氧化石墨烯/壳聚糖复合材料的制备及吸附研究进展

综述了近年来氧化石墨烯/壳聚糖新型复合材料的研究进展,侧重介绍了该材料的常用制备方法及其对重金属离子和有机染料的吸附情况,讨论了该复合材料的脱附再生性能,指出了目前研究中尚存在的问题,并对未来的研究工作提出了一些建议。     

氧化石墨烯/壳聚糖生物复合材料的制备及应用研究进展

氧化石墨烯/壳聚糖复合材料是近几年发展的一种新型生物复合材料,具有独特的力学性能、吸附性能、电化学性能以及抗菌性能等。本文综述了近几年来氧化石墨烯/壳聚糖复合材料的研究进展,简单介绍了该复合材料的制备方法,详细阐述了该复合材料在高机械强度材料、废水处理、电化学传感器、生物医学材料等领域的应用研究,最后对氧化石墨烯/壳聚糖复合材料在低成本、大规模制备,复合材料的结构性质以及在新领域的应用等方面进行了展望。     

壳聚糖功能化磁性氧化石墨烯复合材料的制备及对甲基橙的吸附

用改进Hummers方法和水热法制备壳聚糖功能化磁性氧化石墨烯(CS/MGO)复合材料,通过SEM、FTIR、XRD、BET和振动样品磁强计(VSM)对材料结构和性能进行表征和测试,并对水中甲基橙(Methyl orange,MO)吸附研究。结果表明:氧化石墨烯(Graphene oxide,GO)与壳聚糖(Chitosan,CS)成功键合,热稳定性好,被壳聚糖修饰后比表面积为36.873 m2·g?1,磁性粒子均匀分布在GO表面,磁性响应明显。考察pH值、MO初始浓度、CS/MGO复合材料添加量及再生性能对MO去除率的影响,结果表明:在pH=3、MO初使浓度为20 mg·L?1、吸附材料为0.12 g·L?1时,210 min后达到吸附平衡,经5次循环后为初使吸附容量的83.7%。吸附过程符合拟二级动力学模型,吸附等温线符合Langmuir模型,在298.15、303.15、308.15 K温度下最大吸附量分别为129.96、138.94、145.03 mg·g?1;吸附热力学表明,吸附过程为吸热、熵增自发的吸附过程。      

氧化石墨烯/生物基壳聚糖复合材料的制备及研究

通过氧化法制备了氧化石墨烯(GO),将GO与壳聚糖(CS)混合制备了GO/CS复合材料,并通过FT-IR、XRD、TGA和力学实验对其结构、热力学稳定性及力学性能进行测试。测试结果表明,GO被成功制备;GO上的—COOH与CS上的—NH₂发生酰胺反应生成—NHCO—,形成较强的界面结合力,GO的加入改善了CS的热稳定性,并且拉伸强度和杨氏模量均有所提高。     

各向异性壳聚糖/氧化石墨烯气凝胶的制备及吸附性能研究

通过定向冷冻干燥法制备了具有各向异性孔结构的壳聚糖(CS)/氧化石墨烯(GO)复合气凝胶(M.3CSG),以化学气相沉积工艺对其进行了硅烷化疏水改性,采用扫描电子显微镜、傅里叶红外光谱、力学性能测试、吸附性能测试等手段对材料进行了表征测试。结果表明：M-CSG气凝胶具有各向异性的取向微孔结构,GO的加入提高了M-CSG气凝胶的力学强度。M-CSG气凝胶对多种油和有机溶剂均具有良好的吸附能力,对氯仿的最大吸附量可达62g/g,并在10次循环吸附-解吸后仍保持优异的吸附性能。M-CSG气凝胶作为一种可重复使用的绿色吸附材料在油品回收和环境保护方面具有很大的应用潜力。     

