非共价功能化石墨烯改性PLA薄膜的制备

以双十二烷基二甲基溴化胺非共价修饰还原石墨烯(DDAB–RGO)为纳米填料,通过溶液铸膜法制备了聚乳酸/功能化石墨烯(PLA/DDAB–RGO)纳米薄膜。用傅立叶变换红外光谱和扫描电子显微镜对DDAB–RGO及纳米复合薄膜的化学结构及形貌进行了表征,并对纳米薄膜的结晶性能、力学性能、热稳定性等进行了测试分析。结果表明,DDAB–RGO与PLA具有良好的相容性,均匀分散于PLA基体中,在较低DDAB–RGO含量时对PLA膜起到了纳米增强的作用,当其含量为0.2%时,PLA/DDAB–RGO纳米薄膜的拉伸强度、拉伸弹性模量比纯PLA膜分别提高了21%和36%。同时DDAB–RGO的加入还改善了PLA的结晶性、热稳定性。     

燃料电池用纳米改性聚苯并咪唑阴离子交换膜的制备

以环氧氯丙烷和1–甲基咪唑为原料制备新型离子液体(IL),以IL为原料对氧化石墨烯(GO)进行表面修饰制备离子液体功能化氧化石墨烯(IL–GO),以IL–GO为添加剂制备基于含氟聚苯并咪唑(FPBI)复合膜。研究了IL–GO的含量对复合膜的热稳定性、力学强度、离子电导率、离子交换容量(IEC)、吸水率、溶胀度和耐碱性等性能的影响。研究结果表明,复合膜的IEC、离子电导率和拉伸性能都随着IL–GO含量的增加而增大,当IL–GO含量为30%时其拉伸应力和拉伸弹性模量分别达到77.5 MPa和1.95 GPa,在80℃下,其最大离子电导率可达72.3 m S/cm,然而复合膜的热稳定性并没随着IL–GO含量的增加而改变。FPBI/IL–GO复合膜具有良好的稳定性,该系列阴离子交换膜有望在碱性阴离子交换膜燃料电池中得到应用。     

还原石墨烯/硫化镉纳米棒复合材料制备及其光催化性能

为调控硫化镉尺寸和形貌,采用水热法合成了还原型氧化石墨烯/硫化镉纳米棒(RGO/Cd S)复合材料,采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)等方法对产物进行了表征。通过调节硫化镉颗粒成核和生长速度,在乙二胺溶剂中水热合成了结构规整的硫化镉纳米棒及与石墨烯的复合材料。紫外分析表明,RGO/Cd S禁带宽度为2.81 e V。光催化降解实验表明,RGO/Cd S对甲基橙具有良好的光催化降解作用,当甲基橙溶液质量浓度为20 mg/L、RGO/Cd S用量为0.2%(质量分数)时,在可见光下反应480 min,甲基橙降解率可达96.3%。RGO/Cd S在光催化氧化处理废水领域具有潜在的应用价值。     

纤维素复合膜吸附处理盐酸环丙沙星

针对废水中氟喹诺酮类抗生素盐酸环丙沙星(HCIP)的污染,以离子液体和二甲基亚砜(DMSO)共混溶液为溶剂,通过相反转技术制备了氧化石墨烯-纤维素复合膜(GOCE)和磁性氧化石墨烯-纤维素复合膜(FGCE)以除去HCIP。同时研究了氧化石墨烯质量分数、纳米Fe_3O_4质量分数、HCIP浓度、溶液温度、溶液pH、共存阴阳离子、水质以及再生次数等因素对复合膜吸附HCIP性能的影响。结果表明,氧化石墨烯和磁性纳米Fe_3O_4质量分数(相对于微晶纤维素质量)分别为5.0%和4.0%的复合膜FGCE对50 mg/L的HCIP溶液的平衡吸附量可达21.67 mg/g。当HCIP溶液质量浓度为10 mg/L时,其吸附率为91.97%。     

RGO的制备及其对PMMA/RGO复合材料介电性能的影响

以氧化还原法为基础制备了两种非改性的还原氧化石墨烯(RGO):水合肼还原制备的RGO(RGO–N)和水合肼还原后真空退火制备的RGO(RGO–V),之后以这两种RGO和聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)为原料通过简单溶液复合法制备了PMMA/RGO复合材料。通过透射电子显微镜、原子力显微镜和X射线光电子能谱对两种RGO的形貌和结构进行了表征。结果表明,这两种RGO都为单层或少数几层的片状结构,其中RGO–V的导电性高于RGO–N,且其厚度低于RGO–N。通过扫描电子显微镜对PMMA/RGO复合材料的断面形貌进行了表征,发现RGO能均匀地分散在PMMA中并且与PMMA有明显的界面相互作用。进一步研究了不同RGO含量下制备的PMMA/RGO复合材料介电性能的变化。结果表明,两种RGO均能提高复合材料的介电常数;且随着RGO含量的增加,复合材料的介电常数明显增大,而介电损耗变化不大。在室温及1 000 Hz下,当RGO–V体积分数为2.75%时,PMMA/RGO–V复合材料的介电常数为20.5,是纯PMMA的的5倍,是相同RGO含量下PMMA/RGO–N复合材料的2.5倍,而介电损耗仅为0.80。     

