氧化石墨烯及其复合材料对水中放射性核素的吸附

在核能和核技术的快速发展过程及应用中产生了大量放射性废水,其对生态环境会造成潜在的污染,因此对放射性废水处理技术的研究对保护环境有着重要的意义。氧化石墨烯及其复合材料具有比表面积高、官能团丰富、吸附能力强、化学稳定性好等优点,在放射性废水处理领域受到广泛关注。本文综述了近年来有关氧化石墨烯及其复合材料对水中放射性核素吸附的研究现状及进展,介绍了氧化石墨烯及其复合材料对放射性核素的吸附容量、吸附等温模型、吸附热力学、影响因素和吸附机理。最后分析了氧化石墨烯及其复合材料处理放射性核素在辐射稳定性和高吸附选择性等方面面临的问题和挑战,探讨了推动该类材料今后实际放射性废水处理中工程应用的重点研究方向,如完善的产业体系和积极研发相匹配的成套水处理工艺及设备等。     

石墨烯及其衍生物复掺纤维水泥基复合材料研究进展

石墨烯(G)/氧化石墨烯(GO)以其优异的力学、导电以及导热性能在改善水泥基材料力学以及功能性等方面表现出良好的应用前景。然而,这些纳米材料在水泥基材料中难以分散,限制了它们在水泥基复合材料中的实际应用。近些年来,研究者们开始将纤维同这些纳米材料复掺到水泥基材料中,其分散性能得到了很大的提升。从材料在水泥基中分散问题、水泥水化过程、力学性能、功能性、耐久性能等5个方面系统地阐述了石墨烯及氧化石墨烯和其他纤维混杂对于水泥基复合材料的影响,对今后水泥基复合材料性能的提升具有指导作用。     

石墨烯基复合材料的催化应用进展

石墨烯作为一种新型碳材料,由于其高比表面积、易分散、易于功能化和化学环境稳定性高等特点,在催化体系中得到了广泛的关注。催化应用是石墨烯基复合材料应用领域中的重要研究方向,目前石墨烯基催化材料除了常应用于光催化、电催化外,其在Suzuki、加氢以及氧化等方面也有了较大发展。对石墨烯基材料相关的合成路线进行讨论,对当下石墨烯基催化剂的研制、应用及其催化性能进行评述。     

氧化石墨烯/壳聚糖生物复合材料的制备及应用研究进展

氧化石墨烯/壳聚糖复合材料是近几年发展的一种新型生物复合材料,具有独特的力学性能、吸附性能、电化学性能以及抗菌性能等。本文综述了近几年来氧化石墨烯/壳聚糖复合材料的研究进展,简单介绍了该复合材料的制备方法,详细阐述了该复合材料在高机械强度材料、废水处理、电化学传感器、生物医学材料等领域的应用研究,最后对氧化石墨烯/壳聚糖复合材料在低成本、大规模制备,复合材料的结构性质以及在新领域的应用等方面进行了展望。     

利用氧化石墨烯复合膜吸附去除水中重金属离子的研究进展

氧化石墨烯作为一种独特的碳纳米材料,具有很高的比表面积,且其表面含有丰富的羟基、羧基等含氧基团,被认为是一种得天独厚的吸附材料,在净化水体方面有着广阔的发展前景。目前,为进一步提高氧化石墨烯对重金属离子的选择吸附性,氧化石墨烯被辅之以其他功能化材料,来制备复合材料。此外,膜分离技术在解决水环境问题上效果显著,因此将氧化石墨烯复合材料与膜分离技术相结合,来制备氧化石墨烯复合膜,对净化水体起到了事半功倍的效果。本文综述了氧化石墨烯复合膜材料的制备方法,并对其去除水中重金属离子的研究进展与吸附机理进行了综述,也对后续研究方向进行了展望。     

石墨烯基复合材料的三维组装与应用研究进展

三维石墨烯结构体不仅继承了二维石墨烯片完美的碳晶体结构,还展现出超低的密度、极高的孔隙率和较大的比表面积等特点,具有导电、导热、吸附等优异性能,是近年来石墨烯功能材料中的一颗新星。目前,石墨烯与聚合物、无机纳米材料组装成三维结构复合材料的研究已经取得了实质性进展,研究者通过丰富的化学和物理路径实现了石墨烯与功能组分的三维有序组装,并赋予该材料奇特的结构特点和性能优势。这些特性使材料在能量储存、环境保护、传感器等研究领域表现出不错的应用前景。根据当前研究热点,综述了石墨烯基复合材料的三维组装与应用的研究进展,包括三维石墨烯/聚合物复合材料与三维石墨烯/无机纳米复合材料两种体系。重点总结了两种体系的三维组装方法,并分析了复合材料中石墨烯与功能组分的结构特点,简要概括了当前三维石墨烯基复合材料在环境保护、超级电容器等不同领域的应用进展,并对三维石墨烯基复合材料的三维结构设计与多样化应用进行了展望。     

