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氢碘酸还原氧化石墨稀
氢​碘​酸​还​原​氧​化​石​墨​稀
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氧化石墨烯制备石墨烯的研究进展_庄亚芳
氧​化​石​墨​烯​制​备​石​墨​烯​的​研​究​进​展​_​庄​亚​芳
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化学还原法制备石墨烯的研究进展
来源:真空技术网()烟台大学化学化工学院　作者:王闪闪
　　(Graphene)是当前纳米材料领域研究的热点，而化学还原法则是大规模制备石墨烯的首选.本文综述了近几年来还原氧化石墨烯制备石墨烯的还原剂种类及性能，并对此法制得石墨烯的特性进行对比，阐述不同还原剂的优点。
　　随着社会迅速发展和人们生活品质的日益提高，对材料的要求越来越高，于是对新型材料的研究也越来越受到世界各国研究人员的重视。新型材料具备传统材料所不能比拟的优异性能，如刚性好，耐高温，抗氧化，抗疲劳，生物相容性好等。新型碳材料作为新型材料的新星更是引起了世界各国研究人员的极大兴趣。2004 年，英国曼彻斯特大学的物理学家安德烈&海姆和康斯坦丁&诺沃肖洛夫，成功地从石墨中分离出石墨烯。至此三维的石墨，二维的石墨烯，一维的碳纳米管与零维的富勒烯组成了完整的碳系家族。这不仅使碳系家族更加丰富，而且掀起了研究石墨烯和氧化石墨烯(Graphene Oxide，GO)的热潮。石墨烯具备众多优异的性能，如导热性、导电性、透光性及优良的力学性能，堪称世上最薄、最坚硬的纳米材料。近年来，研究人员利用多种方法开展了石墨烯的制备工作，主要包括化学剥离法、金属表面外延法、SiC表面石墨化法和化学还原法等。
　　目前应用最广泛的合成方法是化学还原法。石墨烯在氧化的过程中会引入一些化学基团，如羧基(-COOH)、羟基(-OH)、羰基(-C = O)和环氧基(-C-O-C)等，这些基团的生成改变了C-C之间的结合方式，导致氧化石墨烯的导电性急剧下降，并且使具有的各种优异性能也随之消失。因此，对氧化石墨烯进行还原具有非常重要的意义，主要是先将氧化石墨烯分散( 借助高速离心、超声等)到水或有机溶剂中形成稳定均相的溶胶，再按照一定比例用还原剂还原，得到单层或者多层石墨烯。还原得到的石墨烯有望在电子晶体管、化学传感器、生物基因测序以及复合材料等众多领域广泛应用。
2、不同还原剂还原氧化石墨烯
　　目前，制备氧化石墨烯的技术已经相当成熟， 其层间距(0.7~1.2 nm)较原始石墨烯层间距大，更有利于将其他物质分子插入。研究表明氧化石墨烯表面和边缘有大量的羟基、羧基等官能团，很容易与极性物质发生反应，得到改性氧化石墨烯。氧化石墨烯的有机改性可使其表面由亲水性变为亲油性，表面能降低，从而提高与聚合物单体或聚合物之间的相容性，增强氧化石墨烯与聚合物之间的粘接性。如果使用适当的剥离技术(如超声波剥离法、静电斥力剥离法、热解膨胀剥离法、机械剥离法、低温剥离法等)，那么氧化石墨烯就能很容易的在水溶液或有机溶剂中分散成均匀的单层氧化石墨烯溶液，使利用其反应得到石墨烯成为可能。
　　氧化还原法最大的缺点是制备的石墨烯有一定的缺陷，因为经过强氧化剂氧化得到的氧化石墨烯，并不一定能被完全还原，可能会损失一部分性能，如透光性、导热性，尤其是导电性，所以有些还原剂还原后得到的石墨烯在一定程度上存在不完全性，即与严格意义上的石墨烯存在差别。但氧化还原方法价格低廉，可以制备出大量的石墨烯，所以成为目前最常用制备石墨烯的方法。
　　2.1、水合肼
　　水合肼，又称之为水合联氨，它是肼的一水化物(N2H4&H2O)。水合肼的还原性较强，与HNO3、卤素、KMnO4 等能激烈反应，可用来制备多种有机化合物，是精细化工产品中的重要原料与中间体，多用于合成发泡剂、农药、医药与水处理剂等产品，用途非常广泛。
