GO/PEDOT复合材料修饰阳极的制备及其在MFC中的应用

微生物燃料电池（MFC）是一种利用微生物将有机物中的化学能直接转化成电能的装置,通过改善阳极特性可以有效提高微生物燃料电池的产电性能。通过恒电流法电沉积制备了氧化石墨烯/聚3,4-乙烯二氧噻吩（GO/PEDOT）复合材料修饰碳毡（CF）阳极。通过循环伏安法和交流阻抗法考察了电极特性。将其应用到微生物燃料电池中,对其产电性能进行评价。结果表明,GO/PEDOT-CF电极具有较大的比表面积和优良的电化学性能;以GO/PEDOT-CF为阳极的微生物燃料电池,产电性能良好,其最大功率密度和最大电流密度达到1.138 W·m^-2和4.714 A·m^-2,分别是未修饰阳极的4.80倍和5.51倍。因此,GO/PEDOT复合材料是一种优良的阳极修饰材料,可有效提高MFC的产电性能。     

PEDOT/MWCNTs复合阳极的制备及在MFC中的应用

采用循环伏安法制备聚3,4-乙烯二氧噻吩/多壁碳纳米管(PEDOT/MWCNTs)导电复合物修饰石墨棒阳极,并应用于厌氧流化床微生物燃料电池(AFBMFC)中以考察其产电性能。采用场发射扫描电镜(FESEM)观察复合阳极的表面形貌及断面结构,并用循环伏安法(CV)和交流阻抗法(EIS)测试了碳纳米管加入前后修饰电极的电化学性能变化。结果表明,复合阳极在MFC中运行时,其最大输出功率密度达到217 mW·m^-2,比未加碳纳米管的PEDOT修饰电极提高30%;相应的开路电压为837.8 mV,运行3 d后污水COD去除率达到96.4%,说明在液固流化床对传质的强化作用下,复合阳极在AFBMFC中具有良好的产电性能和污水处理效果,其中碳纳米管的加入在一定程度上提高了复合阳极的导电性及改善了微生物的附着情况。     

PEDOT/石墨烯复合材料的制备及其抗静电性能研究

采用原位聚合法,以氧化石墨烯(GO)为掺杂剂,将3,4-乙烯二氧噻吩(EDOT)原位聚合在氧化石墨烯的表面,制备了部分还原氧化石墨烯/聚3,4-乙烯二氧噻吩(rGO/PEDOT)导电复合材料。实验表明:当m(EDOT):m(GO)=1:1时制备的复合材料具有良好的水分散性,电导率为2.56S/cm。用全反射红外光谱和拉曼光谱对其结构进行了表征,并使用透射电镜(TEM)对复合材料在水中的分散性进行了表征。结果表明:PEDOT成功聚合在GO的表面上,且PEDOT的聚合使氧化石墨烯得到了部分还原。将复合材料作为导电填料加入到水性聚氨酯中,测试了涂层的抗静电性、机械性能和热稳定性,在添加量为10%时,涂层的综合性能较好,涂层表面电阻可达1.27×10~9Ω。     

GO/ZnO复合材料的制备及其光催化性能

以天然鳞片石墨为原料,以改进的Hummers法制备氧化石墨,氧化石墨经超声剥离后,加入氧化锌,制得了氧化锌/氧化石墨烯复合材料。采用X-射线衍射、扫描电镜、UV-Vis、红外光谱、紫外固体漫反射、荧光光谱等检测手段对该复合材料进行系统表征。复合材料的光催化性能测试:将10 mg催化剂加入至100 m L(10 mg/L)的亚甲基蓝溶液,在不同的光源下进行,其中在太阳光下60 min脱色率为98.98%,并对催化剂的重复使用性能进行测试。实验结果表明,复合光催化剂的光催化性能的提高与氧化石墨烯的含量密切相关。另外,对可见光的有效吸收、高效的电子分离和传输速率和对染料的吸附作用提高了复合材料的光催化性能。     

GO/AT复合材料的制备及其吸附性能分析

采用溶液共混法制备氧化石墨烯(GO)/凹凸棒石(AT)复合材料,探讨GO含量对复合材料吸附性能的影响,并对复合材料的组成和微观结构进行了表征和分析。结果表明,当GO/AT的质量比为3/4时,复合材料对盐酸四环素的吸附效果最佳,吸附率达到93.06%。进一步探讨了吸附时间、盐酸四环素初始浓度和溶液pH条件对复合材料吸附性能的变化,分析了复合材料吸附盐酸四环素的过程;GO/AT复合材料对盐酸四环素的吸附过程符合准二级动力学方程,其表观吸附活化能为37.19 kJ/mol,此吸附过程以静电吸附为主;对盐酸四环素的吸附行为符合Langmuir等温式,在研究的温度范围,吸附焓变(ΔHO)为7.77 kJ/mol,吸附自由能变(ΔGO)<0,吸附熵变(ΔSO)为57.62 J/(mol·K),表明该吸附是吸热、自发、熵增过程。     