原位聚合法制备PANI/RGO导电复合材料的性能

采用原位聚合法制备聚苯胺(PANI)、PANI/氧化石墨烯(GO)复合材料和PANI/还原氧化石墨烯(RGO)复合材料。利用四探针测试仪、X射线衍射(XRD)仪、傅立叶变换红外光谱(FTIR)仪、热重(TG)分析仪和扫描电子显微镜(SEM)等对PANI及PANI/GO复合材料和PANI/RGO复合材料进行表征。电导率测试结果表明,当加入GO质量分数为50%时,先还原后聚合法制得PANI/RGO复合材料的导电率可达9.916 S/cm,RGO能有效提高复合材料的导电性;XRD和FTIR分析结果表明,GO和RGO都能较好分散在PANI中;TG分析结果表明,将GO还原为RGO后在小于250℃时能有效提高复合材料的热稳定性。通过原位聚合法能将GO和RGO较好分散在PANI中,形成较好的插层型复合材料,尤其是先还原后聚合法制得的PANI/RGO复合材料具有较好的导电性和热稳定性。     

石墨烯/碱式硫酸镁晶须/PVC复合材料的制备及性能表征

以改进的Hummers法制备还原氧化石墨烯(RGO),以RGO和碱式硫酸镁晶须(MHSHw)为填料,采用机械球磨法制备RGO/MHSHw/PVC复合粉料,经平板硫化机热压成型得三相复合板材。考察了RGO和MHSHw对复合材料电阻率、阻燃性能及力学性能的影响。结果表明:RGO具有很好的片层结构和导电性;当MHSHw添加量为5%,RGO添加量为1%时,RGO/MHSHw/PVC复合板材的表面电阻率为4×106Ω/square,比纯PVC下降8个数量级,达到了商业抗静电效果,拉伸强度达到最大值17.61 MPa,比纯PVC提高了44.04%,复合板材氧指数>33%,具有阻燃性能,得到力学性能优良兼具有抗静电和阻燃性能的复合材料。     

RGO改性MC尼龙导电复合材料的制备及表征

采用溶剂预分散的方法分散还原氧化石墨烯(RGO)微片,再结合硅烷偶联剂等处理RGO表面,并以原位聚合法制备RGO改性MC尼龙导电复合材料。研究了RGO含量、表观密度及表面处理方法对RGO改性MC尼龙导电复合材料电性能的影响;分析了RGO添加后对MC尼龙热性能的影响。结果表明,随着RGO含量的增加,RGO改性MC尼龙导电复合材料的表面电阻率和体积电阻率呈现逐渐减小趋势,电性能得到提高;RGO质量分数1.5%为RGO改性MC尼龙导电复合材料的渗滤阈值;当RGO质量分数达到2.5%时,RGO改性MC尼龙导电复合材料的表面电阻率达到1.04×102Ω,体积电阻率达到1.35×102Ω·m。     

RGO/In_2S_3复合修饰TiO_2纳米管阵列及其光催化应用

采用脉冲电沉积法将In_2S_3纳米粒子沉积在TiO_2纳米管阵列(NTs)上,得到In_2S_3–TiO_2 NTs。然后通过脉冲电沉积法将石墨烯薄膜修饰在In_2S_3–TiO_2 NTs上,制备出RGO/In_2S_3–TiO_2 NTs复合材料。通过光电流测试和2,4-二氯苯氧乙酸(2,4-D)降解试验表征了RGO/In_2S_3–TiO_2 NTs的光电性能和光催化性能。结果表明:相对于纯TiO_2 NTs,RGO/In_2S_3–TiO_2 NTs复合材料的光生电子-空穴对的复合率更低,对可见光的吸收更强。光催化180 min后,RGO/In_2S_3–TiO_2 NTs复合材料对2,4-D的降解效率高达93.36%,重复使用5次后仍有90.70%。     

