多层石墨烯插层化合物的制备及电导率调控研究

由于多层石墨烯的低载流子密度限制了其电导率,为了提升石墨烯电导率,通过两温区气相插层方法制备了基于激光诱导石墨烯(LIG)的一阶与二阶石墨烯插层化合物,利用XRD、扫描电子显微镜、拉曼光谱等对插层化合物进行形貌和结构表征,用标准的四探针法测试了电导率。结果表明该化合物很好的保留了LiG的三维多孔结构,为电子传导提供了快速通道;其电导率由纯LIG的634 S/m提高到一阶插层的943 S/m和二阶插层的1 306 S/m,且插层过后仍然能够较完整的转移到其他基面,结构没有破坏。插层过程是由插层剂从中心向边缘逐渐扩散形成的,插层剂分子在插层过程中的剧烈运动,LiG表面发生破损。     

水热剥离法制备氧化石墨烯及其结构性能与应用

基于水热剥离法,以膨胀石墨为原料和阳离子表面活性剂为插层剂制备出氧化石墨烯。利用X射线衍射、红外光谱、拉曼光谱、热失重法和冷场扫描电镜等表征了水热处理后的膨胀石墨的晶体结构、表面官能团和形貌等,并初步研究了处理后的膨胀石墨对聚乙烯醇(PVA)薄膜的力学增强作用。结果表明:阳离子表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵对膨胀石墨的剥离效果最好,97.6%的膨胀石墨形成了非晶的剥离层,即无规分散的氧化石墨烯片层,1.8%的膨胀石墨经插层剂处理后层间距增大,形成插层结构;添加质量分数为1.0%的经阴离子表面活性剂处理的膨胀石墨即可明显提高PVA薄膜的拉伸断裂强度。     

季铵盐对氧化石墨烯插层改性的研究

采用十六烷基三甲基溴化铵(C_(16)TAB)和氧化石墨(GO),通过溶液共混法制备了C_(16)TAB/GO插层复合材料。研究了C_(16)TAB与GO的不同用量比对插层效果的影响,利用热重分析(TGA)、红外光谱分析(FTIR)和X射线衍射分析(XRD)对不同比例复合物的插层效果进行了表征。结果表明,C_(16)TAB可以显著增大氧化石墨烯的层间距,成功实现了对GO的插层改性,并改善GO在有机介质中的分散性。     

聚合物/氧化石墨纳米复合材料的研究进展

氧化石墨因具有层状结构,能够以插层复合的方式与聚合物形成聚合物纳米复合材料。本文介绍了氧化石墨的结构、性能特点以及聚合物/氧化石墨纳米复合材料的研究进展情况,包括聚合物/氧化石墨纳米复合材料的制备方法、种类、结构与性能特点、应用前景与研究展望。     

橡胶／粘土插层纳米复合材料的研究进展

综述了橡胶／粘土插层纳米复合材料的制备方法及性能特征。重点介绍了溶液插层法、乳液插层法和熔体插层法及相关研究进展。评价了各种制备技术的优缺点,提出了橡胶／粘土插层纳米复合材料的发展趋势。     

氧化石墨烯制备方法的改进研究

Hummers法在制备氧化石墨烯过程中会产生有毒气体且存在废液难处理的问题。本文对浓硫酸、硝酸钠、高锰酸钾三种氧化剂的氧化效果进行研究，发现浓硫酸和硝酸钠对石墨的氧化作用非常有限，Hummers法中起主要作用的氧化剂是高锰酸钾，进一步用不含硝酸钠的改进Hummers法制备氧化石墨烯，通过拉曼光谱、X射线衍射和傅里叶红外光谱等表征方法证实该方法制备的氧化石墨烯被氧化程度较高、含氧官能团丰富，可有效解决氮氧化物等有毒废气的产生，以及含硝酸根离子和钠离子废液难处理的问题，制备过程更为简洁、更加绿色环保，对大规模制备氧化石墨烯有重要意义。     

超声波法制备高岭石插层复合物

用超声波法制备了高岭石插层复合物.利用红外光谱、X射线衍射和透射电子显微镜分析了不同产地高岭石结构的差异、插层效果以及它们之间的关系.比较了不同类型插层剂与高岭石的插层产物、插层效果及插层机理.结果表明:相同条件下,多水高岭石(埃洛石)和结构压力大的管状高岭石比普通高岭石更易于插层.在60℃,3 h,超声波条件下,将高岭石/二甲基亚砜(dimethylsulphoxide,DMSO)作为媒介,采用两步插层法快速制备高岭石/乙醇前驱体,但DMSO的插层率优于乙醇的.甲醇钠与苏州高岭石作用后,使部分苏州土片层间剥离.     

