石墨烯的功能化修饰及作为润滑添加剂的应用研究进展

石墨烯优异的导热性能和减摩抗磨性能以及化学惰性,使其非常适合作为高性能、环保的润滑添加剂。石墨烯已成为潜在的高性能纳米润滑材料,但石墨烯难以稳定分散于水和润滑油中的特性,使其应用受限,因此必须对石墨烯进行可控功能化修饰。本文回顾了石墨烯功能化修饰的最新研究进展,主要包括共价键和非共价键功能化修饰。重点介绍了石墨烯作为油基润滑添加剂和水基润滑添加剂的减摩抗磨性能,及其润滑作用机理。同时指出了石墨烯的可控功能化修饰、石墨烯负载纳米粒子功能化以及其摩擦化学反应润滑机理等领域的研究值得关注。     

石墨烯基聚合物复合材料热性能的分子动力学研究

在石墨烯上采用碳氢基链接枝的化学功能化法以提高石墨烯基聚合物复合材料的热性能。其中分子动力学模拟(MD)用于确定单层石墨烯和石墨烯基聚合物纳米复合材料的导热系数。采用非平衡分子动力学(NEMD)模拟研究了石墨烯的碳链功能化对石墨烯基聚乙烯纳米复合材料界面热导的影响,探讨了接枝密度(碳氢链数)对石墨烯和纳米复合材料导热性能的影响。     

功能化石墨烯/聚合物阻燃材料研究进展

石墨烯具有很多优异的性能,拥有巨大的比表面积、可见光透明度高、有良好的力学性能、热学性能、电学性能。功能化石墨烯是对石墨烯进行改性,改性方法主要有共价键功能化和非共价键功能化。聚合物材料在生活中应用广泛,但极易燃烧,对聚合物阻燃研究十分必要。本文综述了石墨烯的功能化方法及功能化石墨烯/聚合物阻燃材料的研究进展。     

N-(4-氨基丁基)-N-(乙基异鲁米诺)/血红素/金纳米三功能化氧化石墨烯材料的合成及性质研究

基于发光试剂N-(4-氨基丁基)-N-(乙基异鲁米诺)(ABEI),发光试剂催化剂氯化血红素(hemin)、金纳米粒子(Au NPs)和氧化石墨烯(GO)之间的非化学键作用合成了一种三功能化氧化石墨烯发光功能化复合材料。采用化学发光试剂ABEI作为还原剂,还原氯金酸在石墨烯表面合成了金纳米粒子,ABEI和hemin催化剂通过非化学键作用积聚在石墨烯表面。三功能化的石墨烯复合材料不仅具有良好的化学发光性能、良好的溶解性和水溶液的稳定性,而且为金纳米粒子为生物大分子提供了结合位点。     

血红素功能化石墨烯纳米材料问世

中科院长春应化所利用化学法合成出血红素功能化的石墨烯纳米杂化材料。这种新的纳米材料在水溶液中具有很好的稳定性,并且具有血红素和石墨烯的优良性能。该方法简便、快速、经济效益高,而且无需DNA底物     

石墨烯材料在重金属废水吸附净化中的应用

石墨烯材料具有较大的比表面积、良好的化学稳定性,近年来在环境污染物深度吸附处理方面的应用逐渐引起了人们的关注。本文综述了石墨烯材料在重金属离子的吸附处理方面的研究进展,包括普通石墨烯、氧化石墨烯、功能化石墨烯以及石墨烯复合物等材料;讨论了石墨烯表面功能化修饰对重金属离子吸附性能的影响;分析了各种材料的优点与缺点;提出了需进一步研究的问题,如石墨烯表面功能化修饰的结构-性能关系、石墨烯材料的循环使用以及石墨烯材料对痕量重金属离子的富集灵敏度等问题,指出合成选择性好、富集灵敏度高且可多次循环使用的石墨烯材料,在重金属废水的深度处理中将得到进一步应用。     

功能化石墨烯在防腐涂料中的应用

介绍了石墨烯的基本特性和作为新型纳米填料在防腐涂料领域发挥的重要作用,论述了采用共价键法和非共价键法修饰石墨烯的方法以及研究进展,并且通过对两种修饰方法对比,可根据不同的实验需求采取相应的修饰方法。同时结合近年来功能化石墨烯在防腐涂料中的研究及应用状况,针对功能化石墨烯在防腐涂料的应用过程中受到限制的原因进行了分析,对功能化石墨烯在防腐涂料中的前景进行了展望。     

石墨烯/碳纳米管协同改性聚合物纳米复合材料的研究进展

主要介绍了石墨烯和碳纳米管协同改性聚合物纳米复合材料的研究进展,包括石墨烯与碳纳米管的协同作用,制备方法以及功能化方法。并对聚合物/石墨烯/碳纳米管纳米复合材料的制备方法,性能研究和应用现状进行了综述,最后提出了一些展望。     

Research progress of non-covalent functionalization and applications of graphene

为了扩展石墨烯的应用范围,克服石墨烯在溶液中难于溶解和难以分散等缺陷,石墨烯的表面功能化处理势在必行。而非共价键功能化由于对石墨烯结构的非破坏性可以更好地保持发挥石墨烯本身的优异性能而备受研究者的重视。本文重点综述了近年来石墨烯在非共价键功能化研究方面的进展,包括π-π相互作用、表面活性剂与石墨烯之间的疏水作用和氢键作用,并对非共价键功能化石墨烯在电极材料、电催化、场效应晶体管和透明导体方面的应用研究进行了简要的介绍。最后对石墨烯在非共价键功能化方面的发展前景进行了展望和预测。     

胺功能化介孔二氧化硅捕集CO2的研究进展

胺功能化介孔二氧化硅因其高选择性、高吸附容量、快速的吸附动力学、良好的再生性能和循环稳定性受到广泛关注,在二氧化碳捕集技术中具有优良的应用前景。本文比较了胺改性的M41S、SBA-n、KIT-n、介孔二氧化硅泡沫、介孔二氧化硅纳米球和六方介孔二氧化硅的吸附性能,总结了MCM-41和SBA-15的结构特点。介绍了胺化合物的负载方式——湿法浸渍、化学接枝和原位聚合的胺负载原理。分析了硅源、载体内部性质、气体选择性和不同添加剂对胺功能化介孔二氧化硅材料吸附二氧化碳能力的影响。最后,点明了吸附剂未来的发展目标,对胺功能化介孔二氧化硅材料的研究方向进行了展望。指出未来可关注介孔二氧化硅微观结构和温度对胺与二氧化碳相互作用的影响,增强胺功能化介孔二氧化硅的稳定性,推进其在实际环境下的应用。