Pd-NPs@alkyne-PVA/GO复合材料制备及其电催化析氢性能

开发高效、稳定的电催化剂是实现电解水制氢反应(HER)的关键。成功制备以炔基化的聚乙烯醇(alkyne-PVA)改性的单层氧化石墨烯(GO)载体,以硼氢化钠为还原剂,将钯纳米颗粒(Pd-NPs)负载在碳基材料上,合成Pd-NPs@alkyne-PVA/GO复合材料。通过SEM、TEM、XRD、N2吸附-脱附和XPS对所合成物质的形貌、结构、比表面积及孔径进行分析;采用电化学工作站测试催化剂的线性扫描伏安曲线(LSV)和Tafel斜率,分析所合成催化剂的电催化析氢性能。结果表明Pd-NPs@alkyne-PVA/GO复合材料在酸性电解质中的电催化性能较好,其在电流密度为-10 mA·cm^-2时,过电位仅为-80 mV。     

可降解导电PEDOT/PLLA复合材料的制备及其性能的研究

采用化学聚合方法制备透明质酸(HA)掺杂的聚3,4-乙撑二氧噻吩(PEDOT)导电材料,通过正交实验优化反应条件(掺杂剂、氧化剂、反应时间)提高其电导率,将其与聚左乳酸(PLLA)结合,制得一种导电性良好且可生物降解的PEDOT/PLLA复合材料,考察了PC12细胞在PEDOT/PLLA膜上的粘附生长等生物相容性指标。四探针电导率仪检测表明,当HA为0.05 g,过硫酸铵(APS)为0.015 mol,反应时间为24 h,制备的PEDOT电导率可达0.36 S?cm-1;通过傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、能谱(EDS)分析掺杂所得PEDOT纳米材料成分,以及扫描电镜(SEM)观察PEDOT颗粒和PEDOT/PLLA复合薄膜的表面形态,表明HA已成功掺杂到PEDOT,且制得的PEDOT/PLLA复合薄膜中PEDOT分散性较好;荧光显微镜、金相显微镜观察及CCK-8分析表明,PEDOT颗粒有利于PC12细胞的粘附及突触伸长,且在包被层粘连蛋白(LN)的PEDOT/PLLA膜(质量浓度为30%(wt))培养72 h后,细胞存活率增加至对照的(116.6±3.2)%。以上结果初步表明,PEDOT/PLLA膜具有较好的生物相容性,且利于PC12细胞突触的伸长,这为进一步神经组织工程导电生物支架的研究制备提供了实验支持。     

石墨烯/PEDOT复合材料的制备及性能研究

本课题将使用石墨烯与PEDOT进行复合,并对复合材料的电学性能进行了研究。分别采用石墨烯、PEDOT、石墨烯/PEDOT作为掺杂物制作电极,测它们的比电容值,并将三者进行对比。最后得出石墨烯/PEDOT的比电容值最大,最高可达到168.7 F/g。这主要是由于石墨烯与PEDOT存在较强的相互作用,π电子从石墨烯转移至PEDOT,被掺杂的PEDOT与石墨烯通过π-π共轭作用结合在一起,形成相对独立的导电单元,并且,随着这种导电单元数量的增加直至相互接触,形成大的导电体系,则复合材料的比电容值达到最大值     

Pd-NPs@alkyne-PVA/GO复合材料制备及其电催化析氢性能

开发高效、稳定的电催化剂是实现电解水制氢反应(HER)的关键。成功制备以炔基化的聚乙烯醇(alkyne-PVA)改性的单层氧化石墨烯(GO)载体,以硼氢化钠为还原剂,将钯纳米颗粒(Pd-NPs)负载在碳基材料上,合成Pd-NPs@alkyne-PVA/GO复合材料。通过SEM、TEM、XRD、N₂吸附-脱附和XPS对所合成物质的形貌、结构、比表面积及孔径进行分析;采用电化学工作站测试催化剂的线性扫描伏安曲线(LSV)和Tafel 斜率,分析所合成催化剂的电催化析氢性能。结果表明Pd-NPs@alkyne-PVA/GO复合材料在酸性电解质中的电催化性能较好,其在电流密度为-10 mA·cm^-2时,过电位仅为-80 mV。     

