催化裂解聚丙烯合成石墨烯碳纳米杂化材料及其电化学应用

研究了氧化石墨烯(GO)负载Co-Ni催化剂原位催化聚丙烯(PP)进行三维石墨烯碳纳米杂化材料的合成,同时考察材料作为超级电容器电极的电化学应用。将乙酸钴和乙酸镍按比例加入GO水溶液中,利用聚醚胺400(D-400)将二者还原为氢氧化物并自组装负载在GO表面,制备出GO负载Co-Ni催化剂(GO/Ni-Co)。将GO/Ni-Co熔融共混到PP中,在氮气保护下裂解碳化共混得到石墨烯基碳纳米杂化材料。采用SEM、TEM、XRD和Raman等对其形貌结构进行表征。结果表明:利用该方法可成功制备一种三维石墨烯碳纳米杂化材料(RGO/C)。将所制备的RGO/C应用于超级电容器,在扫描速率为2m V/s时,最大比电容达到595F/g,并且具有良好的循环稳定性。     

石墨烯携载无机纳米粒子的制备及拉曼性能研究

通过原位复合的方法,在石墨烯片层间掺杂纳米银颗粒,制备出石墨烯/银纳米杂化材料(RGO/Ag)。利用紫外吸收光谱、傅里叶红外光谱、透射电子显微镜(TEM)、XRD、拉曼光谱等对氧化石墨烯(GO)、还原氧化石墨烯(RGO)和石墨烯/银纳米杂化材料(RGO/Ag)进行表征。发现复合材料中的银对石墨烯/银材料有拉曼增强作用,结合TEM对这种增强作用进行研究,发现银颗粒的团聚对这种增强作用有减弱作用。     

石墨烯携载无机纳米粒子的制备及拉曼性能研究

通过原位复合的方法,在石墨烯片层间掺杂纳米银颗粒,制备出石墨烯/银纳米杂化材料(RGO/Ag)。利用紫外吸收光谱、傅里叶红外光谱、透射电子显微镜(TEM)、XRD、拉曼光谱等对氧化石墨烯(GO)、还原氧化石墨烯(RGO)和石墨烯/银纳米杂化材料(RGO/Ag)进行表征。发现复合材料中的银对石墨烯/银材料有拉曼增强作用,结合TEM对这种增强作用进行研究,发现银颗粒的团聚对这种增强作用有减弱作用。     

碳纸负载Co(OH)_2-Co纳米片的制备及其催化NaBH_4电氧化行为研究

通过电沉积和化学还原过程在碳纸表面负载Co(OH)_2-Co纳米片,制得氢氧化钴-钴@碳纸电极(Co(OH)_2-Co@CP),并将其用于催化NaBH_4的电氧化反应。利用SEM、TEM、XRD及XPS等物理表征手段对所制备电极的形貌、组成、元素价态等进行了分析,并用CV及CA等电化学方法研究了所制备电极在碱性溶液中对Na BH4的电氧化催化行为。结果表明,所制备电极对NaBH_4电氧化具有良好的催化活性。     

CoO/石墨烯的制备及电化学性能研究

实验采用简单的水热法制备Co(OH)_2,将Co(OH)_2/氧化石墨烯逐层沉积在铜片上,在水平管式炉中热解得到CoO/石墨烯/Cu杂化电极。使用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)以及透射电子显微镜(TEM)对材料形貌进行表征,XRD结果表明CoO结构是典型的立方体结构;SEM结果表明,CoO均匀分布在石墨烯表面。将2片电极对扣组成超级电容,使用循环伏安法以及恒流充放电法对其电化学性能进行测试,电化学性能研究结果表明,电容的比容量达到125.2 F/g;循环充放电3 000次后,电容量保持在原始电容量的93%以上,具有良好的电化学稳定性。     

花状氢氧化镍的水热合成工艺研究

利用水热合成法制备了Ni(OH)_2粉体,采用电子扫描显微镜(SEM)、激光粒度仪、X-射线衍射仪(XRD)分析了Ni(OH)_2粉体的形貌、粒度及结构。结果表明:反应温度为120℃时,制备出来Ni(OH)_2粉体为β型Ni(OH)_2,形貌为花状微球结构,粒度曲线呈较好正态分布,颗粒大小均匀,峰值粒径约为45μm左右。     

Ni(OH)_2/石墨烯/Co(OH)_2电极材料制备及其电容性能研究

将具有法拉第赝电容但导电性较差的材料与具有良好导电性的石墨烯结合是提高超级电容器电极材料电容性能的合理策略。以水热法制备的Ni(OH)_2/石墨烯复合材料与生长有Co(OH)_2的泡沫镍制得修饰电极。用循环伏安法(CV)、恒电流充放电(CP)和电化学阻抗(EIS)测试了其在6 mol/L KOH溶液中的电容行为。实验表明,片状六边形Ni(OH)_2插入薄膜状石墨烯片层间,Ni(OH)_2/石墨烯/Co(OH)_2电极材料有良好的电容性能,在电流密度为1 A/g时比电容量达到了294 F/g,能量密度为36.75 Wh/kg。充放电循环1 000圈后比电容值仍是初始电容的92.7%。     

Fe(OH)3@多孔碳正极材料的制备与性能研究

相比于锂离子电池,锂硫电池具有更高的理论容量与能量密度.通过简单的油浴加热将FeCl3溶液在氧化石墨烯(GO)/面粉水热碳化后的材料上原位生成了Fe(OH)3纳米颗粒,随后进行渗硫制备出了锂硫正极复合材料.Fe(OH)3具有大量的亲水基团,能够对多硫化物进行物理、化学吸附.GO与面粉水热碳化后的材料具有较高的比表面积,...     

