石墨烯修饰的碳纳米纤维膜的制备及性能研究

为拓展碳纳米纤维在环境保护与治理领域的应用,提高资源利用率,获得多功能型碳纳米纤维薄膜,利用静电纺丝法将氧化石墨烯(GO)与碳纳米纤维前驱体复合。以聚丙烯腈(PAN)基碳纳米纤维为载体,氧化石墨烯(GO)为改性添加剂,通过静电纺丝技术和预氧化、炭化处理制备石墨烯/碳纳米纤维复合纤维膜,研究不同GO含量和炭化温度对复合纤维膜性能的影响。结果表明：复合纤维膜的导电和吸油性能随炭化温度和GO添加量的增加而增强,炭化温度为1 100℃,GO添加量为4%时,复合纤维膜电导率达到1.63 S·cm^-1,是未添加的2.64倍;吸油系数为23.3,是未添加的1.36倍;水接触角均大于90°,表现为疏水性;添加少量GO后复合纤维膜导电、吸油和疏水性能均得到提升。     

热处理对还原氧化石墨烯结构和电性能的影响北大核心

以改进Hummers法制备的氧化石墨烯(GO)为原料,通过热解还原剥离得到还原氧化石墨烯(RGO),并考察热解工艺对RGO结构和电性能的影响。研究表明,随着热解温度的升高,RGO的氧含量降低,缺陷密度下降,但过高的热解温度会造成RGO结构的二次塌陷并降低比表面积。通过测试不同热解温度下制备的RGO样品的电导率,发现RGO的缺陷结构和氧含量是影响其导电性的主要因素。在600℃热解还原制备的RGO-600粉体热处理温度适中,片层剥离度高,比表面积大,二次结构坍缩少,导电性能优越,其电导率可达344.8 S/cm。RGO与碳纳米管、导电炭黑复合的石墨烯复合导电浆料用于锂离子电池材料中,能明显提升电极材料的电子传导能力。此方法实现了在较低的热解温度条件下,剥离还原制备高导电性的石墨烯材料。     

石墨烯/碱式硫酸镁晶须/PVC复合材料的制备及性能表征

以改进的Hummers法制备还原氧化石墨烯(RGO),以RGO和碱式硫酸镁晶须(MHSHw)为填料,采用机械球磨法制备RGO/MHSHw/PVC复合粉料,经平板硫化机热压成型得三相复合板材。考察了RGO和MHSHw对复合材料电阻率、阻燃性能及力学性能的影响。结果表明:RGO具有很好的片层结构和导电性;当MHSHw添加量为5%,RGO添加量为1%时,RGO/MHSHw/PVC复合板材的表面电阻率为4×106Ω/square,比纯PVC下降8个数量级,达到了商业抗静电效果,拉伸强度达到最大值17.61 MPa,比纯PVC提高了44.04%,复合板材氧指数>33%,具有阻燃性能,得到力学性能优良兼具有抗静电和阻燃性能的复合材料。     

RGO改性MC尼龙导电复合材料的制备及表征

采用溶剂预分散的方法分散还原氧化石墨烯(RGO)微片,再结合硅烷偶联剂等处理RGO表面,并以原位聚合法制备RGO改性MC尼龙导电复合材料。研究了RGO含量、表观密度及表面处理方法对RGO改性MC尼龙导电复合材料电性能的影响;分析了RGO添加后对MC尼龙热性能的影响。结果表明,随着RGO含量的增加,RGO改性MC尼龙导电复合材料的表面电阻率和体积电阻率呈现逐渐减小趋势,电性能得到提高;RGO质量分数1.5%为RGO改性MC尼龙导电复合材料的渗滤阈值;当RGO质量分数达到2.5%时,RGO改性MC尼龙导电复合材料的表面电阻率达到1.04×102Ω,体积电阻率达到1.35×102Ω·m。     

石墨烯/热塑性聚氨酯薄膜的制备及性能

采用热还原的方法由氧化石墨烯(GO)制备得到还原石墨烯(RGO),并将两种石墨烯与热塑性聚氨酯(TPU)复合制得纳米复合材料薄膜。进而考察了两种纳米复合材料薄膜的导电、导热及力学性能。结果表明:在TPU中加入GO能够得到高导热、低导电的纳米复合材料,而加入RGO则得到高导热、高导电的纳米复合材料;同时,GO和RGO的加入,均能显著提高TPU的拉伸强度和模量。     

