氧化石墨烯/聚乙烯醇复合水凝胶的制备及吸附性能研究

通过冷冻-解冻法制备氧化石墨烯(GO)/聚乙烯醇(PVA)(GO/PVA)复合水凝胶。采用傅里叶变换红外光谱(FT-IR)对复合水凝胶的结构进行了表征,并研究pH值、GO浓度对亚甲基蓝染料吸附性能的影响。结果表明:GO与聚合物网络间存在较强的氢键相互作用;复合水凝胶在中性条件中对亚甲基蓝的吸附效果最佳,且最快达到吸附平衡;增加水凝胶中GO浓度,可显著提高对染料的吸附能力,缩短达到吸附平衡的时间。     

高强度聚N,N-二甲基丙烯酰胺/氧化石墨烯复合水凝胶的制备

以N,N-二甲基丙烯酰胺(DMA)为单体,N,N-胱胺二丙烯酰胺(CBA)为交联剂,在氧化石墨烯(GO)水分散液中进行自由基原位聚合,制备了高强度PDMA/GO复合水凝胶,研究了GO和交联剂CBA的含量对复合水凝胶性能的影响。结果表明,复合水凝胶的热稳定性、拉伸强度和压缩强度随GO和CBA含量的增加而增加,其平衡溶胀比随GO含量的增加而减小。利用CBA的二硫键可以还原断裂的性质,通过热重分析测定了PDMA在GO表面的接枝效率。结果表明,GO不是简单共混在水凝胶中,而是起到了交联剂的作用,使得复合水凝胶具有优良的拉伸强度和压缩强度。     

氧化石墨烯/聚丙烯酰胺/聚甲基丙烯酸复合水凝胶

以N,N-亚甲基双丙烯酰胺(BIS)为交联剂,过硫酸铵(APS)为引发剂,采用自由基引发聚合,使丙烯酰胺(AM)和甲基丙烯酸(MAA)在氧化石墨烯(GO)水溶液中进行共聚,制备了GO/PAM/PMAA复合水凝胶。研究了GO、MAA和BIS含量对复合水凝胶性能的影响。结果表明,GO/PAM/PMAA复合水凝胶具有三维网络结构,表现出pH敏感性,具有较好的药物缓释性能;热稳定性、力学性能随GO、BIS含量的增加而增强;平衡溶胀比随GO、BIS含量的增加而降低,随MAA含量的增加先增大,后减小,当n(AM)∶n(MAA)=10∶1时达到最大值。     

三维立体介孔结构的海藻酸钠/氧化石墨烯复合气凝胶的制备及其对亚甲基蓝的吸附

为了有效去除废水中的染料,本论文以海藻酸钠（SA）和氧化石墨烯（GO）为原料,采用一步水热法制备海藻酸钠/氧化石墨烯（SA/GO）复合水凝胶,并通过冷冻干燥法得SA/GO复合气凝胶。利用FT-IR、XRD、SEM、TEM、N₂等温吸附-脱附、接触角来表征SA/GO复合气凝胶并研究其吸附性能。结果表明,SA/GO复合气凝胶是具有三维立体结构的多孔材料,BET比表面积约为580.54 m²·g^-1。讨论了SA/GO复合气凝胶对亚甲基蓝（MB）溶液吸附过程的影响因素,在碱性条件下,吸附效果最好,吸附率可达99.41%,吸附量可达248.53 mg·g^-1,并表现出优异的循环再生性。     

高强度聚乙烯醇/氧化石墨烯复合水凝胶

采用冷冻-解冻方法制备了物理交联的聚乙烯醇/氧化石墨烯复合水凝胶。采用热失重、X射线衍射、差示扫描量热、扫描电镜、力学性能、溶胀性能及离子强度敏感性等分析对制备的复合水凝胶进行了表征,研究了氧化石墨烯(GO)含量、冷冻-解冻循环次数、聚乙烯醇(PVA)浓度对复合水凝胶性能的影响。研究结果表明,复合水凝胶呈现出三维多孔网络结构;随着GO含量的增加,水凝胶的热稳定性增强、熔融温度上升,拉伸强度和压缩强度也得到明显提高,说明GO在复合水凝胶中起到了物理交联剂的作用;复合水凝胶的平衡溶胀比随着GO含量的增加而增大,但当GO的质量分数超过0.4%时逐渐减小;增加冷冻-解冻循环次数或PVA浓度,水凝胶的拉伸强度和压缩强度增大,力学性能得到显著改善。     