GO/CaCO_3复合材料的制备及其药物缓释性能

以经氨基修饰的CaCO_3(CaCO_3-NH_2)和氧化石墨烯(GO)为反应物制备了复合材料(GO/CaCO_3-NH_2)。通过透射电镜(TEM)和傅里叶红外(FT-IR)对材料进行表征,发现GO成功地包裹在CaCO_3的表面,二者通过静电作用结合。对GO/CaCO_3-NH_2复合材料进行了药物布洛芬的载药和缓释性能的研究,结果表明:与CaCO_3相比,GO/CaCO_3-NH_2复合材料具有更高的载药量和更好的缓释性能。载药量从19.56%增加到39.70%,药物连续释药72 h时累积释放量达到53.49%,明显延长了药物作用时间。当质量浓度为75μg/m L时,复合材料的细胞增值率降至73%。GO/CaCO_3-NH_2复合材料在药物缓释体系中有潜在应用。     

MFC聚苯胺碳纳米管阳极电化学法制备及其性能

引言经济的高速可持续发展,迫切需要新能源和可再生能源的研究和开发。而微生物燃料电池(MFC)是利用电化学方法将微生物代谢能转化为电能的一种新型能源技术[1]。虽然MFC功率密度和输出电压近年来有了很大提高,但和普通氢燃料电池相比,MFC的库仑效率和输出功率都较低,实现MFC技术的商业化应用还需要多方面技术研     

CE/BMI/GO复合材料的制备与性能

以双马来酰亚胺树脂(BMI)预聚体改性氰酸酯树脂(CE)(CE/BMI)作为基体树脂,以氧化石墨烯(GO)作为增强体,通过浇铸成型工艺制备了CE/BMI/GO复合材料。研究了GO的质量分数对CE/BMI/GO复合材料力学和摩擦学性能的影响。结果表明,GO的加入有益于复合材料力学性能和摩擦学性能的提高。GO的质量分数为0.8%时复合材料获得最好的韧性和耐磨性。对比基体树脂,CE/BMI/GO复合材料的冲击强度和弯曲强度分别提高了33.6%和27.6%;摩擦系数和磨损率分别降低了22.5%和77.6%。     

三维GO/PEI复合材料的制备及其对六价铬的吸附

利用改进的Hummers法制备氧化石墨烯(GO),将其与聚乙烯亚胺(PEI)发生交联反应得到三维GO/PEI复合材料,然后通过扫描电镜、傅里叶变换红外光谱和拉曼光谱对三维GO/PEI复合材料进行表征。利用静态吸附实验研究三维GO/PEI复合材料对六价铬的吸附性能。实验结果表明,三维GO/PEI复合材料为多孔结构,其表面具有丰富的官能团。平衡吸附时间为20h;六价铬的吸附容量随着pH值的减小而增大,在pH=2时吸附量达最大值为38.2 mg/g;吸附过程符合Langmuir等温吸附模型和准二级动力学模型;当温度为308 K时,吸附为自发的吸热过程。     

ATO/GO纳米复合材料的制备及性能

以氧化石墨烯(GO)为前体,通过氨丙基三乙氧基硅烷(KH550)将氧化锡锑(ATO)锚定到氧化石墨烯片层上,制备得到氧化锡锑-氧化石墨烯纳米复合材料(ATO/GO)。通过高速分散法与水性环氧树脂乳液(AE)共混,制备得到氧化锡锑-氧化石墨烯/水性环氧树脂复合乳液(ATO/GO-AE)。通过XRD,XPS和SEM对其结构进行了表征。考察了ATO/GO含量对水性环氧涂料防腐及抗静电性能的影响。结果表明:随ATO/GO含量的增加,复合涂料表面电阻降低,ATO/GO质量分数等于3.0%时,表面电阻降低至1.0×10~9?以下,达到了抗静电的使用要求,漆膜水蒸汽透过率降低至62.13 g/(m~2·h),具有最低的腐蚀电流(Icorr=3.73×10~(-9) A/cm~2)和最高的腐蚀电压(Ecorr=–0.1993 V),ATO/GO的防腐效率与AE相比提高了99.95%。     