聚乙烯醇/石墨烯复合材料的制备及其性能

采用超声辅助Hummers法制备了氧化石墨烯(GO),采用机械共混法,辅以化学还原法制备了聚乙烯醇(PVA)/石墨烯(RGO)复合材料,对有关产物进行了表征和测试。结果表明:适量引入RGO可有效改善PVA的力学性能、热稳定性和导电性能,当RGO质量分数为1.5%时,PVA/RGO抗拉伸强度达45.2 MPa,比PVA提高了27%,电导率比PVA提高了6个数量级;当RGO质量分数为2.0%时,PVA/RGO玻璃化温度达到85.6℃,比PVA提高了8.0℃。     

隔离结构还原氧化石墨烯/天然橡胶导电复合材料的制备及其电性能研究

以氧化石墨烯(GO)和天然胶乳为主要原材料,通过冷冻干燥技术制备具有隔离结构的还原氧化石墨烯(RGO)/天然橡胶(NR)导电复合材料,对其电性能进行研究。结果表明:通过冷冻干燥法在NR基体中构筑RGO隔离结构,RGO/NR复合材料的交流电导率和介电常数随RGO体积分数的增大而增大;隔离结构大幅降低了复合材料的电逾渗阈值,并赋予复合材料优异的应变敏感特性。     

功能填料的制备及其对硅树脂涂层性能的影响

为了提高涂层的防腐蚀性能,首先以植酸为掺杂剂,采用化学氧化法制备磷化聚苯胺(P-PANI);再采用改进的Hummers法制备氧化石墨烯(GO)并对其进行还原得到还原氧化石墨烯(RGO),然后将P-PANI、RGO作为功能填料加入到硅树脂(SiR)中,刷涂在镁锂(Mg-Li)合金表面制备了P-PANI/RGO/SiR复合涂层。用傅里叶变换红外光谱(FTIR)和扫描电子显微镜(SEM)表征了功能填料的结构和形貌;研究了功能填料对涂层基本性能、疏水性能和防腐蚀性能的影响。结果显示:同时加入P-PANI和RGO的SiR涂层表现出较好的性能,干湿附着力均为0级,接触角为97.24°,腐蚀电流密度仅为4.03×10~(-7) A×cm~(-2),腐蚀防护效率高达97.64%。     

还原氧化石墨烯对天然橡胶/石墨烯泡沫复合材料导电性能和压阻性能的影响（英文）

制备了天然橡胶(NR)/石墨烯泡沫(GF)复合材料,研究了还原氧化石墨烯(RGO)对其导电性能和压阻性能的影响。结果表明,RGO可有效改善复合材料的导电性能,扩大应变传感范围,当压缩应变为30%时,二次浸渍NR/GF的压阻性能和传感性能最佳,其灵敏度(ΔR/R_0)为2. 66。     

RGO/ANFs复合气凝胶的制备及电磁屏蔽性能

本研究通过化学水热还原法制备RGO，并将其引入到化学劈裂法制备的ANF基体中，进而采用冷冻干燥法制备了可压缩回弹、高效电磁屏蔽性能的RGO/ANFs复合气凝胶，系统研究了不同RGO添加量对RGO/ANFs复合气凝胶的微观形貌、导电性能、力学性能和电磁屏蔽性能的影响。研究表明：当RGO添加量为20 wt.%时，复合气凝胶电导率达到15.84 S/cm，电磁屏蔽效能高达22 dB， 30%压缩应变时，压缩应力可达21 kPa。气凝胶自身的多孔结构与RGO良好的导电性能共同赋予了复合气凝胶优异的电磁屏蔽性能，这种兼具电磁屏蔽性能与力学性能的复合气凝胶有望应用于通信、微电子和航空航天等领域。     

