), 14067. doi: 10.1021/ja1072299
[7]  17 Pei S. ; Zhao J. ; Du J. ; Ren W. ; Cheng H. M. Carbon 2010, 48 (15), 4466. doi: 10.1016/j.carbon.2010.08.006
[8]  18 Zhang L. ; Wang Z. ; Xu C. ; Li Y. ; Gao J. ; Wang W. ; Liu Y. J. Mater. Chem. 2011, 21 (28), 10399. doi: 10.1039/c0jm04043f
[9]  76 Sui Z. Y. ; Meng Q. H. ; Zhang X. T. ; Ma R. ; Cao B. J. Mater. Chem. 2012, 22 (18), 8767. doi: 10.1039/c2jm00055e
[10]  20 Huang C. ; Bai H. ; Li C. ; Shi G. Chem. Commun. 2011, 47 (17), 4962. doi: 10.1039/c1cc10412h
[11]  79 Han W. ; Ren L. ; Gong L. ; Qi X. ; Liu Y. ; Yang L. ; Wei X.L. ; Zhong J. ACS Sus. Chem. Eng. 2013, 2 (4), 2189. doi: 10.1021/sc400417u
[12]  81 Chen L. ; Wang X. ; Zhang X. ; Zhang H. J. Mater. Chem. 2012, 22 (41), 22090. doi: 10.1039/c2jm34541b
[13]  21 Bai H. ; Li C. ; Wang X. ; Shi G. J. Phys. Chem. C 2011, 115 (13), 5545. doi: 10.1021/jp1120299
[14]  22 Huang H. ; Lü S. ; Zhang X. ; Shao Z. Soft Matter 2012, 8 (17), 4609. doi: 10.1039/c2sm25090j
[15]  82 Xiao L. ; Wu D. ; Han S. ; Huang Y. ; Li S. ; He M. ; Zhang F. ; Feng X. ACS Appl. Mater. Interfaces 2013, 5 (9), 3764. doi: 10.1021/am400387t
[16]  83 Yin H. ; Zhao S. ; Wan J. ; Tang H. ; Chang L. ; He L. ; Zhao H. ; Gao Y. ; Tang Z. Adv. Mater. 2013, 25 (43), 6270. doi: 10.1002/adma.201302223
[17]  84 Wu S. S. ; Chen W. F. ; Yan L. F. J. Mater. Chem. A 2014, 2 (8), 2765. doi: 10.1039/c3ta14387b
[18]  85 Liu J. H. ; Liu B. H. ; Li Z. P. Acta Phys. -Chim. Sin. 2014, 30 (9), 1650. doi: 10.3866/PKU.WHXB201406181
[19]  29 Sui Z. ; Zhang X. ; Lei Y. ; Luo Y. Carbon 2011, 49 (13), 4314. doi: 10.1016/j.carbon.2011.06.006
[20]  陈旭; 何大平; 木士春. 化学进展, 2013, 25 (8), 1292.
[21]  33 Cong H. P. ; Ren X. C. ; Wang P. ; Yu S. H. ACS Nano 2012, 6 (3), 2693. doi: 10.1021/nn300082k
[22]  91 Moon I. K. ; Yoon S. ; Chun K. Y. ; Oh J. Adv. Funct. Mater. 2015, 25 (45), 6976. doi: 10.1002/adfm.201502395
[23]  92 Chen S. ; Duan J. ; Jaroniec M. ; Qiao S. Z. Angew. Chem. Int. Edit. 2013, 52 (51), 13567. doi: 10.1002/anie.201306166
[24]  38 Sheng K. ; Sun Y. ; Li C. ; Yuan W. ; Shi G. Sci. Rep. 2012, 26 (1), 9. doi: 10.1038/srep00247