石墨烯及其复合材料在重金属离子吸附方面的应用

重金属污染是目前最为严峻的环境污染问题之一,因此,寻找高效的纳米材料去除水中的重金属变的尤为重要。作为碳系家族的新成员,石墨烯已经成为万众瞩目的研究热点。由于具有超大的比表面积、较高的机械强度和稳定的化学性质等突出优势,石墨烯不仅在场效应晶体管、催化、药物输送等领域应用前景广阔,而且作为吸附材料在重金属离子处理方面的潜能也备受关注。综述了近年来有关石墨烯及其复合材料吸附水溶液中重金属离子的研究,系统介绍了石墨烯基材料对重金属离子的吸附效果、吸附机理、影响因素,及该材料的脱附再生性能。最后,对石墨烯及其复合材料研究过程中的挑战进行了评述,同时对它们在水处理过程中的应用前景做了深入探讨和展望。     

石墨烯基吸附材料研究进展

石墨烯是一种由碳原子构成的单层二维纳米材料,具有超高理论比表面积和极强的表面化学活性,被认为是一类具有很好发展潜力的吸附分离材料。综述了石墨烯、氧化石墨烯及其复合材料的制备方法,以及在去除水中重金属离子和有机污染物方面的应用,并对今后石墨烯基吸附材料的研究方向进行了展望。     

氧化石墨烯复合材料研究进展

氧化石墨烯(GO)是一种石墨烯衍生物,具有独特的二维纳米片层结构,表面含有大量羟基、环氧基、羧基和羰基等含氧官基团,加之具有超大的比表面积、良好的亲水性和生物相容性等特性,使其作为纳米组分更易与聚合物、无机物及小分子等物质作用制备复合材料。综述了近年来GO复合材料在吸附材料、分离材料、电极材料、传感器材料、界面改性、光电热材料、高性能材料及催化等领域的研究,并从可持续发展的角度对要拓宽和实现GO复合材料的大规模工业化应用存在的问题进行了总结及展望。     

石墨烯材料在水处理方面的研究进展

石墨烯具有独特的结构和优异的物理、化学性能,其作为水处理材料的应用前景值得期待。本文介绍了石墨烯、氧化石墨烯及还原氧化石墨烯材料与水处理相关的主要性能,对石墨烯及其衍生物吸附重金属离子及有机物的研究及进展进行了综述,分析了相关的研究机理及主要影响因素;对各种石墨烯复合材料在水处理方面的研究逐一进行了介绍,包括磁性及非磁性石墨烯复合材料、石墨烯光催化复合材料;最后对该研究领域存在的问题及面临的挑战进行了分析,并对该领域研究发展趋势进行了展望。     

基于氧化石墨烯及其复合材料的纺织品抗菌整理研究进展

作为石墨烯的含氧衍生物,氧化石墨烯(GO)因其优异的物理、化学性能而受到广泛关注。本文首先分析了GO的抗菌机制,其次总结了GO与金属粒子、金属氧化物和有机物的抗菌复合材料的研究进展,然后探讨了基于GO及其复合材料的纺织品抗菌整理方法及其优缺点,最后提出了GO及其复合材料在纺织品抗菌整理方面的研究方向。      

Specific Capacitance and Cyclic Stability of Graphene Based Metal/Metal Oxide Nanocomposites:A Review

Graphene has become a worldwide admired material among researchers and scientists equally due to its unique richness in mechanical strength,electrical conductivity,optical and thermal properties.Researchers have explored that the composite materials based on graphene and metal/metal oxide nanostructures possess excellent potential for energy storage technologies.In particular,supercapacitors based on such composite materials have engrossed the extreme interest of researchers for its rapid charging/discharging time,safe operation and longer cyclic constancy.Till now,several fabrication techniques for composite materials and their energy storage applications have been explored.Here,specially,we have concentrated on the hottest research progress for the fabrication of graphene oxide and metal/metal oxide nanocomposites.We also emphasized on the characteristics and properties of supercapacitors fabricated using these composite materials.Moreover,our study is focused on the specific capacitance and cyclic stability of various composites to haul out the most efficient material for supercapacitor applications.     