氧化石墨烯纤维的制备工艺研究

石墨烯纤维是近年发展起来的一种新型碳质纤维,因其优异的电学性能、机械性能而具有良好的发展前景。本文采用Hummers法制备氧化石墨烯,并探索了氧化石墨烯通过纺丝过程制备氧化石墨烯纤维的方法。采用傅里叶红外光谱仪和扫描电镜对产物进行了表征。本文选出了成功制备氧化石墨烯纤维的凝固浴浓度和纺丝注射器内径等条件。红外结果显示制得的氧化石墨烯氧化效果良好,氧化石墨烯纤维具有一定强度和柔韧性。     

石墨烯改性水泥砂浆导电性能和压敏性能研究

采用Hummers法制备氧化石墨烯(GO),并经过800℃高温还原制备石墨烯(RGO)。采用TEM、FTIR微观手段对其结构进行表征。并将其应用在水泥砂浆中,研究不同掺量石墨烯改性水泥砂浆的导电性能和压敏性能的影响。研究结果表明,在水化早期,石墨烯对水泥砂浆的导电增强作用不明显,但在水化后期,石墨烯能大大增加水泥砂浆的导电性。水泥砂浆的导电性随着薄层石墨掺量的增加呈现先增加后减小的趋势,增加水泥基材料导电性的较佳掺量为0.9%;并且,石墨烯改性水泥砂浆具有明显的压力依赖性,在受到压应力时,表现出明显的压敏特性。     

石墨烯/酚醛复合纤维的制备及性能

石墨烯纤维是新一代柔性器件的潜力电极材料,制备同时具有良好力学性能和电化学性能的石墨烯基复合纤维是研究的重点。以改良的Hummers法制备的氧化石墨烯为基体,酚醛树脂为增强体,冰乙酸为凝固浴,通过非液晶湿法纺丝的方法制备了石墨烯/酚醛复合纤维,并对得到的石墨烯/酚醛复合纤维的表面形貌、力学性能和电化学性能进行了研究。结果表明,酚醛树脂通过氢键与石墨烯片层相结合,从而减少石墨烯片层间的堆叠,使复合纤维的表面褶皱丰富且均匀。通过调控酚醛树脂的含量,可以得到具有不同表面褶皱程度的复合纤维。随着酚醛树脂用量的增加,纺丝液浓度增大,挤出胀大现象明显,复合纤维片层间隙增大,表面沟壑加深,缺陷增加。石墨烯/酚醛复合纤维的拉伸强度随着酚醛树脂用量的增加呈现先增大后减小的趋势,酚醛树脂用量为10%时纤维的拉伸强度和拉伸弹性模量分别为65.53 MPa和672.91 MPa。得益于表面丰富均匀的褶皱,在电流密度为0.2 A/cm³时,氧化石墨烯∶酚醛为100∶10时体积比电容为583.4 F/cm³,远高于纯石墨烯纤维。     

还原程度对石墨烯复合材料吸波性能影响

还原石墨烯(RGO)是一种高效的电磁波吸收材料,其缺陷相关的介电损耗机制是当前研究的热点。本文在密闭氧化法制备氧化石墨烯(GO)的基础上,通过调节VC的用量制备了还原度可控的RGO。结果表明:RGO的还原度随着VC用量的增加而提高,且电导率与还原程度正相关;在1 GHz～18 GHz内,高度还原的RGO具有更好的吸波效果,当其在树脂基体中添加量仅为1.5wt%时,3 mm的吸波体在9.5 GHz具有最强吸收峰值-16.4 dB。本文探讨了RGO缺陷相关的介电弛豫机理,为新型的石墨烯基复合吸波体的研究和应用提供了实验依据。     

还原氧化石墨烯/纤维素复合薄膜的制备及性能

利用还原氧化石墨烯(RGO)改善离子液体溶剂纤维素(CE)的综合性能,将氧化石墨烯(GO)分散在去离子水中,通过热还原法得到RGO,RGO与离子液体(IL)混合后采用减压蒸馏法去除水分,得到均匀分散的RGO/IL溶液,以RGO/IL溶液为纤维素溶剂,利用RGO改善CE薄膜的各项性能,用扫描电子显微镜和XRD表征了材料的形貌和结构。结果表明,RGO质量分数为1%时,RGO/CE复合薄膜的拉伸强度和模量分别为122MPa和6.77GPa,较纯CE薄膜分别提高了188%和320%。RGO/CE复合薄膜的电导率为4.7×10~(–6)S/m,较纯CE薄膜(2.5×10~(–14) S/m)提高了9个数量级,由于RGO与CE分子链间新的氢键的形成以及RGO优异的二维结构,RGO可以显著提高复合薄膜的热稳定性、力学性能和导电能力。     