聚丙烯/氧化石墨烯共混体系的结晶行为与发泡性能

通过熔融共混法制备了聚丙烯(PP)/氧化石墨烯(GO)共混材料,采用超临界CO2进行间歇发泡,制备了PP/GO发泡材料。通过差示扫描量热仪(DSC)、X射线衍射仪(XRD)和偏光显微镜(POM)对PP/GO共混材料的结晶行为进行了表征。研究结果表明,与纯PP相比,PP/GO共混材料的总结晶速率有所提高,球晶的尺寸减小且分布变窄,晶体的结构无明显变化,但结晶度有所降低;通过扫描电子显微镜(SEM)对PP/GO发泡材料进行了表征,结果表明,PP/GO共混材料的发泡性能较纯PP有明显的提高,当GO的含量为8%时,PP/GO共混材料的平均泡孔尺寸达到最小值,约为8. 4μm,其平均泡孔密度达到最大值,约为7. 9×109个/cm3。     

碳纳米管/石墨烯杂化材料改性环氧树脂研究

采用物理法和化学多步法合成了碳纳米管/石墨烯杂化材料,通过红外光谱表征证明杂化材料的成功合成,通过沉淀实验表明化学多步法合成的碳杂化材料具有良好的分散性和分散稳定性。将碳纳米杂化材料按照质量分数0.3%添加到环氧树脂(EP)中制备复合材料,对复合材料的拉伸强度和断裂韧性进行表征,并通过扫描电子显微镜对复合材料的断面进行表征。结果表明,碳纳米管/石墨烯杂化材料对EP的增强增韧效果较好,尤其是化学多步法合成的杂化材料改性EP复合材料,其拉伸强度最大,曲线积分面积最大,弹性模量最小,韧性最好。这可能要归因于化学多步法合成的杂化材料具有更为稳定的三维结构,可以更好地承担和转移外部载荷。     

石墨烯负载钴纳米粒子催化还原4-硝基苯酚

以葡萄糖为碳源、NH4Cl为发泡剂、纳米金属Co为促进葡萄糖石墨化的催化剂,通过一步法制备了Co-石墨烯复合材料,实现了石墨烯的形成和Co纳米粒子原位生长的同步进行。通过XRD、FTIR、XPS、Raman、UV-Vis和TEM对该复合材料的结构与形貌进行了表征。将Co-石墨烯复合材料用于催化还原对硝基苯酚(4-NP)反应。在室温下,使用4 mg催化剂可于8 min内将1.39 mg 4-NP全部还原。复合材料通过简单的磁分离可循环利用,使用5次后,4-NP转化率依然高达86%。     

石墨烯负载的钴纳米粒子催化还原4-硝基苯酚

以葡萄糖为碳源、NH4Cl为发泡剂、纳米金属Co为促进葡萄糖石墨化的催化剂,通过一步法制备了Co-石墨烯复合材料,实现了石墨烯的形成和Co纳米粒子原位生长的同步进行。通过XRD、FTIR、XPS、Raman、UV-Vis和TEM对该复合材料的结构与形貌进行了表征。将Co-石墨烯复合材料用于催化还原对硝基苯酚(4-NP)反应。在室温下,使用4 mg催化剂可于8 min内将1.39 mg 4-NP全部还原。复合材料通过简单的磁分离可循环利用,使用5次后,4-NP转化率依然高达86%。     

多功能氢氧化镁/氧化石墨烯纳米复合材料的制备及应用性能研究

利用原位反应结晶法制备出了比表面积大、吸附性能好、阻燃效果佳的多功能氢氧化镁/氧化石墨烯纳米复合材料(MHG)。利用SEM、TEM、XRD、FT-IR、Raman和BET等技术手段分别对MHG的形貌和结构进行了系统的表征。MHG中的片状氢氧化镁粒径约为60 nm,在GO表面分布均匀,两种片层材料的复合赋予所得复合材料3D网络结构,MHG的比表面积为118.34 m~2·g~(-1)。所得复合材料对水溶液中的甲基蓝(MB)表现出强吸附性能,可以在6 min完全脱除内MB,且循环吸附稳定性好。此外,通过熔融共混法制备了MHG/聚丙烯(PP)复合材料,并测试了所得材料的极限氧指数,结果表明MHG可以显著地改善PP的阻燃性能。     