海藻酸钠-碳材料复合凝胶吸附水中污染物的研究进展

海藻酸钠的亲水性和其凝胶的三维网状结构赋予海藻酸钠水凝胶良好的吸附性能,成为处理水中污染物的理想吸附材料。碳材料如石墨烯、碳纳米管等因其具有较高的比表面积,常用于污染物的吸附,与海藻酸钠复合可进一步改善和丰富海藻酸钠凝胶的性能。针对海藻酸钠-碳材料复合凝胶吸附水中污染物的研究现状,以氧化石墨烯、碳纳米管和活性炭这3种碳材料为主线,简单总结了海藻酸钠-碳材料复合凝胶吸附水中污染物的研究进展,并提出需要解决的若干问题。     

功能化氧化石墨烯/壳聚糖纳米复合材料的制备及力学性能研究

以壳聚糖为基体、氧化石墨烯为活性增强相,采用溶液复合的方法制备了氧化石墨烯/壳聚糖纳米复合材料。为使氧化石墨烯均匀地分散在壳聚糖溶液中,对氧化石墨烯的表面进行了功能化处理。通过TEM、SEM、XRD、TGA和力学实验对氧化石墨烯的分散性,复合材料的结晶性能、热性能和力学性能进行了分析。研究结果表明,表面处理后的氧化石墨烯均匀分散于壳聚糖溶液中,未出现絮凝和团聚现象,复合材料中氧化石墨烯也以层片堆叠的方式存在。复合材料中壳聚糖基体的结晶峰位置和结晶度不随氧化石墨烯的加入而改变。复合材料的杨氏模量随着氧化石墨烯含量的增加而提高,断裂伸长率随氧化石墨烯含量增加而降低;当氧化石墨烯含量达到5%(质量分数)后,材料由韧性变为脆性,强度降低。复合材料的热稳定性随着氧化石墨烯含量的增加而提高。     

氧化石墨烯原位合成苯并噁嗪树脂改性材料的制备

本文采用原位合成法制备氧化石墨烯／苯并噁嗪树脂改性材料,初步对复合材料的傅里叶红外光谱、微观结构以及其性能肖氏硬度和抗压强度进行了探讨。结果表明,由苯并噁嗪树脂和氧化石墨烯／苯并噁嗪材料红外分析对比分析,氧化石墨烯有利于材料的合成和交联,而从金相显微镜对材料表面观察发现,过量的氧化石墨烯加入对复合材料的抗压强度整体性能有一定程度的影响;氧化石墨烯／苯并噁嗪树脂改性材料的肖氏硬度随氧化石墨烯含量增加而增大,且明显改善材料的硬度,在加入0．3％氧化石墨烯后,材料肖氏硬度可达到35H以上,抗压强度也有明显改善,在加入0．1％的氧化石墨烯后材料的抗压强度可以达到15．8MPa,氧化石墨烯的加入能有效的改善材料的性能。     

石墨烯/CuO锂离子电池负极材料的研究进展

石墨烯作为一种锂离子电池负极材料表现出优异的电化学性能,但石墨烯在充放电过程中容易团聚,导致其容量衰减特别快。而金属氧化物在充放电过程中体积膨胀大,因此其容量衰减也非常快;另外,金属氧化物的电导率低,导致其倍率性能差。将金属氧化物与石墨烯复合,两者性能互补,石墨烯可提高复合材料的电导率,缓解金属氧化物在充放电过程中的体积效应;金属氧化物可提高复合材料的储锂容量,并能阻止石墨烯在充放电过程中团聚。本文介绍了石墨烯/CuO锂离子电池负极材料的制备方法,分析了石墨烯与氧化铜及其复合材料的储锂机制,展望了石墨烯/CuO锂离子电池负极材料的应用前景,并指出了当前研究中存在的问题。     

共价功能化石墨烯超疏水防腐复合涂层材料的制备

石墨烯/有机聚合物复合涂层材料较纯聚合物材料具有更优越的阻隔性能,然而由于石墨烯之间高表面能和分子间作用力,使石墨烯在防腐等领域的应用潜力无法充分发挥。本文首先以传统自由基共聚方法合成一种含氟丙烯酸酯共聚物,并采用丙炔胺对氧化石墨烯改性合成炔基化氧化石墨烯,然后利用含氟丙烯酸酯共聚物末端氰基通过点击化学反应以共价键形式接枝在炔基化氧化石墨烯表面。疏水性分析表明,含氟共聚物功能化石墨烯的水接触角达到153°,将制备的功能化石墨烯涂敷于钢板基体时,水接触角提高到171.3°。扫描电镜显示,在炔基化石墨烯表面生长有大量300~600 nm的半球形接枝物。同时,将含氟共聚物功能化石墨烯/环氧树脂复合材料应用于碳素结构钢中,通过Tafel曲线和电化学阻抗谱对其耐蚀性能进行表征。结果显示,氟化石墨烯含量为0.5wt%的复合涂层的电流密度I_corr最低(8.872×10?9 A/cm2),比其他涂层样品低1~2个数量级。综上所述,本实验所制备的涂层材料具有良好的防腐性能,这一研究为开发石墨烯防腐蚀涂层材料提供了一种新的策略。