超细鳞片石墨制备可膨胀石墨工艺及影响因素

以325目超细鳞片石墨为原材料,K2Cr2O7为氧化剂,浓H2SO4为插层剂,用化学氧化法制备可膨胀石墨(EG),通过正交试验法筛选出最优配方及工艺条件,即m(石墨)誜V(98%H2SO4)誜m(K2Cr2O7)=1誜3誜0.3,反应温度30℃,反应时间15 min,膨胀容积45 mL/g。制取最大膨胀容积EG的最优工艺条件和石墨粒径有关,用小粒径石墨制备EG比用大粒径石墨制备EG需要的氧化剂的量多,完成插层反应所需的时间短。     

物理插层复合在聚合物/蒙脱土纳米复合材料制备中的应用

描述了物理插层复合的热力学原理,介绍了插层复合中插层剂的种类和聚合物／蒙脱土纳米复合材料的表征方法。综述了近年来国内外应用溶液插层和熔融插层两种物理插层法制备聚合物／蒙脱土纳米复合材料的具体实例。     

石墨烯空心四氧化三铁聚苯胺纳米复合材料及其制备

本发明公开了一种石墨烯/空心四氧化三铁/聚苯胺纳米复合材料及其制备方法。该方法以天然石墨粉为原料,浓硫酸、高锰酸钾为氧化剂,采用改进的Hummers法制备出了氧化石墨烯。以过硫酸铵为引发剂,通过原位聚合得到石墨烯/空心四氧化三铁/聚苯胺纳米复合材料。本发明采用简便的水热法和原位聚合法,可以制备出吸波性能优异的石墨烯/空心四氧化三铁/聚苯胺纳米复合材料。     

混酸插层制备膨胀石墨研究

对采用H2SO4-HNO3-KMnO4-H2O2混酸氧化插层体系制备膨胀石墨进行了研究,采用扫描电镜（SEM）、X射线衍射（XRD）、红外光谱（IR）和热重一差热法（TG-DTA）分析产物,并提出了氧化插层过程和机理。分析表明：插入剂的插入破坏了原有鳞片石墨层的紧密结构,使碳层间距增大,高温膨胀后,膨胀石墨呈蠕虫状或手风琴状蓬松结构,一个石墨蠕虫由许多微胞连接在一起组成,微胞之间呈现较大的狭缝裂开。氧化插层破坏了鳞片石墨原有的晶体结构,但是未破坏石墨的C—C键,20=29．5。处的特征峰是由石墨插层物结晶区引起的。可膨胀石墨片层。间存在SO4^2-、NO2阴离子插层物。可膨胀石墨在500℃之前的热失重和267℃附近较小的放热峰,均是由石墨插层物的气化、分解所致。     

不同工艺有机插层蛭石的制备及表征

以2倍蛭石阳离子交换容量的十六烷基三甲基溴化铵为插层剂,利用热液搅拌法、球磨法、煮沸法、熔融搅拌法等4种不同工艺对蛭石进行插层处理.对有机插层后的蛭石进行了粉晶X射线衍射、Fourier变换红外光谱和热重分析表征.结果表明:不同插层工艺会导致有机插层蛭石的层间距及微结构的变化.随着层间距的增大,蛭石层间的有机相含量逐渐增大.     