[25]  39 Li Y. ; Sheng K. ; Yuan W. ; Shi G. Chem. Commun. 2013, 49 (3), 291. doi: 10.1039c2cc37396c
[26]  47 Jiang X. ; Ma Y. ; Li J. ; Fan Q. ; Huang W. J. Phys. Chem. C 2010, 114 (51), 22462. doi: 10.1021/jp108081g
[27]  48 Chen M. ; Zhang C. ; Li X. ; Zhang L. ; Ma Y. ; Zhang L. ; Xu X. ; Xia F. ; Wang W. ; Gao J. J. Mater. Chem. A 2013, 1 (8), 2869. doi: 10.1039/c2ta00820c
[28]  49 Li Y. R. ; Chen J. ; Huang L. ; Li C. ; Hong J. D. ; Shi G. Q. Adv. Mater. 2014, 26 (28), 4789. doi: 10.1002/adma.201400657
[29]  50 Menzel R. ; Barg S. ; Miranda M. ; Anthony D. B. ; Bawaked S.M. ; Mokhtar M. ; Al-Thabaiti S. A. ; Basahel S. N. ; Saiz E. ; Shaffer M. S. P. Adv. Funct. Mater. 2015, 25 (1), 28. doi: 10.1002/adfm.201401807
[30]  51 Barg S. ; Perez F. M. ; Ni N. ; do Vale Pereira P. ; Maher R. C. ; Garcia-Tu?on E. ; Eslava S. ; Agnoli S. ; Mattevi C. ; Saiz E. Nature Communications 2014, 5, 4328. doi: 10.1038/ncomms5328
[31]  52 Hu H. ; Zhao Z. B. ; Wan W. B. ; Gogotsi Y. ; Qiu J. S. Adv. Mater. 2013, 25 (15), 2219. doi: 10.1002/adma.201204530
[32]  53 Qiu L. ; Bulut Coskun M. ; Tang Y. ; Liu J. Z. ; Alan T. ; Ding J. ; Truong V. T. ; Li D. Adv. Mater. 2016, 28 (1), 194. doi: 10.1002/adma.201503957
[33]  54 Xu Z. ; Zhang Y. ; Li P. G. ; Gao C. ACS Nano 2012, 6 (8), 7103. doi: 10.1021/nn200069w
[34]  2 Chen D. ; Feng H. ; Li J. Chem. Rev. 2012, 112 (11), 6027. doi: 10.1021/cr300115g
[35]  55 Yang H. ; Zhang T. ; Jiang M. ; Duan Y. ; Zhang J. J. Mater. Chem. A 2015, 3 (38), 19268. doi: 10.1039/c5ta06452j
[36]  5 Stoller M. D. ; Park S. ; Zhu Y. ; An J. ; Ruoff R. S. Nano Lett. 2008, 8 (10), 3498. doi: 10.1021/nl802558y
[37]  60 Bae S. ; Kim H. ; Lee Y. ; Xu X. ; Park J. S. ; Zheng Y. ; Balakrishnan J. ; Lei T. ; Kim H. R. ; Song Y. I. Nat. Nanotechnol. 2010, 5 (8), 574. doi: 10.1038/NNANO.2010.132
[38]  6 Bolotin K. I. ; Sikes K. ; Jiang Z. ; Klima M. ; Fudenberg G. ; Hone J. ; Kim P. ; Stormer H. Solid State Commun. 2008, 146 (9), 351. doi: 10.1016/j.ssc.2008.02.024
[39]  8 Jiang L. ; Fan Z. Nanoscale 2014, 6 (4), 1922. doi: 10.1039/c3nr04555b
[40]  10 唐晶晶; 第凤; 徐潇; 肖迎红; 车剑飞. 化学进展, 2012, 24 (4), 501.