碳纳米球纤维基电极材料的制备及性能研究

将一维纳米纤维素纤维(NCFs)作为MoS_2的有效分散剂,通过超临界二氧化碳干燥和高温碳化过程制备碳纳米球纤维(CNPFs)/MoS_2纳米杂化气凝胶电极材料。利用SEM、EDS、FT-IR和电化学测试等手段对杂化电极材料的组成、结构和电化学性能进行表征。结果表明,一定量的NCFs是MoS_2的稳定分散剂,可以有效阻碍MoS_2纳米片层的团聚。所制备的CNPFs/MoS_2杂化气凝胶电极材料在0.5 A/g电流密度下的质量比电容高达366.84 F/g,而且具有优异的循环稳定性。     

多巴胺改性氧化石墨烯-TiO_2纳米复合材料在水性环树脂中物理性能和腐蚀动力学研究

利用多巴胺(DA)改性氧化石墨烯(GO),并将纳米TiO_2负载在氧化石墨烯GO表面,制备了纳米PDA@GO-TiO_2复合材料。通过FT-IR、XRD、Raman光谱、XPS和TEM等表征手段对纳米PDA@GO-TiO_2复合材料的结构、微观形貌等进行表征分析。采用超声分散与机械搅拌相结合的方法将改性纳米PDA@GO-TiO_2复合材料分散到水性环氧树脂中,制备了纳米PDA@GO-TiO_2复合水性环氧树脂涂层(PGT/WEP)。测试了PGT/WEP涂层的硬度、耐冲击性、附着力等物理性能,并对其电化学性能进行了评价。结果表明:在水性环氧树脂中添加纳米PDA@GO-TiO_2复合材料比在相同百分比下使用GO或纳米TiO_2的涂层具有更好的物理性能。涂层性能和腐蚀动力学分析表明,PDA改性GO-TiO_2作为水性环氧涂料的添加剂具有潜在的应用前景。     

镂空结构氧化镍微球的制备及性质研究

通过水热合成法,以葡萄糖酸钠与硝酸镍为起始原料,一步法制备了前驱体碳杂Ni(OH)2复合微球(C-Ni(OH)2)。然后以制得的C-Ni(OH)2微球前驱体,在空气氛围下进行焙烧,制备出镂空结构NiO微球。通过场发射扫描电镜(FE-SEM)、X-射线衍射(XRD)、X-射线能谱(EDS)和氮气吸附脱附(EBT)等实验方法对其进行了分析,结果表明该微球主要是由几十个纳米的颗粒结合而成。由于前驱体为碳杂Ni(OH)2复合微球,氢氧化镍不仅存在于该微球的表面,而是存在于整个微球中,所以导致了部分焙烧出的NiO空心球出现了特殊的"球套球"的结构。     

钴氧化物的电化学制备及超级电容性能研究

本文采用便捷绿色的电化学交流电法以金属钴为前驱体合成了Co(OH)_(0.225)(SO_4)_(0.925)/Co_3O_4复合物。扫描电子显微镜及透射电子显微镜表征说明其形貌为纳米颗粒,XRD表征说明其物相为正交Co(OH)_(0.225)(SO_4)_(0.925)和立方Co_3O_4的混合物。该材料应用于超级电容器具有较好的电化学性能。     

Co掺杂TiO_2/RGO复合材料的制备及其光催化性能

首先,采用改进的Hummers法制得氧化石墨烯(GO),再以其为基体,Ti(SO4)2和Co Cl_2为前驱体,并通过修饰石墨烯的聚乙烯亚胺(PEI)为交联剂,采用一步水热法合成了三维柱状自组装的Co负载TiO_2/氧化石墨烯纳米复合材料(Co-TiO_2/RGO)。通过UV-Vis、XRD、TEM和XPS对复合材料的结构和光电性能进行了表征。在紫外和可见光照条件下,考察了复合材料的光催化降解亚甲基蓝(MB)的性能。结果表明,Co负载TiO_2/RGO纳米复合材料具有较高的光催化活性,在80 min内降解率为100%,可循环至少10次。     

氧化石墨烯/氟羟基磷灰石复合粉体表征

拟采用原位合成法制备氧化石墨烯/氟羟基磷灰石(GO/FHA)复合粉体,并通过扫描电子显微镜(FE-SEM)、能谱仪(EDS)及X射线衍射仪(XRD)进行表征。结果表明膨胀石墨制备的GO层间距更大,表面更平整。成功制备的GO/FHA复合粉体将在种植体材料领域具有广阔的应用前景。     

Fe(Co,Ni)/C纳米复合材料的制备及光催化性能的研究

以葡萄糖为原料,制备出胶体碳球。以碳球为基础,通过Fe(Co,Ni)的盐溶液和硼氢化钠溶液的氧化还原反应,合成了Fe(Co,Ni)/C的纳米复合材料。用于甲基橙降解的光催化测试中。随着光照时间的延长,甲基橙的降解率有着明显的提高。我们推断,起主要作用的是Fe/C纳米复合材料表面所负载的铁和氧化铁的纳米粒子。