氧化石墨烯/改性磁性壳聚糖复合材料对Cu2+的吸附研究

以石墨粉和壳聚糖为原料,采用Hummers法制备氧化石墨烯,再用四氧化三铁、二乙烯三胺和柠檬酸改性壳聚糖,合成了羧甲基氨基化改性磁性壳聚糖;通过超声分散制备氧化石墨烯水溶胶,再与改性磁性壳聚糖进行复合,成功制得氧化石墨烯/改性磁性壳聚糖复合吸附材料。研究结果表明,在pH=6,吸附剂用量为50mg,吸附时间为90min条件下,氧化石墨烯/改性磁性壳聚糖复合吸附材料对100mL、50mg/L铜离子(Cu~(2+))的吸附容量达到70.3mg/g,且吸附行为符合Freundlich等温吸附模型。     

功能化氧化石墨烯/壳聚糖纳米复合材料的制备及力学性能研究

以壳聚糖为基体、氧化石墨烯为活性增强相,采用溶液复合的方法制备了氧化石墨烯/壳聚糖纳米复合材料。为使氧化石墨烯均匀地分散在壳聚糖溶液中,对氧化石墨烯的表面进行了功能化处理。通过TEM、SEM、XRD、TGA和力学实验对氧化石墨烯的分散性,复合材料的结晶性能、热性能和力学性能进行了分析。研究结果表明,表面处理后的氧化石墨烯均匀分散于壳聚糖溶液中,未出现絮凝和团聚现象,复合材料中氧化石墨烯也以层片堆叠的方式存在。复合材料中壳聚糖基体的结晶峰位置和结晶度不随氧化石墨烯的加入而改变。复合材料的杨氏模量随着氧化石墨烯含量的增加而提高,断裂伸长率随氧化石墨烯含量增加而降低;当氧化石墨烯含量达到5%(质量分数)后,材料由韧性变为脆性,强度降低。复合材料的热稳定性随着氧化石墨烯含量的增加而提高。     

氧化石墨烯基复合材料对Cr(Ⅵ)的吸附研究

以氧化石墨烯(GO)、氧化铈(CeO2)和改性壳聚糖(DCS)为原料,采用溶液共混法合成氧化石墨烯基复合材料(DCG)。研究了DCG对Cr(Ⅵ)的静态吸附性能,考察了DCG用量、Cr(Ⅵ)质量浓度、吸附时间和吸附温度对吸附效果的影响。实验结果表明,DCG质量浓度为2g/L、废水中Cr(Ⅵ)质量浓度为20mg/L、吸附温度为25℃、吸附时间为90min时吸附效果最好。傅里叶变换红外光谱、扫描电子显微镜和X射线衍射分析表明,DCG为较厚的片层结构,片层表面附着大量点状物,羟基、羧基和氨基为主要活性吸附位点。复合材料DCG明显改变了GO、CeO2和DCS三者的团聚性和亲水性,充分发挥了各自的吸附性能。     

氧化石墨烯复合材料的研究进展

氧化石墨烯是一种性能优异的新型碳材料,具有较高的比表面积和表面丰富的官能团.简单介绍了氧化石墨烯的制备方法,重点阐述了氧化石墨烯复合材料的研究进展,包括聚合物类复合材料以及无机物类复合材料的合成方法、性能以及应用领域,展望了氧化石墨烯的制备及其复合材料今后的研究方向,提出少引入或者不引入杂离子的新型绿色环保的制备方法是氧化石墨烯制备的发展方向,氧化石墨烯的表面改性成为另一个研究重点.     