石墨烯/热塑性聚氨酯薄膜的制备及性能

采用热还原的方法由氧化石墨烯(GO)制备得到还原石墨烯(RGO),并将两种石墨烯与热塑性聚氨酯(TPU)复合制得纳米复合材料薄膜。进而考察了两种纳米复合材料薄膜的导电、导热及力学性能。结果表明:在TPU中加入GO能够得到高导热、低导电的纳米复合材料,而加入RGO则得到高导热、高导电的纳米复合材料;同时,GO和RGO的加入,均能显著提高TPU的拉伸强度和模量。     

芳纶纳米纤维对石墨烯薄膜导电性能和力学性能的影响

采用简单的溶液共混、真空辅助抽滤和氢碘酸还原的方法,制备了柔性的芳纶纳米纤维/还原氧化石墨烯(ANFs/RGO)复合薄膜.利用四探针技术对复合薄膜的电导率进行测试表征;利用万能拉伸试验机对其力学性能进行了研究.结果表明,随着ANFs含量的增加,复合薄膜的电导率逐渐下降.当ANFs质量分数为25％时,复合薄膜的力学性能达...     

电化学沉积石墨烯/DLC复合薄膜的腐蚀性能研究

阐述了液相电化学沉积法制备类金刚石碳基(DLC)复合薄膜,以无水甲醇为碳源,自制的石墨烯为掺杂剂,在单晶硅基底上电化学沉积制备得到RGO/DLC复合薄膜,利用TEM、AFM、Raman、XPS等表征手段对复合薄膜的表面形貌及微观结构进行了研究,发现石墨烯在DLC复合薄膜中均匀分散,掺杂结果表明所得薄膜主要成分为C、O;电化学腐蚀测试结果表明所得薄膜在Na Cl溶液中具有较好的抗腐蚀性能。     

电磁屏蔽涂料用石墨烯负载氧化钴磁性复合材料的制备及性能研究

采用Hummers法制备了氧化石墨烯,然后将其在氯化钴溶液中分散均匀,采用水合肼还原氧化石墨烯和钴离子,并经过热处理制备出石墨烯负载钴磁性复合材料。采用FTIR、XRD、SEM和VSM观察分析了制备过程中样品的结构演变及静态磁性能,结果表明氧化石墨烯表面含有大量氧化基团,其晶间距较鳞片石墨大,并呈现出非晶特征。还原后钴以四氧化三钴形式存在,呈薄片状,片径介于100~300 nm范围,不同钴添加量的Co/RGO复合粉体在±1.8×10~4 Oe磁场范围内,均未出现磁感应饱和,表明其具有较大的矫顽力。     

凝固剂对玉米淀粉/棉纤维素薄膜降解性能的影响

采用离子液体1-丁基-3-甲基咪唑氯盐和N,N-二甲基甲酰胺(DMF)作为溶剂溶解玉米淀粉和棉纤维素,然后通过旋涂法对玉米淀粉和棉纤维素的离子液体溶液进行铺膜,并研究凝固剂(蒸馏水和无水乙醇)对淀粉/纤维素薄膜结构和降解性能的影响。结果表明,采用蒸馏水作凝固剂的淀粉/纤维素薄膜表面的孔洞要比采用无水乙醇作凝固剂的多;淀粉/纤维素薄膜没有新的官能团形成;淀粉/纤维素薄膜为无定形结构;采用蒸馏水作凝固剂的薄膜的拉伸强度和断裂伸长率略低于无水乙醇作凝固剂;采用蒸馏水作为凝固剂制备的淀粉/纤维素薄膜120 d土壤堆埋生物降解率达到55%。     

PE-LD/硅烷偶联剂改性石墨烯复合薄膜的制备及性能表征

将硅烷偶联剂KH-560接枝到氧化石墨烯上制得KH-560改性氧化石墨烯（KGO）,通过水合肼还原得到KH 560改性石墨烯（KG）,最后将KG和石墨烯（G）分别与低密度聚乙烯（PE-LD）熔融共混、中空吹塑成PE LD/KG复合薄膜和PE-LD/G复合薄膜。对样品的结构、形貌、光学性能、阻透性能、热性能和力学性能等进行表征。结果表明,KH-560成功接枝到KG上;KG无序度增加,KG的层间距比G增加约80 %;KG在PE-LD中分散均匀,团聚较少;G对复合薄膜的光学性能和阻透性能的增强效果优于KG;而KG对复合薄膜的热性能和力学性能的改善明显优于G;当KG的含量为0.5 %（质量分数,下同）时,PE-LD/KG复合薄膜的结晶度和弹性模量分别比纯PE-LD薄膜提高了8.4 %和63.9 %。     

