石墨烯/碳复合气凝胶的制备及其吸附性能

碳气凝胶具有高比表面积、高导电性等优异的性能,将碳气凝胶与具有同样优异性能的石墨烯相结合,通过溶胶-凝胶法制备得到石墨烯/碳(G/C)复合气凝胶,进一步提高其吸附性能.研究结果表明,G/C复合气凝胶为三维多孔结构,具有较高的比表面积643 m2/g、孔容积1.688 cm3/g、平均孔径13.50 nm.对水中模拟污染...     

纤维素/石墨烯多孔复合气凝胶的制备与表征

通过对高纯鳞片石墨(GE)进行化学处理,制备氧化石墨烯(GO)和还原石墨烯(rGO);以针叶木纤维素为基体,GO、rGO为掺杂剂,制备了纤维素/氧化石墨烯复合气凝胶(C/GO)与纤维素/还原石墨烯复合气凝胶(C/rGO)。采用红外光谱、X射线衍射、扫描电镜、热重分析、杨氏弹性模量对制得气凝胶的结构、形貌、热稳定性和强度性能进行了系统表征。结果表明,GO和rGO依靠氢键结合和纤维素的分散作用在纤维素基体中均匀分散,形成稳定的多孔复合结构;通过杨氏弹性模量确定较适GO、rGO掺杂比均为纤维素的1%,此时C/rGO的杨氏弹性模量为53.26 MPa,是C/GO的1.6倍、纯纤维素气凝胶(CA)的5.4倍。GO、rGO的掺杂在一定程度上提高了纤维素气凝胶的热稳定性。     

MnO2/石墨烯复合气凝胶的制备及其电化学性能

研制出超长周期、高比电容的超级电容器电极是未来储能器件的关键。采用了一种简便有效的自组装水热法合成了二氧化锰/还原氧化石墨烯(MnO2/RGO)复合气凝胶。通过一系列表征技术对其形貌和结构进行了分析。其电化学性能测试结果表明,当电流密度为1A/g和40A/g时,MnO2/RGO比电容分别可达到252F/g和146F/g,具有较好的倍率性能。此外,复合气凝胶在20A/g的高电流密度下,经过10 000次循环后,其比电容为初始电容的87.8%,说明此复合材料具有优异的循环稳定性。杰出的电化学性能归功于:1)三维(3D)石墨烯气凝胶不仅为MnO2粒子提供了良好的支撑,而且促进了离子和电子的快速转移;2)MnO2粒子可以抑制RGO的团聚和重叠。     

MoO2/石墨烯多尺度纳米复合材料构筑及其电化学性能

石墨烯具有导电率高、比表面积大以及机械性能优良等特性,因此在超级电容器领域具备极佳的应用前景,但纯石墨烯活性电极材料又面临着比容量相对较低的问题。文章通过一步水热法将零维(0D)二氧化钼(MoO₂)纳米点修饰在2D石墨烯纳米片上,组装形成3D多孔复合材料,实现了0D-2D-3D多尺度材料的构建,并研究了以其作为超级电容器活性电极材料的电化学性能。结果表明,在2 mV/s扫速下,该纳米复合材料的比容量高达499 F/g,显示出优越的容量特性。     

石墨烯负载金属纳米粒子新功能材料的制备

针对传统的湿法制备金属粒子修饰碳材料复合物对环境污染严重且不能大量生产等问题,采用干法制备金属粒子修饰石墨烯复合材料。以石墨烯和醋酸盐为原料,均匀混合后采用分段加热的方法成功制备出石墨烯负载银、钴、镍纳米粒子复合材料,该方法没有污染而且可以大量生产。实验中考察了金属负载量对制备的复合材料的影响,并采用扫描电镜和X-射线衍射2种方法对制备的复合材料进行了表征。结果表明:银、钴及镍纳米粒子可以均匀地负载在石墨烯表面;负载的银、钴及镍纳米粒子粒度分布范围窄,而且结晶度好。制备的复合材料有望在热管理领域及催化领域发挥其优势。     

银纳米粒子/聚多巴胺微球的制备及催化性能

利用多巴胺在碱性醇/水体系中的氧化自聚反应制备得到粒径均一的聚多巴胺纳米微球(polydopamine spheres,PDS),并进一步利用PDS结构中儿茶酚胺的还原性,原位还原硝酸银负载银纳米粒子,建立了银纳米粒子/聚多巴胺微球(Ag nanoparticles loaded PDS,AgNPs/PDS)的简单制备方法。利用紫外-可见光谱、傅里叶变换红外光谱、扫描电子显微镜、X射线光电子能谱和电化学溶出伏安法对PDS及AgNPs/PDS的形貌、结构及成分进行分析。在最优条件下,粒径约为40nm的球形AgNPs均匀固载在平均粒径约为200nm的PDS表面。通过紫外-可见吸收光谱现场监测了AgNPs/PDS对硼氢化钠还原4-硝基苯酚(4-nitrophenol,4-NP)的催化作用,结果表明AgNPs/PDS极大地加速了4-NP的还原反应。这种绿色、简单、快捷的复合材料制备方法有望为新型功能材料构建提供新途径。     