碳化氧化石墨烯/壳聚糖超级电容器电极复合材料的制备及表征

采用Ar氛烧结碳化法在600℃、700℃、800℃及900℃下制备了基于氧化石墨烯（GO）/壳聚糖复合材料的超级电容器电极材料。通过XRD、SEM、FTIR及循环伏安等电化学手段,系统评价了碳化的GO/壳聚糖复合材料作为超级电容器电极材料的可能性。通过与文献报道的纯壳聚糖碳化材料的相关性能进行比较,结果表明：碳化GO/壳聚糖复合材料力学性能较纯壳聚糖碳化材料提高约67%,而且具有良好的电容器材料的性质。800℃碳化GO/壳聚糖复合材料样品的比电容达131 F/g,1 500次充放电后比电容保持率达97%。     

氧化石墨烯制备石墨烯的研究进展

近年来,石墨烯已成为世界各国学者研究的热点。由石墨粉先制备氧化石墨烯进而制备石墨烯成为了石墨烯最重要的制备方法。本文综述了氧化石墨烯制备石墨烯的主要方法:化学法、热法、微波法、电化学法、水热法、碱法等,并对各方法的优缺点进行了阐述,最后对石墨烯的未来进行了展望。     

琥珀酰化壳聚糖/石墨烯复合材料的制备及对酸性品红的吸附

以壳聚糖为原料,通过琥珀酸酐与活性白土、氧化石墨烯进行化学改性处理,制备琥珀酰化壳聚糖/石墨烯复合材料。利用红外光谱仪、热失重分析、扫描电镜等对该复合材料的结构、性能及形貌进行表征,并通过紫外-可见分光光度计对其吸附酸性品红的性能进行探讨。结果表明:复合材料具有比表面积较大和活性位点较多的疏松多孔的结构;在投加量为0.1g,吸附时间为45min,pH=6,初始浓度为20mg/L时,对酸性品红的吸附效果最佳,最大去除率达99.1%。壳聚糖和石墨烯的引入改变了活性白土在水中的分散状态,对酸性品红的吸附能力得到提高,吸附行为符合Langmuir等温吸附模型。实验表明,该复合材料具有较好的重复利用性。     

纳米铁-氧化石墨烯/壳聚糖复合材料的制备及其力学性能

纳米铁和氧化石墨烯(GO)修饰壳聚糖(CS)复合材料对水体中重金属的优越吸附性能,在环保领域具有良好的应用前景.然而,不同含量纳米铁和/或GO修饰CS对复合材料力学性能的影响成果却十分有限.因此,以CS为聚合物基体、GO和FeCl3·6H2O为纳米填充物,采用溶液混合蒸发法制备了不同配比的纳米铁-氧化石墨烯/壳聚糖(F...     

氧化石墨烯及其复合材料对水中放射性核素的吸附

在核能和核技术的快速发展过程及应用中产生了大量放射性废水,其对生态环境会造成潜在的污染,因此对放射性废水处理技术的研究对保护环境有着重要的意义。氧化石墨烯及其复合材料具有比表面积高、官能团丰富、吸附能力强、化学稳定性好等优点,在放射性废水处理领域受到广泛关注。本文综述了近年来有关氧化石墨烯及其复合材料对水中放射性核素吸附的研究现状及进展,介绍了氧化石墨烯及其复合材料对放射性核素的吸附容量、吸附等温模型、吸附热力学、影响因素和吸附机理。最后分析了氧化石墨烯及其复合材料处理放射性核素在辐射稳定性和高吸附选择性等方面面临的问题和挑战,探讨了推动该类材料今后实际放射性废水处理中工程应用的重点研究方向,如完善的产业体系和积极研发相匹配的成套水处理工艺及设备等。     

利用氧化石墨烯复合膜吸附去除水中重金属离子的研究进展

氧化石墨烯作为一种独特的碳纳米材料,具有很高的比表面积,且其表面含有丰富的羟基、羧基等含氧基团,被认为是一种得天独厚的吸附材料,在净化水体方面有着广阔的发展前景。目前,为进一步提高氧化石墨烯对重金属离子的选择吸附性,氧化石墨烯被辅之以其他功能化材料,来制备复合材料。此外,膜分离技术在解决水环境问题上效果显著,因此将氧化石墨烯复合材料与膜分离技术相结合,来制备氧化石墨烯复合膜,对净化水体起到了事半功倍的效果。本文综述了氧化石墨烯复合膜材料的制备方法,并对其去除水中重金属离子的研究进展与吸附机理进行了综述,也对后续研究方向进行了展望。     