POSS杂化聚丙烯酰胺/PU复合水凝胶的制备及其对Pb~(2+)吸附性能研究

采用POSS杂化聚丙烯酰胺(PAM-co-OVPOSS)和聚丙烯酰胺(PAM)为交联剂,分别与PU作用形成交联网络结构,制备PAM/PU和PAM-co-OVPOSS/PU复合水凝胶。通过对比分析,详细探讨分子结构、溶液浓度等对凝胶性能的影响,使用扫描电镜(SEM)、红外光谱(FT-IR)、万能试验机对水凝胶的结构以及力学性能进行详细表征研究发现PAM/PU,PAM-co-OVPOSS/PU复合水凝胶对Pb2+的吸附主要是化学吸附为主结果表明两种凝胶均具有很好的吸附性能,PAM/PU [15%%(质量分数)PAM,40g/L PU]复合水凝胶最大吸附量为228mg/L,PAM-co-OVPOSS/PU [20%(质量分数)PAM-co-OVPOSS,60g/L PU]复合水凝胶最大吸附量为195mg/L。PAM-co-OVPOSS/PU比PAM/PU凝胶呈现更好的力学强度,通过实验研究、吸附动力学和吸附热力学理论模拟分析,详细讨论了凝胶对Pb2+的吸附机理和PAM-co-OVPOSS/PU凝胶力学性能的增强机理。     

海藻酸钠-g-聚丙烯酰胺/氧化石墨烯复合水凝胶的制备及控释行为

以海藻酸、丙烯酰胺为单体,氧化石墨烯为原料制备了海藻酸钠-g-聚丙烯酰胺/氧化石墨烯(NaAlg-g-PAAm/GO)复合水凝胶,采用傅里叶变换红外光谱和扫描电镜对其结构和形貌进行了表征;当GO的质量分数从0.6%增至3.2%时,溶胀率从37%减至21%;阳离子对水凝胶的溶胀性的影响能力是Fe3+Ca2+K+;以5-氟尿嘧啶(5-FU)为抗癌药物模型,模拟胃腔和小肠的环境,研究了在pH=1.2和pH=7.4的缓冲溶液中复合水凝胶的控制释放行为,实验结果表明水凝胶在pH=7.4的缓冲溶液中的累积释放率明显高于在pH=1.2的溶液中的累积释放率,所以该类水凝胶有望成为靶向药物释放的载体。     

Poly(DMAEMA-co-VP)/Fe_3O_4纳米复合水凝胶的制备及性能

以甲基丙烯酸-N,N-二甲氨基乙酯(DMAEMA)、4-乙烯基吡啶(VP)为单体,N,N-亚甲基双丙烯酰胺(BIS)为交联剂,在Fe_3O_4纳米粒子分散液中原位共聚制备了具有温度、pH、磁场三重响应性的纳米复合水凝胶。对纳米复合水凝胶的溶胀性能、温敏性、pH敏感性、磁场响应性等性能进行了研究,进而考察了纳米复合水凝胶对重金属离子(Cu~(2+))的吸附脱附行为。结果表明,纳米复合水凝胶具有良好的温敏性、pH敏感性和磁场响应性,并且对重金属离子(Cu~(2+))有可逆的吸附-脱附作用。     

聚乙烯醇/壳聚糖/氧化石墨烯复合水凝胶的制备及对Pb(Ⅱ)吸附性能研究

制备聚乙烯醇(PVA)/壳聚糖(CTS)/氧化石墨烯(GO)复合水凝胶球,通过红外光谱(IR)、扫描电子显微镜(SEM)对复合水凝胶进行了表征。研究了pH值、吸附时间及重金属离子初始浓度对吸附Pb(Ⅱ)(二价铅离子)容量的影响,结果表明在pH=5.5、30℃时,复合水凝胶对Pb(Ⅱ)的饱和吸附量达到198.00mg/g,吸附符合二级动力学模型,吸附过程符合Langmuir等温吸附模型,吸附为熵推动的自发吸热过程。与未加氧化石墨烯相比,复合水凝胶的最大吸附容量明显提高。对Pb(Ⅱ)吸附,可再生重复使用6次而吸附量基本保持不变。     

海藻酸钠-g-聚丙烯酰胺/氧化石墨烯复合水凝胶的制备及控释行为EI北大核心CSCD

以海藻酸、丙烯酰胺为单体,氧化石墨烯为原料制备了海藻酸钠-g-聚丙烯酰胺/氧化石墨烯(NaAlg-g-PAAm/GO)复合水凝胶,采用傅里叶变换红外光谱和扫描电镜对其结构和形貌进行了表征;当GO的质量分数从0.6%增至3.2%时,溶胀率从37%减至21%;阳离子对水凝胶的溶胀性的影响能力是Fe3+>Ca2+>K+;以5-氟尿嘧啶(5-FU)为抗癌药物模型,模拟胃腔和小肠的环境,研究了在pH=1.2和pH=7.4的缓冲溶液中复合水凝胶的控制释放行为,实验结果表明水凝胶在pH=7.4的缓冲溶液中的累积释放率明显高于在pH=1.2的溶液中的累积释放率,所以该类水凝胶有望成为靶向药物释放的载体。     

