石墨烯复合材料的制备及性能研究

目前,制备石墨烯的方法有许多,主要包括化学还原氧化法、外延生长法、机械剥离法、化学气相沉积法等,其中还原氧化法由于成本低廉、可靠性高、工艺简单,致使其被得到广泛的应用。镍纳米粒子-石墨烯复合材料具有电磁参数可调、吸收频带宽、比重轻、电化学性能优良等方面的优点,是一种非常理想的复合材料。文章以还原氧化法法制备石墨烯,然后以实验探析了镍纳米粒子-石墨烯复合材料的制备,并分析了镍纳米粒子-石墨烯复合材料的性能,以供参考。     

氧化石墨烯制备及其结构表征

本文以不同类型的石墨为原料,采用密闭氧化法制备了氧化石墨,并通过超声剥离得到氧化石墨烯,利用氨肼还原法将氧化石墨烯还原得到石墨烯。讨论了不同类型石墨原料对所制备氧化石墨烯微观形貌的影响,并且利用高分辨率扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD)对所制备的氧化石墨烯和石墨烯进行了结构表征,结果表明,在以不同类型石墨为原料所制备的氧化石墨烯中,50目天然鳞片制备的氧化石墨烯的微观形貌最好,呈波浪褶皱状。     

石墨烯/水泥复合材料的制备及电学、压敏性能研究

采用Hummers法制备了氧化石墨烯(GO),并经过1 000℃高温还原制备了还原氧化石墨烯(RGO)。采用红外光谱、拉曼光谱、透射电子显微镜等分析测试方法对GO与RGO的结构进行了表征。进一步将RGO引入水泥中,制备了石墨烯水泥复合材料,并研究了该类复合材料的电学性能和压力敏感性能。结果表明:石墨烯可以作为导电桥梁填充到水泥基体的空隙之中,因而可以显著提高复合材料的电学性能,并且石墨烯水泥复合材料具有典型的压力敏感性能,有望用于材料结构监测。     

具有荧光性能氧化石墨烯杂化材料的制备

赋予氧化石墨烯荧光性能是石墨烯功能化研究领域的热点与难点。本文旨在通过化学方法,制备一种新型的具有荧光性能的氧化石墨烯杂化材料。本文中,采用了一种炔基化的有机荧光小分子,通过与叠氮化氧化石墨烯的click反应,制备得到了具有绿色荧光的氧化石墨烯杂化材料(GO-g-MD)。利用FT-IR、XPS、XRD、HRTEM、荧光显微表征等方法对其进行了表征,证明了荧光功能化改性的成功,并结合对照实验,提出了一种可能的荧光机理。     

基于压印的POLYIMIDE衬底金属图形化及原位电沉积铜锡氢气传感器

介绍了一种基于压印和聚酰亚胺(PI)表面离子交换技术,实现市售的柔性PI胶带上微米级线条的金属图形化方法,并通过原位电沉积、热氧化制备氢气传感器。通过压力辅助,并利用PDMS软模印章,在PI薄膜上图形化形成聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)阻挡层,结合PI改性的金属图形化工艺,实现了柔性PI衬底上的耐弯曲、耐腐蚀的金属镍叉指图形。利用电沉积技术,在叉指电极的微米级间隙内形成Cu Sn枝状结构连接,通过在空气中高温热氧化制备形成金属氧化物气体传感器,实验测试其对氢气有良好响应。     

氧化石墨烯对再生混凝土改性试验研究

氧化石墨烯具有高强度、高导电性、高导热性等优点,将其用于水泥基复合材料中,可以提高其强度,改善其耐久性能。为研究氧化石墨烯对再生混凝土改性作用,对氧化石墨烯掺量为0%、0.02%、0.04%、0.06%的再生混凝土力学性能和抗冻性能进行了试验研究。结果表明:随着氧化石墨烯掺量的增加,再生混凝土的力学性能和抗冻性能得到有效改善;为研究氧化石墨烯对再生混凝土改性机理,通过电镜扫描试验观察再生砂浆的微观结构,掺入0.06%的氧化石墨烯后再生砂浆的微观结构得到了改善。     

尼龙6基碳纤维/石墨烯多尺度复合材料的力学与导电性能

为了提高尼龙6的力学强度与导电性能,设计合成了1种聚二烯丙基二甲基氯化铵(PDDA)改性石墨烯包覆碳纤维(CF)复合填料。通过太阳光极化剥离氧化石墨的方式制备石墨烯,并利用聚合电解质进行表面改性。采用酸氧化表面处理CF,通过静电吸引自组装合成多尺度结构石墨烯/CF复合填料(C-SG)。复合材料断裂面形貌的SEM图像观察结果表明,与CF和石墨烯相比,C-SG在PA6基体中具有更好的分散性和相容性。此外,复合材料的冲击强度、弯曲响度以及导电性能均得到了不同程度的提升。     

聚硅氧烷改性氧化石墨烯/PMMA复合乳液的合成及性能研究

利用强氧化剂对石墨进行氧化,再通过氨基封端聚二乙烯基硅氧烷(AP)改性,得到表面带有碳碳双键以及含氧官能团的改性氧化石墨烯。采用乳液聚合法,将改性氧化石墨烯与甲基丙烯酸甲酯(MMA)进行聚合,并对影响复合乳液性能的因素进行了探讨。通过FT-IR、TEM等对氧化石墨烯的分子结构、微观形貌进行表征,并考察氧化石墨烯在水中的分散稳定性;分析了复合乳液体系的综合性能。结果表明:以高锰酸钾等强氧化剂对石墨进行氧化,可制备出表面含有大量羟基、羧基等官能团的氧化石墨烯,且所制的氧化石墨烯能在水中稳定分散;AP改性氧化石墨烯与MMA单体聚合制备出稳定的复合乳液体系,随着改性剂AP用量的增加,导热系数先增大后减小,当用量为3%时达到最大值[0.108 W/(m·K)],同时AP用量增加有利于提高乳液的最低成膜温度和体系黏度。     

氧化石墨烯对碱矿渣水泥增韧效果研究

作为环保胶凝材料,碱矿渣水泥的低韧性限制了其大规模应用。采用改进Hummers法制备氧化石墨烯,研究不同掺量的氧化石墨烯对碱矿渣水泥水化放热、抗折强度、抗压强度和韧性的影响。结果表明:氧化石墨烯能够提高碱矿渣水泥后期水化放热,增大碱矿渣水泥后期水化程度;氧化石墨烯的掺入提高了碱矿渣水泥砂浆的抗折强度,略微降低其抗压强度,显著增加了碱矿渣水泥的韧性,当氧化石墨烯掺量为0.03%,碱矿渣水泥的韧性大幅提高,60 d折压比较空白组提高了51.9%。     

不锈钢表面电沉积制备氧化石墨烯膜层

在304不锈钢表面通过电沉积方法在不同电压下制备了氧化石墨烯膜层,选用电化学测试方法测试所沉积的膜层在3.5%氯化钠模拟海水中的抗腐蚀性能,结果表明沉积电压为4V时沉积的氧化石墨烯膜层具有最好的抗腐蚀性能。通过扫描电镜发现,所沉积的氧化石墨烯膜层均匀致密,且有层层的褶皱出现。