　　肖淑华等利用水合肼还原氧化石墨烯，得到了化学基团去除率较高的石墨烯，并得出了不同水合肼的反应时间与用量对氧化石墨烯中化学基团的去除影响结果。当反应时间相同时，氧化石墨烯和水合肼的质量比为10∶7~10∶10 时，羟基(-OH)基团的去除率最高， 环氧基(-C-O-C) 基团的去除率最低；氧化石墨和水合肼的质量比相同时，还原反应时间80~100 min时，所有基团的去除率最高都可达到99%以上，甚至有的基团消失了。由此得出，在质量比为10 ∶7~10 ∶10， 还原时间为80~100 min 时，水合肼还原效果最佳。
　　马文石等人通过同样的方法制备了石墨烯，并采用傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、拉曼光谱(RS)、X- 射线衍射(XRD)、热失重法(TG)等测试方法对石墨、氧化石墨烯和石墨烯的结构与耐热性进行了对比分析。研究结果表明，氧化石墨烯被水合肼还原成石墨烯后，氧化石墨烯的sp3杂化碳原子一部分被还原成石墨烯的sp2 杂化碳原子，石墨烯sp2 杂化碳层平面的平均尺寸虽然比氧化石墨烯大，但结晶强度和规整度比完整的石墨烯有所降低。也就是说氧化石墨烯的还原状态结构并不可能被完全的还原到原有的石墨烯状态。就性能来说，还原后得到的石墨烯比氧化石墨烯在热稳定性上表现得更为优异；对极性较大的有机染料，如罗丹明B，亚甲基蓝等，具有较强的吸附能力。此外，有研究表明，水合肼的用量对最终产品的官能团变化影响显著，因而增加水合肼的用量能够得到还原度较高的石墨烯。
　　2.2、乙二胺
　　乙二胺为无色澄清黏稠液体，具有强碱性和腐蚀性，有氨臭，易从空气中吸收二氧化碳生成不挥发的碳酸盐。同时易溶于水，生成水合乙二胺。沈丽英[8]分别采用正丁胺、乙二胺及水合肼与氧化石墨烯在水浴80 ℃条件下回流24 h 进行化学还原，并考察不同还原剂
　　的还原效果及其对还原氧化石墨烯分散性的影响。通过红外、XPS、拉曼分析发现乙二胺和水合肼均对氧化石墨烯有明显的还原效果，而正丁胺的还原效果不甚明显，从热重、XRD、电导率表征发现乙二胺对氧化石墨烯的还原效果略逊于水合肼。经乙二胺还原氧化石墨烯得到的石墨烯的结构趋于平面化，在还原过程中未发生明显团聚现象，其还原效果比水合肼差，通过沉降实验表明利用乙二胺还原得到的石墨烯，其分散稳定性明显优于水合肼还原，所以可以猜测乙二胺在对氧化石墨烯进行化学还原的同时，可能还发生了表面化学修饰，这是其它还原剂还原所不具有的。
　　2.3、抗坏血酸
　　抗坏血酸，又称L- 抗坏血酸即维生素C(Vitamin C)，是一种水溶性维生素，呈酸性，具有较强的还原性，在加热或在溶液中容易氧化分解，在碱性条件下则更容易被氧化成己糖的衍生物。
　　张佳利利用这种具有较高还原能力和环境友好的还原剂还原氧化石墨烯，得到具有较高还原程度的石墨烯，但其表面仍然残留有极少量的含氧基团。抗坏血酸能在温和的条件下将氧化石墨烯水溶液有效转化成为稳定的单分散石墨烯悬浮液，在抗坏血酸与氧化石墨烯的质量比为10∶1，温度在20~25 ℃时，还原效果最好。氧化石墨烯中sp3杂化碳原子在经过脱氧后会重新在石墨烯平面内形成sp2 杂化碳原子，导电性明显增强。相比于其他的还原剂，在室温下采用抗坏血酸还原氧化石墨烯，易于实现对氧化石墨烯还原程度的控制，这样不仅可以得到具有一定导电性的部分还原氧化石墨烯，同时部分还原产物又有含氧基团，这使得产物在后续应用，如生物大分子固载、生化传感等领域具有独特的优势。
　　2.4、柠檬酸钠
　　柠檬酸钠，又称枸橼酸钠，无色或白色结晶颗粒，具有极好的溶解性与还原性，其溶解性随水温升高而增加，但在潮湿的空气中可潮解。柠檬酸钠是还原氧化石墨制备高质量石墨烯的优良还原剂。
　　万武波等人研究发现，利用这种环境友好型还原剂在90 ℃油浴条件下与氧化石墨烯反应10 h，水洗离心干燥后，制得石墨烯。此种还原反应条件温和，原料廉价易得，易于放大。得到的石墨烯上含氧官能团能得到有效脱除，并具有良好的电子传输性能。由于石墨烯的疏水特性和柠檬酸钠易溶于水的特点，此法制得的石墨烯通过简单的水洗离心就可实现分离提纯。最重要的是，与其他还原剂相比，柠檬酸钠还原过程中不污染环境，符合绿色环保的要求，为石墨烯的基础研究和实际应用提供了物质保证。
　　2.5 、L-半胱氨酸