前端聚合法制备聚丙烯酸/蒙脱土复合水凝胶及其性能测定

以丙三醇和水为混合溶剂,采用前端聚合法合成了聚丙烯酸(PAA)/蒙脱土(MMT)复合水凝胶,并对复合水凝胶的分子结构、微观形貌和热性能进行了表征;探究了MMT用量对聚合参数、复合水凝胶吸(盐)水及吸附碱性品红染料的影响。结果表明:丙三醇与水的质量比为3∶1时能有效抑制MMT聚沉;当MMT用量为3%时,复合水凝胶的吸水量达最大值632g/g;PAA/MMT复合水凝胶为pH敏感水凝胶;MMT的加入提高了水凝胶对碱性品红的吸附性能。     

SA/PAM/GO纳米复合水凝胶的制备和性能

用原位聚合法制备海藻酸钠(SA)/聚丙烯酰胺(PAM)/氧化石墨烯(GO)纳米复合水凝胶,用X射线衍射、原子力显微镜、红外光谱、热失重、扫描电镜等手段对GO及复合水凝胶的结构与性能进行表征,研究了GO含量对材料的结构、机械性能及溶胀性能的影响。结果表明:在聚合物体系中均匀分散的GO片层提高了分子之间的相互作用,并参与形成凝胶网络,显著提高了材料的强度与韧性。与纯SA/PAM凝胶相比,拉伸强度和断裂伸长率提高了近200%,压缩强度从2.95 MPa提高到4.3 MPa,而溶胀率随着GO量的增加呈先上升后下降的趋势,随着SA含量的增加呈上升趋势。     

石墨烯/氧化石墨烯基复合水凝胶的研究进展

纳米填料在改善传统聚合物水凝胶力学强度方面展现出显著的优点。石墨烯(GN)及其衍生物作为新型碳纳米材料,是目前制备纳米复合水凝胶的研究热点。重点介绍了GN及氧化石墨烯(GO)基复合水凝胶的制备方法,以及GN/GO对传统水凝胶力学性能、溶胀性能、导电性能及吸附性能改善方面的研究进展及应用,最后展望了其改性传统水凝胶的发展方向及潜在应用。     

壳聚糖/聚乙烯醇/CMK-8复合水凝胶的制备及其对双酚A的吸附性能研究

通过一锅合成法制备了CMK-8粉末，将其与适量的壳聚糖和聚乙烯醇复合制备了壳聚糖/聚乙烯醇/CMK-8复合水凝胶。对其进行扫描电镜(SEM)表征并考察了温度、pH、水凝胶量等因素对该复合水凝胶对双酚A的吸附影响。结果表明：该复合水凝胶表面光滑，内部具有紧密的网络结构，对双酚A具有较大的吸附量。在35.0℃、pH为8.0、水凝胶量为1.0g/L时，该复合水凝胶对双酚A的吸附量达到最大，最大吸附量可以达到75.7mg/g。该复合水凝胶的制作工艺较简单且对双酚A吸附量也很可观，为复合水凝胶在污染物吸附的应用提供了重要的参考价值。     

海藻酸钠/纤维素水凝胶球的制备与应用

利用基于p H值反转的落球法制备出不同质量分数的纤维素和海藻酸钠复合水凝胶球,并采用扫描电子显微镜(SEM)和傅里叶变换红外光谱(FTIR)对凝胶样品的形貌和化学态进行表征。结果表明海藻酸钠含量≤50%时凝胶球可以保持稳定的球形结构,内部为纤维链交叉聚集的三维网络多孔结构。复合凝胶球对亚甲基蓝、金胺O和臧红T等阳离子染料有着良好的吸附效果,含有50%海藻酸钠凝胶球对亚甲基蓝的吸附量为163.36 mg/g,吸附过程满足准二阶动力学方程,经过5次吸附脱附实验后仍然保持初始81%的吸附量。因此,该复合凝胶球可以作为一种低成本的生物吸附剂用于染料处理领域。     

PVA/PHEMA水凝胶滤膜的制备及其过滤印染废水特性研究

针对印染废水直接排放对环境造成污染的问题,制备PVA/PHEMA水凝胶滤膜对印染废水中的有机废物进行截留.以聚乙烯醇(polyvinyl alcohol,PVA)凝胶膜作为染料处理基体,加入聚甲基丙烯酸羟乙酯(polyhydroxyethyl methacrylate,PHEMA)网络,以强化滤膜对染料组分的吸收.同时,在聚合过程中加入气相二氧化硅并以氢氟酸浸泡刻蚀制孔,从而提高膜的水通量.实验测得该PVA/PHEMA复合水凝胶膜对于亚甲基蓝和刚果红两种染料溶液的截留率分别为89.7％和93.1％,过滤通量分别达到5.8 L/(m2·h)和10.7 L/(m2·h),显示出良好的染料截留作用.     

