石墨烯是由碳原子以sp2杂化连接的单原子层构成的二维蜂窝状材料，理论厚度仅为0.34nm，是目前发现的最薄的二维材料[1]。
石墨烯具有很多优异的性能，例如：强度高达130GPa，是钢的100多倍[2]；热导率为5000W·m-1·K-1，是金刚石的3倍[3]；理论比表面积和透光率分别高达2600m2·g-1[4]和97.7%[5]；室温下载流子迁移率为15000cm2·V-1·s-1，在特殊条件下甚至高达250000cm2·V-1·s-1[6]。
石墨烯独特的结构和性能使其在诸多领域得到广泛应用，因此，自从2004年石墨烯被发现以来，便在世界范围内掀起了人们对它的研究热潮。
为了更好利用石墨烯上述优异的性能，进一步扩大石墨烯的应用范围，国内外许多科学工作者将石墨烯与其他材料复合，成功制备出不同功能的石墨烯复合材料，使其在能源、环境、医学、传感器等领域得到广泛的应用。
鉴于此，本文主要介绍了近年来不同类型石墨烯复合材料在各个领域的应用现状。
1石墨烯／聚合物复合材料的应用通常采用溶液混合、熔融混合、原位聚合和浇铸成型等方法将石墨烯与聚乙烯醇、聚丙烯、环氧树脂、聚苯乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯等绝缘聚合物复合形成石墨烯／绝缘聚合物复合材料，也可与聚噻吩、聚吡咯、聚苯胺等典型的导电聚合物复合形成石墨烯／导电聚合物复合材料，使其在电容器、导热和生物应用等领域具有广阔的应用前景，这是石墨烯复合材料的一个重要研究领域。
1.1电容材料刘建华等[7]采用化学接枝法原位合成了石墨烯／聚吡咯复合物，在该复合物中吡咯在石墨烯层片上均匀分布，石墨烯片层间的吡咯大量成链并与石墨烯层片相互连接，二者之间产生了紧密的化学键结合。
结果表明，复合物的电导率为3.32S/cm，比电容可达到284F·g-1，比纯聚吡咯的比电容提高52%，具有优异的电容特性。
Zhang[8]等利用原位聚合法成功制备出石墨烯／聚苯胺纳米纤维复合材料，将其作为超级电容器的电极材料时，具有很高的电导率和比容量(当电流密度为0.1A·g-1时，电容高达480F·g-1)，且石墨烯复合材料的应用研究进展巩金瑞1,2,詹肇麟1,虞锦洪2,沈典宇1(1.昆明理工大学材料科学与工程学院,云南昆明650093,2.中国科学院宁波工业技术研究院,浙江宁波315201)摘要：石墨烯具有独特的二维结构和性能，使其在能源、传感器、环境和生物等领域具有广泛的应用。
为了进一步扩大石墨烯的应用范围，常将其与高分子聚合物、无机纳米粒子、碳纳米管和某些金属块体材料复合。
最后，指出了石墨烯复合材料的研究方向。
关键词：石墨烯；复合材料；应用DOI:10.14158/ki.1001-3814.2017.06.009中图分类号：TB33文献标识码：A文章编号：1001-3814(2017)06-0031-05 Research Progress of Application of Graphene CompositeGONG Jinrui1,2,ZHANZhaolin1,YU Jinhong2,SHEN Dianyu1(1.Faculty of Materials Science and Engineering,Kunming University of Science and Technology,Kunming650093,China;2.Ningbo Institute of Industrial Technology,Chinese Academy of Sciences,Ningbo315201,China)Abstract：Due to unique two-dimensional structure and performance,graphene has wide applications in energy,sensors, environment and biology and other fields.In order to furtherly expand the application of graphene,graphene was compounded with high-molecular polymer,inorganic nanoparticles,carbon nanotubes and some block gold materials.At last,the research direction of the graphere composite was pointed out.Key words：graphene;composite;application收稿日期:2016-03-04基金项目:国家自然科学基金资助项目(51573201)作者简介:巩金瑞（1988-），女，甘肃天水人，硕士；E-mail：gongjinrui@通讯作者:詹肇麟（1964-），男，教授，E-mail：zl_zhan@在充放电过程中具有很高的循环稳定性。
1.2导热领域Ma等[9]通过溶液混合法制备了功能化氧化石墨烯纳米片（FGONs）／硅树脂复合材料，该复合材料具有良好的热稳定性和导热性能，当加入0.5wt% FGONs时，热导率增加78.3%。