　　L- 半胱氨酸，为白色结晶或结晶性粉末，可溶于水，难溶于乙醇。L- 半胱氨酸在酸性溶液中比较稳定，但在中性及碱性溶液中易被氧化成胱氨酸，L- 半胱氨酸也是一种环境友好型还原剂。李永锋等人将L- 半胱氨酸作为一种环境友好型还原剂还原氧化石墨烯水溶胶，95 ℃回流反应，洗涤固体产品，并将固体产物转移到乙醇溶液中超声分散，得到稳定的石墨烯乙醇溶
　　液。红外分析表明反应生成的石墨烯已经脱除了主要的含氧基团，且还原产物部分具有石墨烯结构以及优良的热稳定性。相比于其它还原剂，L- 半胱氨酸还原后得到的石墨烯在乙醇中表现出较好的分散性和较高的导电性，这种绿色还原法制备的还原石墨烯有望广泛应用于电子、光电、电容器和传感器等器件。
　　2.6、氨水及氨水蒸气
　　氨水无色透明，具有刺激性的气味，是氨气的水溶液。氨水具有挥发性、络合性(氨水可与Ag+、Cr3+、Zn2+ 等多种离子发生络合反应，当加入少量氨水时，能产生不溶性弱碱，当加入的氨水过量时，不溶性物质又被转化成络离子溶解)与还原性等。
　　刘洪涛等人就是利用氨水的还原性来还原氧化石墨烯。与水合肼蒸汽相似，氨水蒸汽也能实现还原。这种方法制备的石墨烯，氧含量显著降低，导电性能提高。与水合肼相比较，氨水的毒性小，既能够还原氧化石墨烯，又能够稳定还原后的石墨烯。
　　2.7、氢碘酸
　　氢碘酸，碘化氢的水溶液，无色至浅黄色有刺激性臭味的液体，在空气中能强烈发烟，暴露在空气中可发生氧化反应，因而具有一定的还原性。
　　裴嵩峰等人通过对氧化石墨烯表面化学结构的分析，提出采用氢碘酸等卤化试剂来实现氧化石墨烯及其薄膜材料无损高效还原的新方法，并根据这种还原方法制备出具有较高性能的石墨烯透明导电薄膜材料。同时他们发现，相比其他类型的还原剂，用氢碘酸还原，不仅可以去除薄膜层间各种含氧官能团，并且反应产物能以液相形式从薄膜内部析出，因此产生的毛细作用力，可使薄膜的厚度显著减小、结构更加致密，石墨烯片层之间的结合力也明显增强。也证明还原后得到的石墨烯薄膜在力学强度、导电性和柔韧性等方面都有很大提高。此项研究首次使用强酸性还原剂对氧化石墨烯进行还原，突破了以往研究中只有在碱性环境中才能有效还原的观点。
　　2.8、硼氢化钠
　　硼氢化钠是一种白色结晶性粉末，有很强的吸湿性，同时在潮湿空气中可分解。硼氢化钠具有较强的选择还原性，能够将醛基(-CHO)、羰基(-C=O)选择还原成羟基(-OH)，也可将羧基(-COOH) 还原成醛基(-CHO)，但与碳碳双键(-C=C-)、叁键(-C&C-)都不发生反应。硼氢化钠一般用来制造氢和硼氢化物，以及对醛酮进行还原以及清除有机化合物中微量的醛、酮、过氧化物等。
　　杨常玲等利用硼氢化钠还原氧化石墨烯，在水浴80 ℃条件下反应2 h，洗涤、抽滤、干燥后，得到了石墨烯聚集物。经表征后发现，反应得到的石墨烯部分仍保留层片结构，但部分层片重新聚集。虽然实验产物的比表面积仅仅为358 m2/g，但在充放电电流为10 mA 时，还原产物电极的充电比容量可以达到138.6F/g，充放电效率则可到98%，可见相比于其它还原剂的还原效果，硼氢化钠还原得到的石墨烯电容性能较高。另外杨常玲等以5~50 mV/s 的扫描速率对还原产物进行循环伏安测试后发现，其电极也表现出了良好的双电层电容器性能。
　　综上所述，尽管稳定存在的单层石墨烯只是2004 年才被发现，但只经历了短短几年的时间，关于石墨烯的研究不断取得令人振奋的进展。现在广泛使用的水合肼、乙二胺等还原是比较好的还原方法，但是这些还原剂具有毒性，对环境和人类带来很多负面影响。因此，有更多的研
　　究学者开始用环境友好型如抗坏血酸、柠檬酸钠、还原性氨基酸等还原剂来还原氧化石墨烯。此外，一些强酸性的物质也开始被人们用来还原氧化石墨烯制备石墨烯产物，从而使越来越多的石墨烯特性得以展现。关于还原氧化石墨烯的新的研究成果依然在不断地被报道出来，相信不久的将来，更多的环境友好型的还原剂会被发现，从而推动石墨烯这一新材料在更广泛的领域内得到应用。
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氧化石墨烯还原