含木质素纤维素/石墨烯多孔炭材料的制备及其氧还原性能研究北大核心

以含木质素纤维素纳米纤维(L-CNFs)和氧化石墨烯(GO)为前驱体,经冷冻干燥和高温炭化得到多孔炭材料C_(L-CNFs)/RGO/H_(2)O和C_(L-CNFs)/RGO/TBA。表征结果表明,当以叔丁醇(TBA)为溶剂时,炭化前后样品均保持良好的三维多孔结构;L-CNFs被炭化的同时GO被还原为石墨烯,炭化后样品的比表面积显著增加,最高为521.71 m~2/g。电化学性能测试表明,在碱性溶液中,多孔炭材料C_(L-CNFs)/RGO/TBA表现出良好的氧还原反应(ORR)催化活性,具有较高的起始电位(0.81 V)和半波电位(0.69 V)。     

改性石墨烯/丁腈橡胶纳米复合材料的制备及性能研究

通过简单的回流氧化石墨烯(GO)和二乙基甲苯二胺(E-100)成功实现氧化石墨烯的原位功能化还原,制备了导电及表面修饰的氧化石墨烯(GO-E100),其电导率由GO的1. 0×10-7S/m提高到1 S/m。此外,制备的GO-E100有效地增强了以丁腈橡胶(NBR)为基体的柔性复合材料的力学性能和导电性能。当GO-E100在复合材料中的质量分数为4. 2%时,复合材料电导率达到3. 2×10-12S/m,比纯NBR增加了3个数量级,同时拉伸强度提高了18. 6%;当GO-E100在复合材料中的质量分数为6. 8%时,其拉伸强度提高了12%,耐油性稍有改善,复合材料电导率达到5. 6×10-8S/m,比纯的NBR增加了7个数量级,基本满足抗静电要求。     

水性聚氨酯/石墨烯柔性导电复合材料制备及性能

针对石墨烯在与聚合物基体复合中出现的难以均匀分散、易出现团聚的问题,通过采用不同的分散剂对石墨烯进行非共价键功能化改性,选取最佳分散剂,以制备稳定的石墨烯分散液。通过溶液共混法和流延浇铸法将石墨烯均匀分散在水性聚氨酯（WPU）基体中,制备了WPU/石墨烯柔性导电复合材料。溶剂分散效果及吸光度测试结果显示,聚乙烯醇（PVAL）水溶液对石墨烯的分散能力强,制备的石墨烯分散液较为稳定,且PVAL水溶液的最佳质量分数是15%,其吸光度达到2.943;导电性能测试结果发现,石墨烯含量为WPU质量的2%时,WPU/石墨烯柔性导电复合材料综合性能较好,其电导率为2.6×10^-7 S/m,并在此基础上,考察发现WPU∶PVAL水溶液质量比为80∶20时,复合材料的拉伸强度较未加分散剂的增加了116%,电导率为4.5×10^-5 S/m,较未加分散剂的增加了5个等级;扫描电子显微镜结果表明,加入PVAL水溶液后,石墨烯能均匀地分散在WPU基体中,表明PVAL水溶液对石墨烯具有良好的分散作用。     

功能化氧化石墨烯/纤维素共混复合材料对Pb~(2+)吸附性能的研究

采用改进的Hummers制备氧化石墨烯,对其进行功能化改性,制得功能化氧化石墨烯f-GO,再将功能化氧化石墨烯和纤维素共混,制备了具有较强吸附性能的功能化氧化石墨烯/纤维素复合材料(f-GO/CE)。以复合材料为载体,用静态法考察了pH值、吸附时间、初始浓度等因素对f-GO/CE吸附Pb~(2+)效果的影响。结果表明,吸附最适pH为6,吸附时间是150 min,最佳初始浓度为240 mg/L;同时f-GO/CE对Pb~(2+)的吸附行为符合Langmiur方程,吸附最大量可达到105mg/g,其对铅离子具有优异的吸附性能。     

SnO_2/RGO复合光阳极的制备及其对染料敏化太阳能电池性能的影响

采用原位化学法合成不同质量比的SnO_2/还原氧化石墨烯(RGO)纳米复合材料,通过溶胶-凝胶法制得SnO_2/RGO纳米复合薄膜光阳极。经N3染料浸渍,与Pt对电极,I~-/I_3~-电解质组装成染料敏化太阳能电池(DSSC)。对SnO_2/RGO纳米复合薄膜光阳极结构进行分析,通过伏安特性曲线分析了电池的光电性能。结果表明:石墨烯有利于提高SnO_2基DSSC的光电性能。当GO与SnCl_2·2H_2O的质量比为0.20时,电池的性能最优,短路电流密度(J(sc))和开路电压(U_(oc))分别达到15.56 mA/cm~2和0.56 V,光电转换效率为4.58%。并研究了SnO_2/RGO复合材料对光阳极的电子传输和光电转换效率的影响机制。