Yi等[10]采用简单机械混合的方法将不同含量的石墨烯纳米片添加到环氧树脂中，制备出高导热石墨烯复合材料，添加8wt%石墨烯纳米片时，材料的热导率高达1.181W·m-1·K-1，与纯环氧相比，增加了627%。
1.3生物应用齐元园[11]用静电纺丝法制备出氧化石墨烯／聚乙烯醇纳米纤维支架，改善了成骨细胞在支架表面的粘附性，提高了细胞的增殖活性，这就说明该材料在组织工程支架和药物载体系统方面有很大的应用潜能。
此外，Li[12]等利用浇铸成型法制备的还原氧化石墨烯／聚乙烯醇薄膜不仅具有优异的力学性能、高电导率，而且还具有良好的生物相容性。
2石墨烯基无机纳米粒子复合材料的应用无机纳米粒子可分散石墨烯片层之间的相互作用力，因此可将无机纳米粒子分散在石墨烯中来制备石墨烯基无机纳米粒子复合材料。
与石墨烯复合的无机纳米粒子主要分为四类：①金属纳米粒子：Au、Ag、Pt、Ni、Cu、Ru；②金属氧化物纳米粒子：TiO2、ZnO、SnO2、MnO2、Fe3O4、NiO、Cu2O、SiO2、Bi2O3；③金属氢氧化物纳米粒子：Ni(OH)2；④硫化物纳米粒子：CdS、CdSe、CoS。
该类材料的主要制备方法有：水热法、溶胶-凝胶法、化学还原法、原位生长法、化学气相沉积法、光催化还原法和共沉淀法等。
石墨烯基无机纳米粒子复合材料的研究起步很晚，但由于其独特的性质使其在光催化、锂离子电池、生物等领域具有很好的应用前景。
近几年关于这类复合材料的相关研究已经取得了很大进展。
2.1光催化石墨烯具有很高的理论比表面积，若将其与光催化剂结合便可增大催化剂的比表面积，提高催化剂的吸附性能，从而提高光催化性能，使其在光催化分解水制氢和光催化降解污染物方面得到更好的应用。
近年来，随着化石燃料的燃烧，环境污染和温室效应等问题日益加剧，因此开发和利用低成本、无污染、可再生的新能源已经迫在眉睫。
H2作为一种高效、清洁的二次能源，使得越来越多的人将目光放在了光催化分解水制氢上。
Ng[13]等采用光催化还原法制备了BiVO4/RGO（还原氧化石墨烯）复合材料，由于BiVO4具有较长的电子寿命，将其作为电极迅速注入RGO中时，具有最小的电子重组。
将该BiVO4/ RGO复合材料作为光电池的电极分解水制氢时，发现在可见光照射下能稳定地分解H2O产生H2和O2，与纯BiVO4相比，它的光催化活性提高了10倍。
随着工业的快速发展，很多工厂将大量的有机污染物排入河流和湖泊中，使水资源受到了严重污染。
因此，如何降解水中有机物对保护水体具有很重要意义。
目前，已有很多文献报道了GR-TiO2在降解亚甲基蓝（MB）、甲基橙（MO）、罗丹明B（RhB）、苯酚、异丙醇等有机污染物方面具有很大的潜力。
Park等[14]利用溶胶-凝胶法制备出ZnS-graphene/ TiO2复合材料，通过可见光照射下MB的降解速率来判断复合材料的光催化活性，从试验中可看到，在可见光照下照射150min时，90.1%的MB已经降解，由此可知，该材料具有很好的光催化降解活性。
2.2锂离子电池金属氧化物纳米粒子具有较短的电子扩散距离和较高的比表面积，是很好的锂离子电池材料，但是它们的导电性不好，在充放电过程中具有很严重的滞后性，考虑到这些问题，于是将导电性极好的的石墨烯与金属氧化物复合来制备理想的锂离子电池材料。
Cheng等[15]利用一步水热法将葡萄糖分子和SnCl4插入石墨烯片中制备出SnO2-C/GNS复合材料并将其作为锂离子电池的阳极材料，与纯SnO2相比，该复合材料具有更高的锂储存容量和更好的循环稳定性。
当电流密度为100mA·g-1时，80次循环后传递的可逆容量为703mA·h·g-1，而当电流密度为1000mA·g-1时，100次循环后传递的可逆容量为443mA·h·g-1。
2.3污水处理TiO2和BiVO4等金属氧化物具有很好的光催化活性，通过化学方法分解水中的有机物来达到污水净化的目的。
而污水处理最常用的方法还是采用吸附剂来去除废水中的污染物，在这种方法中吸附剂的选择扮演着十分重要的角色。
石墨烯具有很高的比表面积，将其与磁性金属氧化物结合得到的复合材料具有很好的吸附性。
Chang等[16]将直径为200nm的Fe3O4纳米颗粒分散在石墨烯纳米片上，采用溶剂热法合成了Fe3O4／石墨烯复合材料，复合材料的饱和磁化强度为120emu/g，将其作为吸附剂材料可很好地吸附水中的苯胺和对氯苯胺，而且吸附完成后可快速分离磁性。
因此，将这种材料作为吸附剂，回收后还可循环利用，提高了材料的利用率。
Han[17]等采用静电自组装的方法将带正电Fe3O4纳米粒子和高度亲水的GO复合，制备出Fe3O4/GO 复合材料，并将其作为固相萃取吸附剂来萃取水中的多环芳烃。
2.4生物应用Fe3O4纳米粒子具有很好的磁性，不仅可利用它的磁性来吸附有机物，还可将其应用到药物运输上。
Su[18]等采用水热法将Fe3O4纳米粒子均匀地分散在石墨烯片上，制备出具有超顺磁性的Fe3O4/石墨烯纳米复合材料，该复合材料在靶向药物运输方面具有潜在的应用价值。
此外，Shen[19]等将Ag纳米颗粒均匀地负载到化学改性的石墨烯片上，利用原位生长法制备了Ag／石墨烯复合材料，该复合材料保留了Ag纳米颗粒的抗菌作用，可将其用作石墨烯基生物材料。