各位大侠，我想问问氧化石墨烯在还原的时候是不是一定要在碱性条件下反应啊？？谢谢
当然，硼氢化钠等在碱性条件下稳定。 那用水合肼作还原剂也要在碱性条件下还原吗？？ 我们用的热解还原，没有遇到你说的问题，就是将氧化石墨洗涤至中性，然后高温还原，不过实验挺危险，要是用阱还原的话，也很危险，要求也是碱性的吧，你可以搜一下相关的阱还原的实验参考吧。 Originally posted by cindy717 at
那用水合肼作还原剂也要在碱性条件下还原吗？？ 不一定要碱性，中性或者弱酸性应该都可以，但太酸了就不行了，酸会耗掉水合肼。 Originally posted by cindy717 at
那用水合肼作还原剂也要在碱性条件下还原吗？？ 对-------------------- 我看文献中，大部分是在碱性条件下还原的，有的是加NaOH,有的是加氨水？ 金属所提出氧化石墨烯薄膜的化学还原新方法
http://www./xwzx/kydt/9289.html
金属所提出氧化石墨烯薄膜的化学还原新方法
| 文章来源：先进炭材料研究部& && &&&【大 中 小】【打印】【关闭】&&
自2004年被发现以来，石墨烯（Graphene）由于结构独特、性能优异、理论研究价值高、应用前景广阔而备受关注。氧化石墨烯（GO）是含有丰富含氧官能团的石墨烯衍生物，可通过化学氧化剥离廉价的石墨而得，随后通过还原处理可制成石墨烯。因此，利用GO再经还原制备石墨烯已成为低成本、宏量制备石墨烯的一个重要途径，对促进石墨烯的宏量应用具有重大意义。作为石墨烯重要应用之一，石墨烯透明导电膜以其资源丰富、良好的化学稳定性和柔韧性有望取代资源缺乏、脆性的铟锡氧化物（ITO）成为新一代的透明导电膜，在柔性显示领域表现出巨大的应用潜力。GO具有良好的水溶性，易于成膜。因此，先利用GO溶液成膜，再对GO薄膜进行还原处理，可以制备出低成本大面积的柔性石墨烯透明导电膜。其关键是采用什么还原方法有效地去除GO表面的含氧官能团，获得具有高导电性的石墨烯及其薄膜材料。
GO的还原方法主要有两类：高温热处理和低温化学还原。高温热处理法通常要求在1000°C以上，惰性或还原气氛中进行，还原成本较高，而且要求承载石墨烯及其薄膜的基片能够耐受高温，因此限制了该方法的广泛应用。低温化学还原可以在低于100℃的条件下进行，易于实现GO材料的低成本还原。但是，已报道的化学还原方法中效果最好的肼类还原剂（肼、二甲基肼等）和金属氢化物类还原剂（硼氢化钠、氢化锂铝等）的还原效果仍不理想，而且肼类物质不仅成本高，还是剧毒物质，大量使用会对环境造成严重污染。此外，采用这两类物质还原GO薄膜时，会造成薄膜膨胀或破碎，无法得到高电导性的石墨烯薄膜。因此迫切需要开发高效、低成本、无污染且适用于GO薄膜还原的低温化学还原方法。
沈阳材料科学国家（联合）实验室先进炭材料研究部对GO表面含氧官能团的组成、氢卤酸与GO反应原理以及卤素原子与碳原子之间成键时的键能等进行了系统分析，提出了利用氢碘酸、氢溴酸等卤化物还原GO的方法，实现了GO在较低的温度下（≤100°C）的快速、高效还原，所得石墨烯的碳氧比可达12以上。研究还发现，这一方法不仅可以实现对GO粉体的大量高效还原，而且非常适合于对GO薄膜进行直接还原。还原后所得石墨烯薄膜的体积电导率可以达到3×104S/m，明显优于已有化学还原方法的效果。更重要的是，还原处理在去除薄膜层间含氧官能团的同时，反应产物以液相的形式从薄膜内部析出，产生的毛细作用力使薄膜厚度明显减小、结构更加致密，提高了石墨烯片层之间的结合力，因此还原后得到的石墨烯薄膜在导电性、力学强度和柔韧性等方面都有了显著的提高，解决了现有还原方法破坏薄膜结构的瓶颈问题。该研究还通过氢碘酸还原由大片GO组装而成的薄膜直接制备出在84%透光率下，表面电阻为1kΩ/□以下的柔性石墨烯透明导电薄膜，使得通过低温化学还原处理制备高质量的石墨烯透明导电膜成为可能，为石墨烯透明导电薄膜在柔性器件领域的广泛应用奠定了基础。