[41]  67 Li J. ; Wang F. ; Liu C. J. Colloid Interface Sci. 2012, 382 (1), 13. doi: 10.1016/j.jcis.2012.05.040
[42]  70 Hu H. ; Zhao Z. ; Wan W. ; Gogotsi Y. ; Qiu J. ACS Appl. Mater. Interfaces 2014, 6 (5), 3242. doi: 10.1021/am4050647
[43]  16 Tung V. C. ; Allen M. J. ; Yang Y. ; Kaner R. B. Nat. Nanotechnol. 2009, 4 (1), 25. doi: 10.1038/NNANO.2008.329
[44]  74 Lee Y. J. ; Park H.W. ; Kim G. P. ; Yi J. ; Song I. K. Curr. Appl. Phys. 2013, 13 (5), 945. doi: 10.1016/j.cap.2013.02.005
[45]  75 Markovi? Z. M. ; Babi? B. M. ; Drami?anin M. D. ; Antunovi? I. D. H. ; Pavlovi? V. B. ; Peru?ko D. B. ; Markovi? B. M. T. Synth. Met. 2012, 162 (9), 743. doi: 10.1016/j.synthmet.2012.03.019
[46]  77 Sun H. ; Xu Z. ; Gao C. Adv. Mater. 2013, 25 (18), 2554. doi: 10.1002/adma.201204576
[47]  78 Chen W. F. ; Li S. R. ; Chen C. H. ; Yan L. F. Adv. Mater. 2011, 23 (47), 5679. doi: 10.1002/adma.201102838
[48]  刘建华; 刘宾虹; 李洲鹏. 物理化学学报, 2014, 30 (9), 1650. doi: 10.3866/PKU.WHXB201406181
[49]  23 Huang H. ; Chen P. ; Zhang X. ; Lu Y. ; Zhan W. Small 2013, 9 (8), 1397. doi: 10.1002/small.201202965
[50]  24 Peng L. ; Zheng Y. ; Li J. ; Jin Y. ; Gao C. ACS Catal. 2015, 5 (6), 3387. doi: 10.1021/acscatal.5b00233
[51]  86 Chen L. ; Wei B. ; Zhang X. T. ; Li C. Small 2013, 9 (13), 2331. doi: 10.1002/small.201202923
[52]  26 Zhang L. ; Shi G. J. Phys. Chem. C 2011, 115 (34), 17206. doi: 10.1021/jp204036a
[53]  27 Wang J. D. ; Peng T. J. ; Sun H. J. ; Hou Y. D. Acta Phys. -Chim. Sin. 2014, 30 (11), 2077. doi: 10.3866/PKU.WHXB201409152
[54]  汪建德; 彭同江; 孙红娟; 侯云丹. 物理化学学报, 2014, 30 (11), 2077. doi: 10.3866/PKU.WHXB201409152
[55]  28 Hu K. ; Xie X. ; Szkopek T. ; Cerruti M. Chem. Mater. 2016, 28 (6), 1756. doi: 10.1021/acs.chemmater.5b04713
[56]  35 Luan V. H. ; Tien H. N. ; Hoa L. T. ; Nguyen T. M. H. ; Oh E.S. ; Chung J. ; Kim E. J. ; Choi W. M. ; Kong B. S. ; Hur S. H. J. Mater. Chem. A 2013, 1 (2), 208. doi: 10.1039/c2ta00444e
[57]  93 Su P. ; Guo H. L. ; Peng S. ; Ning S. K. Acta Phys. -Chim. Sin. 2012, 28 (11), 2745. doi: 10.3866/PKU.WHXB201208221
[58]  苏鹏; 郭慧林; 彭三; 宁生科. 物理化学学报, 2012, 28 (11), 2745. doi: 10.3866/PKU.WHXB201208221
[59]  41 Hu C. ; Zhai X. ; Liu L. ; Zhao Y. ; Jiang L. ; Qu L. Sci. Rep. 2013, 3 (6), 2065. doi: 10.1038/srep02065
[60]  94 Wu Z. S. ; Yang S. B. ; Sun Y. ; Parvez K. ; Feng X. L. ; Mullen K. J. Am. Chem. Soc. 2012, 134 (22), 9082. doi: 10.1021/ja3030565
[61]  42 Maiti U. N. ; Lim J. ; Lee K. E. ; Lee W. J. ; Kim S. O. Adv. Mater. 2014, 26 (4), 615. doi: 10.1002/adma.201303503
[62]  1 Novoselov K. S. ; Geim A. K. ; Morozov S. ; Jiang D. ; Zhang Y. ; Dubonos S. ; Grigorieva I. ; Firsov A. Science 2004, 306 (5696), 666. doi: 10.1126/science.1102896