石墨烯/橡胶纳米复合材料的研究进展

石墨烯是一种有着优异性能的二维纳米填料,将石墨烯与聚合物复合是发挥其性能的重要途径,石墨烯/橡胶纳米复合材料对橡胶的力学机械性能、电学性能、导热性能和气体阻隔性能等都有很大提升,得到了广泛关注。首先介绍了石墨烯的制备及功能化,然后对石墨烯/橡胶纳米复合材料的制备方法进行了详细的归纳,总结了石墨烯的加入对石墨烯/橡胶纳米复合材料性能的影响,对该类材料所面临的问题及发展趋势进行了分析和展望。     

纳米碳纤维掺杂气凝胶的合成及性能

为了研究纳米碳纤维掺杂对SiO2气凝胶力学性能和导热性能的影响,以工业水玻璃为前驱体,采用原位法在常压干燥下合成了纳米碳纤维掺杂的SiO2气凝胶材料(CNF-SAs).纳米碳纤维掺入量分别为硅溶胶质量的0%、0.2%、0.5%、0.8%,主要研究了纳米碳纤维掺杂对硅气凝胶力学性能和导热性能的影响.试验结果表明:CNFs的掺入,提高了气凝胶内部SiO2网格的强度,增大了气凝胶的韧性.600℃时,CNFs复合气凝胶的导热系数约为0.04 W/(mK),明显低于纯气凝胶0.09W/(mK),说明CNFs起到了明显的红外遮光作用.制备得到的气凝胶呈海绵状微孔结构,CNFs浓度对复合气凝胶的性能有重要影响,当CNFs掺入量为0.5%时,复合气凝胶的综合物理性能较好,且密度达到最低0.143g/cm3.     

微波-凝胶法合成NdCoO3纳米粒子

以硝酸钴、硝酸钕为原料,柠檬酸为络合剂,氨水作反应介质,在微波辐照下,加速溶胶的形成,并采用远红外辐射干燥箱制得复合氧化物的前驱体。采用热重及差热分析法对前驱体进行分析,用马弗炉分别在不同温度下煅烧得黑色粉体。采用X射线衍射和红外光谱等现代分析测试手段对粉体的结构、粒径进行了分析和表征。并将溶胶-凝胶法在800℃制得样品的X射线衍射谱图与微波-凝胶法在相同温度下制得样品的X射线衍射谱图相比较。结果表明,微波-凝胶法在较短的时间(10min)内即生成了钙钛矿型稀土复合氧化物NdCoO3纳米粒子,而溶胶-凝胶法生成相同的复合氧化物则需要2h,体现了微波加热能促进化学反应速率,提高热能利用率。     

还原氧化石墨烯/四氧化三铁复合气凝胶的制备与染料吸附性能

为改进四氧化三铁（Fe₃O₄）复合材料吸附工业染料废水的性能,先制备了表面油酸修饰的Fe₃O₄,再以氧化石墨烯（GO）及表面油酸修饰的Fe₃O₄作为前驱物,通过水热法制备了还原氧化石墨烯/四氧化三铁（rGO/Fe₃O₄）复合水凝胶,最后冻干得到rGO /Fe₃O₄复合气凝胶。采用X射线衍射仪、扫描电子显微镜表征产物的微观形态和结构,并通过紫外-可见分光光度计对复合气凝胶对于亚甲基蓝染料（MB）的吸附性能进行研究。结果表明,rGO /Fe₃O₄复合气凝胶在微观上复合均匀,与单独的石墨烯和Fe₃O₄纳米粒子相比,rGO/Fe₃O₄复合气凝胶对MB染料的吸附性能更优,吸附能力达到108 mg·g^-1,而且rGO /Fe₃O₄复合气凝胶可以方便地从废水中移出进行重复使用。研究其吸附动力学和吸附等温发现,该复合气凝胶的吸附行为符合拟二级动力学方程和Langmuir吸附模型。     

钴氮改性石墨烯气凝胶催化PMS降解水中污染物

为探究钴氮改性对石墨烯气凝胶催化过一硫酸盐(PMS)降解污染物性能的影响,以氯化钴和氧化石墨烯(GO)作为前驱体,通过冷冻干燥和氨气热退火处理,成功制备了钴氮改性石墨烯气凝胶(Co-NGA)。采用SEM、BET等一系列测试手段对材料的形貌结构、元素组成和化学形态进行表征,并选择对羟基苯甲酸(p-HBA)作为目标污染物,测试气凝胶材料的催化活性。结果表明：石墨烯气凝胶具有独立的块体形貌和联通的三维多孔结构,钴和氮均匀地分布在石墨烯片层表面;当CoCl₂添加量为1.5 mg/mL以及GO质量浓度为2.0 mg/mL时Co-NGA展示出最高的催化活性,在60 min内对p-HBA的去除率超过98%,反应速率常数达到0.096 min^-1,远高于GA(0.008 min^-1)、NGA(0.011 min^-1)和Co-GA(0.019 min^-1)的反应速率常数,在较宽的pH值范围(3～11)和复杂离子环境下均能保持良好的催化活性;Co-NGA/PMS体系是一个以非自由基电子转移为主导的...     