该研究首次使用强酸性还原剂实现了GO的高效还原，突破了以前GO还原只有在碱性环境中才能有效进行的观点。还原过程研究发现了卤素的取代和自发消去行为，并提出了亲核取代是GO还原反应基本过程的见解，为进一步深化对GO还原机理的认识、发展新的GO还原技术并拓宽GO的应用提供了重要参考。相关工作分别被Carbon和ACS Nano接受发表（全文链接：http://dx.doi.org/10.1016/j.carbon.和http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/nn1015506）。
利用氢碘酸还原氧化石墨烯薄膜的还原效果 a、b：还原前后的GO薄膜的宏观光学形貌；c: 还原前后薄膜的拉伸应力-应变曲线；d、e:还原前后薄膜表面的XPS-C1s谱图；f: 利用氢碘酸还原GO制备的柔性石墨烯透明导电薄膜Originally posted by cindy717 at
各位大侠，我想问问氧化石墨烯在还原的时候是不是一定要在碱性条件下反应啊？？谢谢
: Originally posted by mooncakeaa at
金属所提出氧化石墨烯薄膜的化学还原新方法
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金属所提出氧化石墨烯薄膜的化学还原新方法
| 文章来源：先进炭材 ... 不错~ 分还原剂啦。。 我是用氨水调节的，要注意挥发的问题 : Originally posted by cindy717 at
那用水合肼作还原剂也要在碱性条件下还原吗？？ 是要在碱性条件下还原，而且对PH值一定要控制好，过高或者过低都不好！ : Originally posted by cindy717 at
我看文献中，大部分是在碱性条件下还原的，有的是加NaOH,有的是加氨水？ 不是吧，很多文献都是没加碱或者氨水的呀 我查到的文献里也有加水的 可以参考一下最近的综述，根据链接可直接下原文： 氧化石墨烯还原方法研究进展，碳素技术，）:29-36 /home.php?mod=attachment&id=48135 : Originally posted by qingnian at
我们用的热解还原，没有遇到你说的问题，就是将氧化石墨洗涤至中性，然后高温还原，不过实验挺危险，要是用阱还原的话，也很危险，要求也是碱性的吧，你可以搜一下相关的阱还原的实验参考吧。 你们热还原的温度和时间等具体的工艺参数能说一下嘛谢谢 : Originally posted by qingnian at
我们用的热解还原，没有遇到你说的问题，就是将氧化石墨洗涤至中性，然后高温还原，不过实验挺危险，要是用阱还原的话，也很危险，要求也是碱性的吧，你可以搜一下相关的阱还原的实验参考吧。 想请问下，高温还原的危险性在于什么地方呢？
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颉蓉，笔名：米乐，英文名：Cally Xie。师承年画家李冰先生，毕业于四川美术学院设计艺术系环境艺术专业。中国设计师协会会员、甘肃省工艺美术协会会员、甘肃省青年设计师协会 会员，高级室内设计师、景观设计师、商业插画师。主要研究方向：原创插画、装饰画、工艺品制作等。出版专著、教材多部，服装设计“福雍雅 致”、产品设计“麦积山旅游纪念杯”和“福爷爷许愿风铃”分别获国家专利，原创插画及设计作品多次荣获国内重大奖项，指导学生参赛多次获奖并主办多次教学成 果展，甘肃工业职业技术学院讲师，艺术学院旅游工艺品设计与制作专业主任。外文名Cally Xie。别毕业院校四川美术学院
硬笔书法：《沁园春雪》获2001年首届四川美术学院书法协会“优秀奖”
景观规划：《重庆第九 条山城步道》2004年获首届全国高校环境艺术年展景观类“银奖”并获四川美术学院04届毕业创作“优秀奖”和学院“优秀奖”，作品入选《四川美术学院 04届优秀毕业生作品选》，重庆大学出版社出版
论文：《规划中的非规划》2004年获四川美术学院04届毕业论文“三等奖”，论文入选《四川美术学院04届优秀 毕业生论文选》，出版社出版
装饰画：《山东行》4组作品2007年获甘肃省核工业部全系统教职工书画摄影展“优秀奖”
T恤设计作品：2008年 获TSHOW环保公益T恤设计大赛“一等奖”