[63]  56 Coraux J. ; N'Diaye A. T. ; Busse C. ; Michely T. Nano Lett. 2008, 8 (2), 565. doi: 10.1021/nl0728874
[64]  3 Georgakilas V. ; Otyepka M. ; Bourlinos A. B. ; Chandra V. ; Kim N. ; Kemp K. C. ; Hobza P. ; Zboril R. ; Kim K. S. Chem. Rev. 2012, 112 (11), 6156. doi: 10.1021/cr3000412
[65]  4 Balandin A. A. ; Ghosh S. ; Bao W. ; Calizo I. ; Teweldebrhan D. ; Miao F. ; Lau C. N. Nano Lett. 2008, 8 (3), 902. doi: 10.1021/nl0731872
[66]  57 De Arco L. G. ; Zhang Y. ; Kumar A. ; Zhou C. IEEE Trans. Nanotechnol. 2009, 8 (2), 135. doi: 10.1109/TNANO.2009.2013620
[67]  59 Li X. ; Magnuson C.W. ; Venugopal A. ; Tromp R. M. ; Hannon J. B. ; Vogel E. M. ; Colombo L. ; Ruoff R. S. J. Am. Chem. Soc. 2011, 133 (9), 2816. doi: 10.1021/ja109793s
[68]  7 Li C. ; Shi G. Q. Adv. Mater. 2014, 26 (24), 3992. doi: 10.1002/adma.201306104
[69]  61 Chen X. L. ; Chen Z. L. ; Sun J. Y. ; Zhang Y. F. ; Liu Z. F. Acta Phys. -Chim. Sin. 2016, 32 (1), 14. doi: 10.3866/PKU.WHXB201511133
[70]  陈旭东; 陈召龙; 孙靖宇; 张艳锋; 刘忠范.. 物理化学学报, 2016, 32 (1), 14. doi: 10.3866/PKU.WHXB201511133
[71]  9 Zeng M. ; Wang W. L. ; Bai X. D. Chin. Phys. B 2013, 22 (9), 098105. doi: 10.1088/1674-1056/22/9/098105
[72]  10 Tang J. J. ; Di F. ; Xu X. ; Xiao Y. H. ; Che J. F. Prog. Chem. 2012, 24 (4), 50.
[73]  62 Chen Z. ; Ren W. ; Gao L. ; Liu B. ; Pei S. ; Cheng H. M. Nat. Mater. 2011, 10 (6), 424. doi: 10.1038/NMAT3001
[74]  63 Dong X. ; Wang X. ; Wang L. ; Song H. ; Zhang H. ; Huang W. ; Chen P. ACS Appl. Mater. Interfaces 2012, 4 (6), 3129. doi: 10.1021/am300459m
[75]  66 Bi H. ; Lin T. ; Xu F. ; Tang Y. ; Liu Z. ; Huang F. Nano Lett. 2015. doi: 10.1021/acs.nanolett.5b03923
[76]  11 黄河洲; 贺蕴秋; 李文有; 储晓菲; 李一鸣; 陈慧敏; 刘德宇. 物理化学学报, 2014, 35 (2), 457. doi: 10.3866/PKU.WHXB201501093
[77]  12 Nardecchia S. ; Carriazo D. ; Ferrer M. L. ; Gutierrez M. C. ; delMonte F. Chem. Soc. Rev. 2013, 42 (2), 794. doi: 10.1039/c2cs35353a
[78]  68 Sun R. ; Chen H. ; Li Q. ; Song Q. ; Zhang X. Nanoscale 2014, 6 (21), 12912. doi: 10.1039/c4nr03322a
[79]  73 Meng F. ; Zhang X. ; Xu B. ; Yue S. ; Guo H. ; Luo Y. J. Mater. Chem. 2011, 21 (46), 18537. doi: 10.1039/c1jm13960f
[80]  14 Hummers W. S. Jr. ; Offeman R. E. J. Am. Chem. Soc. 1958, 80 (6), 1339. doi: 10.1021/ja01539a017
[81]  15 Li D. ; Müller M. B. ; Gilje S. ; Kaner R. B. ; Wallace G. G. Nat. Nanotechnol. 2008, 3 (2), 101. doi: 10.1038/nnano.2007.451
[82]  87 Shuvo M. A. I. ; Khan M. A. R. ; Karim H. ; Morton P. ; Wilson T. ; Lin Y. ACS Appl. Mater. Interfaces 2013, 5 (16), 7881. doi: 10.1021/am401978t
[83]  25 Xu Y. ; Sheng K. ; Li C. ; Shi G. ACS Nano 2010, 4 (7), 4324. doi: 10.1021/nn101187z
[84]  88 Chen X. ; He D. P. ; Mu S. C. Prog. Chem. 2013, 25 (8), 1292.