氧化石墨烯复合材料研究进展

氧化石墨烯(GO)是一种石墨烯衍生物,具有独特的二维纳米片层结构,表面含有大量羟基、环氧基、羧基和羰基等含氧官基团,加之具有超大的比表面积、良好的亲水性和生物相容性等特性,使其作为纳米组分更易与聚合物、无机物及小分子等物质作用制备复合材料。综述了近年来GO复合材料在吸附材料、分离材料、电极材料、传感器材料、界面改性、光电热材料、高性能材料及催化等领域的研究,并从可持续发展的角度对要拓宽和实现GO复合材料的大规模工业化应用存在的问题进行了总结及展望。     

氧化石墨烯的制备及结构研究进展

氧化石墨烯是一种表面含有丰富的含氧官能团石墨烯衍生物.氧化石墨烯拥有较大的比表面积、良好的亲水性和生物亲和性,被广泛应用于传感器、储能材料、药物载体、催化等领域.本文介绍了近几年氧化石墨烯的制备方法,简述了由Hummers法制备氧化石墨烯的生成机理,主要概括了氧化石墨烯新的结构模型,提出寻找高效绿色的氧化剂是制备氧化石墨烯的关键,确定氧化石墨烯的结构对其表面改性及在复合材料的应用和发展有重要的影响.     

氧化石墨烯的制备及其对罗丹明B的吸附性能

采用改进Hummers法以石墨粉为原料制备氧化石墨烯(GO),利用红外光谱仪、X射线衍射仪和扫描电镜对其官能团、物相结构和表面形貌进行表征分析。研究所制备的GO对阳离子染料罗丹明B(RB)的吸附性能,考察了吸附时间、GO用量、吸附温度和溶液初始pH对吸附性能的影响。结果表明:GO吸附RB的适宜条件为:吸附时间70min、GO用量0.01g、温度30℃、pH=3,GO对RB的最大吸附量为2002.71mg/g。由吸附动力学及等温吸附模型分析可知,GO对RB的吸附符合准二级动力学模型及Langmuir等温吸附模型。     

氧化石墨烯薄膜的制备及其吸附PM2.5性能研究

为探究氧化石墨烯(GO)对PM2. 5的吸附性能,采用喷涂方式,制备了以4种不同无纺布为基底的GO薄膜,测试了其吸附性能及薄膜长效性。采用扫描电镜、拉曼光谱、X射线衍射及红外光谱进行表征。结果表明:GO成功附着在无纺布纤维表面及纤维间形成薄膜,并且GO材料存在对PM2. 5的吸附性且效果明显。不同基底上GO薄膜去除率分别约为34%、95%、45%及82%,提高了27%、5%、30%及28%。经过15d的连续测量,GO薄膜对PM2. 5的去除保持了良好的稳定性及长效性。     

氧化石墨烯复合材料吸附铀的研究进展

氧化石墨烯由于具有超大的比表面积、高强度和化学稳定性好等优点,其在环保领域作为含铀废水吸附材料的应用潜能备受关注。本文综述了近年来石墨烯基复合材料吸附水溶液中铀的研究现状及进展,介绍了石墨烯基复合材料对铀的吸附性能,分析了溶液pH值、温度、离子强度、接触时间和吸附剂用量等因素对吸附效果影响的原理,阐述了通过表面络合模型,光谱分析和理论计算等方法探讨氧化石墨烯复合材料的微观形貌结构与铀吸附效果之间的内在联系,最后研究了氧化石墨烯复合材料吸附铀研究中面临的挑战,对石墨烯材料与轴的相互作用机理及其在环保方面的开发应用进行了展望。