原创漫画：《防震法》2009年获漫友圈原创漫画插画大赛“金奖”
服装设计作品：“福雍雅致”2009年获国家专利
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原创插画：《梦回东方》系列3幅作品2013年获第七届“创意中国”设计大奖赛组优秀奖。
原创插画：《大黄 鸭子的幸福生活》2013年获第七届Wacom全国创意绘画大赛甘肃赛区“铜奖”
原创插画：《大黄鸭的乌托邦》2014年获第五届中国高校美术作品学年展 教师组三等奖。
2014年，产品设计作品《麦积山旅游纪念杯》和《福爷爷许愿风铃》分别获国家专利2007年获《全国高职高专教师技能大赛》技 能组“银奖”
2008年获《第十一届全国设计师大赛》“优秀指导教师奖”
2010年获年度“优秀班主任”称号
2010年获年度“优秀教师”称号
2011年获甘 肃工业职业技术学院第二届学术研讨会论文“优秀奖”
2012年6月获专业剖析大赛“三等奖”
2013年获甘肃工业职业技术学院第三届学术研讨会论文“优秀奖”
2013年获 第九届“挑战杯”甘肃省大学生课外学术科技作品竞赛“优秀指导教师奖”2008年参与《设计素描》精品课程，为课程主讲教师
2009年参 与《天水青少年刊物的市场情况与分析》院级教研项目，为课题主要负责人
2010年参与《室内设计》精品课程，为课程主讲教师
2011年参编并绘制科学出 版社《职业形象塑造》一书插图
2012年至2013年参编湖北科学技术出版社《设计导论》和《展示设计》等教材，任书目副主编
2013年主 持《我校旅游工艺品设计与制作专业项目化教学模式研究》院级教研项目，为课题负责人
2013年《高职艺术设计类专业实践教学改革与实践》获校级教学成果 二等奖，为课题主要完成人
2013年参编中国民族摄影艺术出版社的《商业插画》，任书目副主编
2014年出版个人插画作品集《中国实力派艺术家--颉蓉 插画艺术》一书，该书由北京工艺美术出版社出版发行论文：《规划中的非规划》入选2004年《四川美术学院04届优秀毕业生论文选》，重庆大学出版社出版
论文 ：《基于世博情境下的城市形象设计》入选《艺术与设计》杂志2011年1月第206期
论文：《高职院校艺术设计专业创新教学课程探议》入选《新课程学习》杂志 2012年12月
论文：《高职艺术设计教育的教学改革设想》入选《现代阅读教育版》杂志2012年12月2008年主持指导学生参加《第十一届全国设计师大赛》，指导 学生杨妥妥、海维莹荣获“优秀设计奖”，并获国家专利11项
2010年主持指导参加《第十三届全国设计师大赛》，指导学生赵威、刘世虎荣获“优秀设计奖”，并获国家专利9项
2010年主持指导学生参加《第十四届全国设计师大赛》，指导学生孔庆龄荣获“优秀设计奖”
2013年主持指导学生参加《第十五届全国设计师大赛》，指导学生李玉芬荣获“优秀设计奖”
2013年指导 工艺1131班参加第九届“挑战杯”甘肃省大学生课外学术科技作品竞赛，参赛作品科技发明制作B类《壁饰创作系列（一）》，荣获三等奖。
2014年指导学生陈垣博《第七届Wacom全国创意绘画大赛》获“入围奖”颉蓉[1]性别：女最高学历：博士研究生职　称：研究员专家类别：导师部　门：材料科学国家（联合）实验室 炭材料研究部通讯地址：辽宁省沈阳市沈可区文化路72号，中国科学院金属研究所，炭材料研究部简历3.2　澳大利亚昆士兰大学有机光电子中心　访问学者2012.9--　 金属所国家实验室，炭材料研究部　项目研究员2.9　金属所国家实验室，炭材料研究部　副研2003.11　法国国家科研中心材料实验室　访问学者7.9　金属所国家实验室，炭材料部　沈阳界面材料研究中心办公室3.2　金属所，材料学专业　博士生9.3　东北大学，冶金与物理化学专业　6.7　东北大学，冶金与物理化学专业　本科生研究领域碳纳米管和石墨烯基薄膜材料的制备及其在柔性电子器件等领域的应用研究；碳纳米管和石墨烯复合材料的制备与应用研究。承担科研项目情况碳管透明导电薄膜制备与应用研究：提出了一种超强酸溶胀预分散－碳质副产物选择性功能化自发分散方法，在无添加剂、且可保持单壁碳纳米管结构完整性的前提下,实现了单壁碳纳米管在水和常用极性有机溶剂中的自发分散 (图1)。