聚丙烯酰胺/改性纳米纤维素晶体纳米复合水凝胶的光聚合制备与表征

先用马来酸酐对纳米纤维素晶体(NCC)进行表面改性得表面含碳-碳双键的改性NCC(mNCC),然后将丙烯酰胺(AM)和mNCC一起光聚合得PAM/mNCC纳米复合水凝胶;通过红外光谱、扫描电镜、热重分析、差热分析、溶胀实验和拉伸实验研究了水凝胶的结构和性能。结果表明,PAM/mNCC纳米复合水凝胶是一种物理/化学共交联水凝胶;与用质量分数0.25%N,N-亚甲基双丙烯酰胺交联的PAM水凝胶相比,PAM/mNCC纳米复合水凝胶中的微孔尺寸分布更宽,PAM分子链的起始分解温度和玻璃化转变温度升高;当mNCC的用量占AM质量的5%~10%时,PAM/mNCC纳米复合水凝胶的饱和溶胀率、拉伸强度、断裂伸长率分别为PAM水凝胶的2.1~2.7倍、0.45~1.1倍、3.8~7.1倍。     

不同氧化程度氧化石墨烯/聚乙烯醇气凝胶对亚甲基蓝的吸附

氧化石墨烯(GO)对水中染料有着优异的吸附性能,但其氧化程度对复合材料吸附性能和机制的影响还未被充分研究。采用Hummer法,制备3种不同氧化程度的氧化石墨烯,与聚乙烯醇(PVA)复合得到三种GO/PVA气凝胶。利用红外光谱(FTIR)、元素分析(EA)和热重分析(TG)分析了3种GO的氧化程度;以亚甲基蓝(MB)为模拟污染物,通过静态吸附实验考察了GO氧化程度对GO/PVA气凝胶在不同溶液pH、吸附时间、初始浓度下对MB吸附性能的影响。通过吸附动力学模型、吸附等温线模型和吸附热力学模型探究了GO氧化程度对GO/PVA气凝胶吸附机制的影响。研究结果表明:GO/PVA气凝胶对MB的吸附行为受pH影响较小;提高GO的氧化程度可以明显提升GO/PVA气凝胶的吸附容量和吸附速度,GO氧化程度的提高增加了气凝胶上的吸附位点,有利于吸附。此外,GO氧化程度对GO/PVA气凝胶的吸附机制无明显影响。      

丙烯酸纤维素纳米纤丝复合水凝胶颗粒的制备及其性能研究

以丙烯酸纤维素纳米纤丝（ACL-CNF）为聚合轴心，以过硫酸铵（NH₄）₂S₂O₈)为引发剂与丙烯酰胺（AM）、2-丙烯酰胺-2甲基丙磺酸（AMPS）通过反相悬浮聚合制备出复合水凝胶微球P（AAACC）。对P（AAACC）的聚合过程、微观形态、溶胀性、机械强度以及耐温耐盐性进行了研究。结果表明，在盐浓度为10%（质量分数）时平衡溶胀倍率为13.59 g/g,在120℃时平衡溶胀倍率为30.15 g/g,与普通水凝胶相比分别提高了2.63倍和3.15倍；复合水凝胶颗粒在压缩比为85%时恢复性为84.8%,而普通水凝胶已经出现破裂；利用TG-DTG分析可以看出ACL-CNF与单体之间发生了共聚反应，并且热稳定性得到了提升；在高温高盐下老化七天后复合水凝胶颗粒的保水率为92.1%与普通水凝胶相比提高了11%,机械强度在去离子水和盐水中分别提升了2.5倍和2.79倍。     

聚丙烯酰胺/聚甲基丙烯酸(2-甲基氨基)乙酯高强度双网络水凝胶的制备及pH响应性

利用两步法合成了聚丙烯酰胺(PAM)/聚甲基丙烯酸(2-甲基氨基)乙酯(PDMAEMA)双网络水凝胶,第一网络为锂藻土(Laponite)物理交联的PAM纳米复合水凝胶,第二网络为化学交联剂N,N-亚甲基双丙烯酰胺(BIS)交联PD-MAEMA.研究了2种网络相对含量、纳米黏土Laponite用量、化学交联剂BIS用量...