氧化石墨烯的制备及还原研究

通过控制高锰酸钾的用量,采用改性悍马氧化法与氢碘酸还原法制备了一系列氧化石墨烯(GO)及还原石墨烯(RGO),研究了高锰酸钾用量对GO及RGO的形态、稳定性、成膜性能及导电性能的影响。研究结果表明:当石墨与高锰酸钾的质量比为2.5~3时,所得GO在具有较好分散性,且经还原后的膜电阻率较低,约为1.2×10-3Ω/cm。     

氧化石墨烯-壳聚糖纤维制备及其对染料吸附性能

选取壳聚糖和聚乙烯醇与氧化石墨烯共混复合,通过湿法纺丝工艺技术,制备不同氧化石墨烯含量的氧化石墨烯-壳聚糖复合纤维。利用扫描电镜和红外光谱表征了复合纤维的微观结构和化学组成,结果表明:复合纤维成形较好,氧化石墨烯与壳聚糖之间形成了稳定的氢键。通过染料吸附试验可知:氧化石墨烯可明显提高复合纤维对染料的吸附能力,当氧化石墨烯质量分数为1%时,吸附效果最理想,吸附量可达407 mg/g,有望用于印染废水的综合处理。     

静电纺丝法制备聚碳酸酯基聚氨酯纳米纤维的研究

以N,N-二甲基甲酰胺(DMF)和四氢呋喃(THF)为混合溶剂配制聚碳酸酯基热塑性聚氨酯(PU)纺丝溶液,通过静电纺丝法制备PU纳米纤维。重点研究了纺丝溶液浓度、混合溶剂中DMF和THF的体积比、纺丝电压和纺丝溶液流速对PU纳米纤维形态、直径及其分散性的影响。结果发现,纺丝液浓度为12%,混合溶剂中DMF与THF体积比为1∶1,纺丝电压为10 kV,纺丝溶液流速为0. 8 m L/h时,通过静电纺丝法制得的PU纳米纤维粗细均匀,表面光滑,纤维之间无粘连现象,形成的纳米纤维膜空隙率高。     

石墨烯/导电聚合物复合防腐蚀材料制备及应用研究进展

石墨烯/导电聚合物复合材料不仅具有石墨烯优异的屏蔽性能和导电聚合物良好的氧化还原特性，还能协同发挥二者的功能，在金属防腐蚀领域有着巨大的应用潜力。本文综述了石墨烯/导电聚合物复合防腐蚀材料的制备方法，包括电化学方法、化学氧化法、分散液混合法和化学气相沉积法（CVD）；并全面总结了石墨烯/导电聚合物复合材料在防腐蚀涂层中的应用及性能。制备的石墨烯/导电聚合物复合材料可以通过电化学方法、溶剂挥发法制成石墨烯/导电聚合物防腐蚀薄膜涂层，还可以混入成膜物树脂中制备树脂复合防护涂层。讨论了石墨烯/导电聚合物在制备过程、薄膜涂层和树脂复合涂层应用中的优势与不足，提出了构建结构可控、综合性能好的复合防腐涂层是石墨烯/导电聚合物复合防腐蚀材料的未来主要发展趋势。     

一种防中子辐射的高强氧化石墨烯复合纤维及其制备方法

正本发明涉及一种防中子辐射的高强氧化石墨烯复合纤维及其制备方法,将芳纶纳米纤维、经表面处理的B4C和Zn B以及氧化石墨烯溶解并制得纺丝液,再通过湿法纺丝而得。相较于传统的辐射防护材料,本发明的氧化石墨烯复合纤维不仅具有良好的力学性能、防中子辐射性能及阻燃性能,其还可以依据自身的形状特点应用于各种防辐射设备。专利申请号:2019106680035