采用上述自发分散方法，利用无、高完整性的单壁碳纳米管分散液，制备出透明导电性优异（透光率为82%和90%时表面电阻分别为76和133 Ω.sq-1）的单壁碳纳米管薄膜，已达商用透明导电薄膜的要求。同时，设计组装了自动喷涂设备，制备出具有优异柔韧性的大尺寸透明导电薄膜（图2）。此外，在研究发现碳纳米管在常压下可被臭氧官能化并刻蚀的基础上，建立了光刻─臭氧刻蚀图形化碳纳米管薄膜的方法，获得了具有不同图形的碳纳米管薄膜（图3）。该方法快捷方便，三分钟内即可在常压下实现碳管薄膜的图形化，克服了等离子体刻蚀带来的高成本、相对耗时的缺点。同时将该方法用于石墨烯透明导电薄膜的图形化研究，不仅获得了高精度的石墨烯薄膜图形，还能调控石墨烯薄膜的电学性能，使其可在不同器件中获得应用。
单壁碳纳米管的自发分散及其分散状态表征与统计 单壁碳纳米管在水中自发分散i) 0min，ii) 10min，iii) 1h，iv) 48h的照片；b: a图中iv)的原子力显微镜照片；c: 单壁碳纳米管管束大小的统计图，显示分散液中的单壁碳纳米管大多以单根或小管束的形式存在。利用自发分散单壁碳纳米管喷涂法制备的大面积柔性透明导电薄膜
臭氧图形化碳管薄膜过程示意图（a）及所得不同图形的薄膜（b），标尺为100 mm石墨烯薄膜的应用基础与关键技术研究：建立了高效、低成本、大面积制备石墨烯薄膜的氢卤酸还原方法，通过简单的浸泡即实现了氧化石墨烯（GO）薄膜在较低的温度下（≤100°C）的快速、高效还原，所得石墨烯薄膜的碳氧比可达12以上，体积电导率可以达到3×104 S/m，明显优于已有化学还原方法的效果。更重要的是，还原处理在去除薄膜层间含氧官能团的同时，反应产物以液相的形式从薄膜内部析出，产生的毛细作用力使薄膜厚度明显减小、结构更加致密，提高了石墨烯片层之间的结合力，因此还原后得到的石墨烯薄膜在导电性、力学强度和柔韧性等方面都有了显著的提高（图4），解决了已有还原方法破坏薄膜结构的瓶颈问题。在此基础上，提出了“弱氧化—强剥离—后分离”的思路配制出具有良好印刷适性的石墨烯基墨水。建立了喷墨打印－氢碘酸还原的方法制备出大面积、图形化的石墨烯薄膜（图5a-c）。打印所得的柔性电路在高频下具有极低的阻抗值，有望代替传统复杂的蚀刻工艺和昂贵的贵金属粒子墨水用于印制无线射频识别标签及柔性电路板等。此外，利用该方法，成功实现了柔性全碳晶体管的打印制备，所得晶体管开关比达到了104，迁移率为1~2 cm2 v-1 s-1（图5d-e），有望在柔性传感器、柔性显示等器件中获得广泛应用。
还原前后薄膜状态的变化：（a）还原前(GO)和（b）还原后(rGO)薄膜的光学照片；（c）还原前后薄膜的应力-应变曲线；（d）还原后氧化石墨烯薄膜截面的SEM照片（a）采用“弱氧化—强剥离—后分离”的技术配制的GO墨水；（b）喷墨打印－氢碘酸还原的方法制备出大面积、图形化的石墨烯薄膜及其（c）局部放大；（d）柔性全炭晶体管的制备及其（e）传输特性。
碳纳米管和石墨烯复合材料的研究与开发：利用碳纳米管高导电性、大长径比及其易形成导电网络的特点，采用干混预分散与熔融共混相结合的技术制备了具有显著的电阻正温度系数（PTC）效应、室温电阻低、循环稳定性好的碳纳米管/高密度聚乙烯（HDPE）PTC复合热敏元件（图6），有望在温度传感器、自控温加热器和过电流保护器等领域中获得广泛应用。此外，为了降低石墨烯的添加量、节约成本，开发了乙醇辅助分散结合热压方法，制备出具有偏析网络结构的石墨烯/HDPE复合材料，显著提高了石墨烯的利用率，同时探讨并比较了其与碳纳米管导电复合材料在实际应用中所面临的挑战（图7）。鉴于在碳纳米管和石墨烯复合材料应用方面的研究工作，应邀撰写了两篇综述论文“The present status and key problems of carbon nanotube based polymer composites”和“The fabrication, properties, and uses of graphene/polymer composites”，分别发表在eXPRESS Polym. Lett. ): 253–273和Macromol. Chem. Phys. : 。碳纳米管/HDPE复合PTC热敏器件及其循环稳定性乙醇辅助分散-热压法制备的具有偏析网络结构石墨烯复合材料的截面SEM照片（a）及其与多壁碳纳米管（MWCNT）复合材料导电性能比较