[85]  30 Chen W. ; Yan L. Nanoscale 2011, 3 (8), 3132. doi: 10.1039/c1nr10355e
[86]  31 Sheng K. ; Xu Y. ; Li C. ; Shi G. New Carbon Mater. 2011, 26 (1), 9. doi: 10.1016/S1872-5805(11)60062-0
[87]  90 Zhao Y. ; Hu C. ; Hu Y. ; Cheng H. ; Shi G. ; Qu L. Angew. Chem. Int. Edit. 2012, 51 (45), 11371. doi: 10.1002/anie.201206554
[88]  32 Chen M. ; Wang H. ; Li L. ; Zhang Z. ; Wang C. ; Liu Y. ; Wang W. ; Gao J. ACS Appl. Mater. Interfaces 2014, 6 (16), 14327. doi: 10.1021/am5036169
[89]  34 Gao H. ; Sun Y. ; Zhou J. ; Xu R. ; Duan H. ACS Appl. Mater. Interfaces 2013, 5 (2), 425. doi: 10.1021/am302500v
[90]  36 Zhang L. ; Chen G. ; Hedhili M. N. ; Zhang H. ; Wang P. Nanoscale 2012, 4 (22), 7038. doi: 10.1039/c2nr32157b
[91]  37 Pham H. D. ; Pham V. H. ; Cuong T. V., Nguyen-Phan T. D., Chung J. S., Shin E.W., Kim, S. Chem. Commun. 2011, 47 (34), 9672. doi: 10.1039/c1cc13329b
[92]  40 Liu Q. ; He M. ; Xu X. ; Zhang L. ; Yu J. New J. Chem. 2013, 37 (1), 181. doi: 10.1039/c2nj40493a
[93]  95 Chen L. ; Cui X. ; Wang Y. ; Wang M. ; Qiu R. ; Shu Z. ; Zhang L. ; Hua Z. ; Cui F. ; Weia C. ; Shi J. Dalton Trans. 2014, 43 (9), 3420. doi: 10.1039/c3dt52253a
[94]  96 Wu Z. S. ; Winter A. ; Chen L. ; Sun Y. ; Turchanin A. ; Feng X. ; Müllen K. Adv. Mater. 2012, 24 (37), 5130. doi: 10.1002/adma.201201948
[95]  43 Zhang X. ; Sui Z. ; Xu B. ; Yue S. ; Luo Y. ; Zhan W. ; Liu B. J. Mater. Chem. 2011, 21 (18), 6494. doi: 10.1039/c1jm10239g
[96]  44 Nguyen S. T. ; Nguyen H. T. ; Rinaldi A. ; Nguyen N. P. ; Fan Z. ; Duong H. M. Colloids Surf. Physicochem. Eng. Aspects 2012, 414 (46), 352. doi: 10.1016/j.colsurfa.2012.08.048
[97]  45 Wu X. ; Zhou J. ; Xing W. ; Wang G. ; Cui H. ; Zhuo S. ; Xue Q. ; Yan Z. ; Qiao S. Z. J. Mater. Chem. 2012, 22 (43), 23186. doi: 10.1039/c2jm35278h
[98]  58 Reina A. ; Jia X. ; Ho J. ; Nezich D. ; Son H. ; Bulovic V. ; Dresselhaus M. S. ; Kong J. Nano Lett. 2008, 9 (1), 30. doi: 10.1021/nl801827v
[99]  65 Bi H. ; Chen I.W. ; Lin T. ; Huang F. Adv. Mater. 2015, 27 (39), 5943. doi: 10.1002/adma.201502682
[100]  69 Qiu L. ; Liu D. ; Wang Y. ; Cheng C. ; Zhou K. ; Ding J. ; Truong V. T. ; Li D. Adv. Mater. 2014, 26 (20), 3333. doi: 10.1002/adma.201305359
[101]  71 Wang J. ; Ellsworth M. ECS Transactions 2009, 19 (5), 241. doi: 10.1149/1.3119548
[102]  19 Xu Y. ; Wu Q. ; Sun Y. ; Bai H. ; Shi G. ACS Nano 2010, 4 (12), 7358. doi: 10.1021/nn1027104
[103]  80 Niu Z. ; Liu L. ; Zhang L. ; Shao Q. ; Zhou W. ; Chen D. ; Xie S. Adv. Mater. 2014, 26 (22), 3681. doi: 10.1002/adma.201400143
[104]  89 Xue Y. ; Liu J. ; Chen H. ; Wang R. ; Li D. ; Qu J. ; Dai L. Angew. Chem. Int. Edit. 2012, 51 (48), 12124. doi: 10.1002/anie.201207277

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