CS/GO复合材料性能及其表征

采用液相法制备石墨烯/壳聚糖复合材料,将石墨烯按不同比例加入到百分比为2%(质量分数)的壳聚糖醋酸溶液中,用磁力搅拌6 h后再用超声处理20 min,使氧化石墨烯分散均匀,脱泡,将混合液倒在器皿内放在鼓风机中室温下烘干,即可得到比例为石墨烯含量为0.5%,1%,2%,3%,4%(质量分数)氧化石墨烯/壳聚糖纳米复合材料膜。利用做好的复合材料膜样品进行TG、红外、DSC、XRD、力学性能测试。结果表明:石墨烯加入到壳聚糖中表现出复合材料的热稳定性明显提高。其符合材料的熔点相对于纯CS也有明显提高。随着石墨烯的逐渐加入,CS/GO复合材料Tg也会增加。与纯壳聚糖和氧化石墨烯相比,在壳聚糖/氧化石墨烯纳米复合材料的光谱中,在1 550 cm-1处的—NH2吸收振动和在1 730 cm-1处的属于羧基的C=O伸缩振动两个峰都消失。石墨烯通过超声波处理,彻底剥离,形成单片层的石墨烯,在壳聚糖基体中分散良好。随着石墨烯含量的增加,CS/GO复合材料的杨氏模量和拉伸强度有明显的改善。但另一方面,在一定程度上使复合材料的断裂伸长率和韧性降低。     

PU/CNTs复合材料的制备及其在室内设计中的应用

分别采用物理共混法和化学偶联法原位制备了聚氨酯(PU)/碳纳米管(CNTs)复合材料,并研究了其力学性能和抗静电性能。结果表明:采用化学偶联法制备的PU/CNTs复合材料中的CNTs分布更均匀,且复合材料的力学性能更优异;随CNTs含量增加,PU/CNTs复合材料的断裂伸长率逐渐增大,而拉伸强度和冲击强度先增加后降低;当w(CNTs)为0.4%时,复合材料的拉伸强度最高,w(CNTs)为0.6%时,其冲击强度最高;随CNTs含量增加,PU/CNTs复合材料的抗静电性能得到改善,保温性能无明显降低,是较为理想的室内设计材料。     

ABS/AS复合材料的制备及其在乒乓球中的应用

制备了丙烯腈-丁二烯-苯乙烯树脂/苯乙烯-丙烯腈共聚物(ABS/AS)复合材料,研究了AS的用量对复合材料力学性能、耐热性、表面光泽度及耐磨性的影响。结果表明:随着AS用量的增加,复合材料的邵氏硬度D和冲击强度逐渐增大,维卡软化点逐渐升高,接近于AS的维卡软化点110oC;AS的加入改善了样品的表面光泽度,在AS用量为15%时达到最大值,继续添加AS,样品的表面光泽度下降。随着AS用量的增加,ABS/AS复合材料的耐磨性有所改善。SEM结果表明,AS可以与ABS形成较好的黏合作用,摩擦外力对于材料表面的形貌影响较小。     

PMMA-b-PVBMIm的制备及其在CNT/PMMA复合材料中的应用

碳纳米管(CNT)作为一种一维结构的纳米材料,具有优良的力学、电学、热学性能,且拥有与炭黑相似的表面结构和化学组成,可作为一种纳米填料,用于改善聚合物的性能.但容易团聚这一特性限制了它的大规模应用.为了解决这个问题,本研究通过可逆-加成断裂链转移(RAFT)聚合方法合成了聚甲基丙烯酸甲酯和聚对氯甲基苯乙烯嵌段共聚物(P...     

原位制备GO/PET复合材料的结构与性能

采用溶剂置换法制备了分散均匀的氧化石墨烯(GO)/乙二醇(EG)溶液,进而通过原位聚合法制备了氧化石墨烯/聚对苯二甲酸乙二醇酯(GO/PET)复合材料,探讨了溶剂置换法对GO在溶剂中分散性能的影响,并研究了GO含量对PET基复合材料结构与性能的影响。结果表明,通过溶剂置换法预处理,再经原位聚合制备的GO/PET复合材料中的GO分散均匀,无明显团聚现象。随着GO含量的增加,复合材料的熔融温度和拉伸强度明显降低,但结晶温度与弹性模量明显提高。当GO含量为0. 01%时,拉伸强度最大,为52. 9 MPa,与纯PET相比,提高了12%;当GO含量为0. 5%时,弹性模量最大,为2 297. 2 MPa,比纯PET相比提高了16%。     

GO/Pt-L/g-C3N4复合材料的制备及其光催化性能研究

通过浸渍法合成一种GO/Pt-L/g-C3N4复合材料,其光催化性能优良。实验测定了GO/Pt(II)-L/g-C3N4复合材料在模拟太阳光照射下的光催化产氢性能。结果表明:在模拟太阳光照射下,该复合材料催化分解水产生氢气的速率约为1 439.163 4μmol·g-1·h-1,与纯g-C3N4相比,产氢性能提升了约199倍。