尺寸可控的高稳定性银纳米粒子的合成研究

一种绿色、简单的液相方法被用于合成高稳定性的金属银纳米晶。在合成中,淀粉被用作保护试剂,柠檬酸钠被用作还原试剂。所得产品用紫外——可见吸收光谱、透射电子显微镜等手段表征。实验结果表明银纳米粒子的尺寸可以通过改变试验参数而调节。最终得到的纳米粒子胶体在室温下具有高稳定性。     

溶胶-凝胶法制备纳米Fe3O4/SiO2复合粒子

采用溶胶-凝胶法,以正硅酸四乙酯作为表面修饰剂,对Fe3O4纳米粒子的表面进行包覆,制备出了磁性Fe3O4/S iO2纳米复合粒子.通过TEM,XRD,IR表征,复合粒子的粒径在15 nm~20 nm左右,呈球形且分散较均匀.     

纳米ZnO粒子的溶胶凝胶制备及抗菌活性研究

采用溶胶凝胶法制备了纳米ZnO粒子,通过XRD、SEM对所制备粉体颗粒的物相组成以及表面形貌进行表征,并且通过K-B纸片扩散法研究了抗菌性能,并对比了紫外光照前后的抗菌性能.结果表明,所制备的ZnO纳米粒子粒径约为200nm左右,显示优良的抗菌活性,未经紫外光照对大肠杆菌(Escherichia coli)和金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)的抑菌圈达到18～22mm,并对其机理做了初步探讨.     

无机纳米粒子/聚合物复合材料研究进展

综述了无机纳米粒子 /聚合物复合材料的制备方法 ,纳米粒子的表面改性处理 ;着重介绍了纳米粒子在改进聚合物力学、热学、电性能、光学性能等方面的应用。     

高聚物/无机纳米粒子复合材料研究进展

高聚物/无机纳米粒子复合材料已成为近十年来科研工作关注的焦点,针对高聚物材料的高性能化,纳米粒子与高聚物基体复合技术的开发是一种十分经济、有效的方法.本文综述了高聚物/无机纳米粒子复合材料的制备方法,并论述了复合材料在高性能化及功能化领域的应用.     

PE/无机纳米粒子复合材料研究进展

综述了PE/无机纳米粒子复合材料的发展概况及研究动态.介绍了纳米粒子改性聚乙烯的力学性能、流变行为、结晶动力学行为等最新研究进展.纳米粒子的填充使聚乙烯的力学性能提高,而改性处理过的纳米粒子效果更明显,纳米粒子的填充使聚乙烯的流变行为发生变化;纳米粒子的填充使聚乙烯复合体系表现异相成核的结晶行为.     

新型石墨烯基复合气凝胶用于废水中钆离子的吸附

通过溶剂热法制备新型的具有3D结构的还原氧化石墨烯/聚氨基膦酸(PAPA)气凝胶(rGO/PAPA).还原氧化石墨烯与PAPA链交联后得到的气凝胶(rGO/PAPA)被用作Gd(III)吸附剂.Gd(III)离子的吸附可在15min以内达到吸附平衡,最大吸附量868.5mg/g.rGO/PAPA对Gd(III)的吸附过...     

常压制备纳米孔径SO2气凝胶高效空气净化材料技术

技术开发单位中国兵器工业集团公司内蒙古金属材料研究所技术简介该技术采用溶胶—凝胶酸碱二步催化法,以正硅酸乙酯为前驱体、盐酸和氨水为催化剂、乙醇和正己烷为水解和缩聚反应介质,制备SiO2湿凝胶,通过疏水处理,在常压下干燥制得纳米孔径SiO2气凝胶。技术特点及水平采用该技术制备的气凝胶材料密度低(约0.2049g/cm3)、孔隙率高(88.76%),孔径为纳米尺度(1nm～100nm),比表面积大,吸附率高(四氯化碳吸附率比活性炭高11倍)。而常压干燥技术成本低、生产规模大,应用前景更为广阔。该技术达到国内领先水平。可应用领域和范围采用该技术制备的气凝胶材料可控制粉尘微粒或     

羟基化SBS嵌段聚合物模板制备银纳米粒子

针对嵌段聚合物合成过程复杂且成本高的问题,以国产SBS（苯乙烯〖CDF*3〗丁二烯〖CDF*3〗苯乙烯嵌段聚合物）为基本原料,通过大分子化学反应,制备得到了羟基化SBS.以羟基化SBS为模板,N〖CDF*3〗二甲基甲酰胺（DMF）为溶剂,硝酸银为原料,在一定反应条件下制备得到了银纳米粒子.采用紫外〖CDF*3〗可见吸收光谱及透射电子显微镜对银纳米粒子的尺寸和形貌进行了表征.研究结果表明：所合成的银纳米粒子可以产生纳米银所具有的表面等离子态的特征吸收峰,羟基化SBS可以为银纳米粒子的成核及晶体长大起到较好的模板作用,实验过程中所得到的银纳米粒子具有球状形貌特征,且具有较窄的尺寸分布.