Y. Su, S.F. Pei,J.H. Du, W.B. Liu, C. Liu, H.M. Cheng*, Patterning flexible single–walled carbon nanotube thin films by an ozone gas exposure method,Carbon2012 (Accepted).
J.H. Du, H.M. Cheng,The fabrication, properties, and uses of graphene/polymer composites,Macromol. Chem. Phys.-11): (Invited review).
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Y. Su+,J.H. Du+, S.F. Pei, C. Liu, H.M. Cheng*, Contamination–free and damage–free patterning of single–walled carbon nanotube transparent conductive films on flexible substrates,Nanoscale71–4574.
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W.B. Liu, S.F. Pei,J.H. Du*, B.L. Liu, L.B. Gao, Y. Su, C. Liu, H.M. Cheng*, Additive-free dispersion of single-walled carbon nanotubes and its application for transparent conductive films,Adv. Funct. Mater. 30–2337.
S.F. Pei, J.P. Zhao, J.H. Du*, W.C. Ren, H.M. Cheng*, Direct reduction of graphene oxide films into highly conductive and flexible graphene films by hydrohalic acids,Carbon66–4474.
Y. Zeng, P.F. Liu,J.H. Du, L. Zhao, P.M. Ajayan, H.M. Cheng, Increasing the electrical conductivity of carbon nanotube/polymer composites by using weak nanotube–polymer interactions,Carbon51–3558.
S.F. Pei,J.H. Du*, Y. Zeng, C. Liu and H.M. Cheng*, The fabrication of a carbon nanotube transparent conductive film by electrophoretic deposition and hot–pressing transfer,Nanotechnology5707.
J.B. Cheng,J.H. Du, S. Bai, Growth and mechanism of carbon microcoil with changing fiber cross–section shape,New Carbon Materials): 354–358.(《新型炭材料》09年度青年优秀论文)
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