氧化石墨烯剥离方法的研究进展

用石墨制备氧化石墨是大规模合成石墨烯的起点,也是实现石墨烯大量制备的有效方法之一。目前。制备氧化石墨的工艺相对成熟,而有效剥离出不同尺寸的石墨烯以满足不同的需求,还存在诸多技术难点需要突破。本文着重介绍了氧化石墨烯剥离方法的研究进展,包括热膨胀剥离、超声剥离、机械剥离、静电剥离、低温剥离等方法;最后展望了氧化石墨烯研究工作的发展前景。     

氧化石墨烯膜传输通道及结构改性方法进展研究

本文阐述了氧化石墨烯膜的传输及分离拦截机理,并基于此总结出调控层间距可通过还原、交联、阳离子控制、插层、物理限制等化学物理方法;而内部结构缺陷调控主要通过创建纳米孔和密封缺陷。因此,概括和分析出氧化石墨烯的应用限制短板,提出氧化石墨烯膜材料的改性手段及措施,可为氧化石墨烯膜的实际应用奠定良好的基础。     

分步插层法制备含磷化合物插层GIC的研究

本文采用化学氧化直接插层和分步插层法制备含磷化合物插层GIC,通过对GIC的受热失重变化及膨胀前后石墨层间结构变化的研究表明:直接插层体系的最佳工艺条件为石墨∶H2SO4∶K2Cr2O4(质量比)=1∶4.92∶0.1;分步插层法制备含磷化合物插层GIC的最佳工艺条件为:对直接插层产物水洗pH值为3后,用含磷化合物溶液在30℃下浸泡1h。分步插层法所制得含磷化合物插层GIC的抗氧化性能提高。X-射线衍射(XRD)对GIC的结构研究表明,插层后石墨层间距离发生了显著变化。     

氧化-还原法制备石墨烯

石墨烯是2004年发现的二维新型碳材料,具有独特的物理性质和广阔的研究前景。作为石墨烯研究的基础,石墨烯的制备一直备受关注,研究进展迅速。简要分析制备石墨烯的四种主要方法(机械剥离、晶体外延生长、氧化还原、化学气相沉积)的原理和特点。重点从还原剂的选择、还原特点及还原效果评述氧化还原法制备石墨烯的研究进展,并对未来氧化-还原法制备石墨烯可能的发展方向进行展望。     

插层复合法制备纳米塑料的研究进展

介绍了纳米塑料的插层复合制备原理及工艺过程,对纳米塑料的研究进展和应用情况作了综述。     

石墨烯改性环氧树脂的研究进展

介绍了石墨烯的制备工艺(包括微机械剥离法、热解SiC法、碱金属插层法、化学气相沉积法和氧化还原法等),并对石墨烯/EP(环氧树脂)复合材料的制备(包括原位插层聚合法、溶液插层法和熔融插层法等)、性能(如热性能、电磁性能和力学性能等)及研究现状进行了综述;最后对石墨烯/EP复合材料的发展方向进行了展望。     

不同蒙脱石的有机插层及聚合剥离

以成因、类型、性质不同的6种蒙脱石为原料,制备了有机插层和聚酰胺6／蒙脱石纳米复合材料。研究了蒙脱石矿物类型、成分及阳离子交换容量对其有机插层及聚合剥离的影响。结果表明：有机插层蒙脱石层间距随插层剂用量及阳离子交换容量的增加而增加,低阳离子交换容量及高钠含量蒙脱石更有利于插层剥离。钠化对蒙脱石有机插层影响不明显。     

制备低硫高倍数膨胀石墨优化工艺条件的研究

研究了以化学氧化法制备膨胀石墨时,原料石墨含硫量、氧化剂、插层剂、酸化、水洗与干燥工艺、膨化工艺等因素对膨胀石墨含硫量和膨胀倍数的影响,提出了制备低硫高倍数膨胀石墨的优化工艺条件.即插层前对原料石墨进行降硫处理;选用65%的浓HNO3或是30%的双氧水为氧化剂;以浓H2SO4与有机物混合液为插层剂;酸化反应的时间、温度随氧化剂、插层剂不同而变化;以50～60 ℃的去离子水水洗石墨层间化合物至pH为6～7;在55 ℃的烘箱内干燥45 min或在日光下晾干(90 min);膨化温度为1 000 ℃;膨化时间为60 s.结果表明:以此工艺制得的膨胀石墨,膨胀倍数在230 N以上,含硫量为1 000×10-6左右.