氧化石墨烯对甲基橙/亚甲基蓝的吸附性能探究

为了研究氧化石墨烯(graphene oxide,GO)对染料分子的吸附作用,选用甲基橙(Mmethyl orange,MO)和亚甲基蓝(methylene blue,MB)两种有机染料为目标分子,考察甲基橙/亚甲基蓝的初始浓度、吸附剂的用量对吸附性能的影响。采用紫外可见吸收光谱仪测定吸附后有机染料的吸光度值,寻求最佳吸附条件与吸附量。当甲基橙浓度为25mg·L~(-1),体积为30m L,氧化石墨烯的质量为20mg时和亚甲基蓝浓度为240mg·L~(-1),体积为25m L、氧化石墨烯的质量为10mg时,氧化石墨烯的吸附量分别可以达到5.427和543.29mg·g~(-1)。实验结果表明:氧化石墨烯对亚甲基蓝染料的吸附性能优于甲基橙。     

氧化石墨烯/硅藻土复合材料的制备及去除废水中亚甲基蓝的应用

将天然硅藻土与Hummers法制得的氧化石墨烯进行复合,得到氧化石墨烯/硅藻土复合材料,并研究了该复合材料对亚甲基蓝染料的吸附过程。复合材料与亚甲基蓝染料处理时间为30min,初始溶液pH=8时,亚甲基蓝的脱色率和吸附量可达最大;吸附剂质量浓度为2mg/mL时,脱色率可达95%以上。氧化石墨烯/硅藻土吸附亚甲基蓝的过程可以用二级动力学模型很好地拟合,说明吸附速率对初始浓度较为敏感,主要为化学吸附。吸附等温线符合Freundlich等温线模型,已测得亚甲基蓝在氧化石墨烯(GO)/硅藻土上的最大吸附量为125mg/g。     

活化氧化石墨烯的制备及对甲基橙的吸附

为了提高氧化石墨烯(GO)的比表面积和吸附性能,采用氢氧化钾对GO进行高温固相活化,制备出活化氧化石墨烯(GOKOH),并将其用于对水中阴离子染料甲基橙(MO)的吸附研究。结果表明,GOKOH的比表面积可达672.48 m2/g。GOKOH能在较宽的p H范围内实现对MO的高效去除,去除率高达94.87%,吸附平衡时间约为150 min。准一级和准二级动力学拟合的理论平衡吸附容量分别为549.87 mg/g和549.45 mg/g,Langmuir模型的饱和吸附容量为632.91 mg/g。该吸附过程受边界层扩散与颗粒内扩散两个步骤控制,符合二级动力学模型和Langmuir模型,并主要以化学吸附为主。     

聚苯胺/四氧化三铁/氧化石墨烯核壳纳米复合材料的制备及其吸附性能的研究

采用氧化法在常温下合成聚苯胺/四氧化三铁/氧化石墨烯核壳纳米复合材料,并作为吸附剂吸附Cu2+离子。用XRD和FT-IR进行表征。研究了不同吸附时间、p H和循环使用次数等对复合物吸附容量的影响,在25℃、溶液p H为4.8时最大吸附能力为43.2 mg/g。该复合材料对Cu2+离子吸附过程符合准二级动力学模型,表明吸附过程涉及吸附物与污染物之间的物理和化学相互作用。     

氧化石墨烯/海藻酸钠复合材料的制备及其对Ni2+吸附工艺研究

采用改进Hummers法制备了氧化石墨烯(GO)。以海藻酸钠(SA)为载体,采用溶液共混法制备氧化石墨烯/海藻酸钠(GO/SA)凝胶球。以GO/SA凝胶球作为吸附材料,对含镍废水进行吸附性能研究。实验结果表明:以质量浓度为7%Ca Cl2为交联剂,m(GO)∶m(SA)为1∶9,Ni~(2+)质量浓度为80g/L,GO/SA凝胶球投加量为40g/L,吸附温度为30℃,Ni~(2+)吸附率为17.15%。含镍废水p H值大于6时,出现大量白色沉淀,pH值对含镍废水中Ni~(2+)吸附率有显著影响。     

氧化石墨烯/二氧化硅复合材料的制备及吸附性能

以改进的Hummers法制备的氧化石墨烯溶液为原料,十六烷三甲基溴化铵为模板剂,正硅酸乙酯为硅源,采用软模板法制备了氧化石墨烯/二氧化硅复合材料。借助红外光谱仪、扫描电子显微镜、X射线衍射仪对样品的物质结构和微观形貌进行分析表征。以亚甲基蓝模拟染料废水,石墨烯/二氧化硅复合材料为吸附剂,研究其在不同吸附时间、反应温度、ρ(亚甲基蓝)、吸附剂投加量、体系pH值下,对体系吸附量和去除率的影响。结果表明,复合材料出现了C—O—Si的特征峰,说明石墨烯与二氧化硅复合成功;且复合材料在温度为35℃,搅拌时间为90 min,pH=4,ρ(亚甲基蓝)=5 mg/L,投加量为50 mg时吸附性能最好,吸附量为22.75 mg/g,去除率为91%。     

聚酰亚胺/氧化石墨烯复合材料的制备及其性能

以自制的氧化石墨烯(GO)为改性填料,通过原位聚合法制备了聚酰亚胺(PI)/GO复合材料,并对其形貌、结构和性能进行了表征和测试。结果表明:GO的引入未对PI结构产生破坏作用,且有效提高了PI的力学性能、热稳定性和介电性能,降低了吸水率;当GO质量分数为1.5%时,PI/GO复合材料的拉伸强度达126.9 MPa,较PI提高了55.7%;吸水率由3.65%降至0.92%,质量损失5%时的温度较PI提高了5.8℃;当GO质量分数为2.0%时,介电常数(0.1 MHz)较PI提高了83.1%。     

氧化石墨烯/纤维素复合微球对亚甲基蓝的吸附性能研究

为处理废水中的亚甲基蓝(MB),本文在NaOH/尿素水溶液中,将微晶纤维素(MCC)与氧化石墨烯(GO)复合,利用反相悬浮法制备出复合物微球(MCC/GO)。通过傅里叶红外光谱(FTIR)表征复合物证实MCC与GO成功复合,利用热重分析(TGA)表征后证实其具有良好的热稳定性。将其应用于吸附MB,研究了吸附时间和吸附剂用量对其吸附性能的影响。实验结果表明,MCC/GO用于吸附MB时,可在6 h达到吸附平衡;当吸附剂用量为30 mg时,吸附量达到最大值88.4 mg·g^-1。     

Ag-rGO复合材料的制备及其甲基橙吸附性能研究

采用Hummers法制备了氧化石墨烯(GO),再以乙二醇和乙二胺为溶剂和还原剂,采用水热法合成了Ag掺杂还原氧化石墨烯(Ag-rGO)复合材料,并对其吸附甲基橙(MO)的性能进行了研究。采用傅里叶变换红外光谱(FTIR)、紫外分光光度计(UV-Vis)等手段,对所制备的样品进行了表征。为了进一步研究Ag-rGO复合材料对甲基橙的吸附机理,考察了Ag掺杂量、甲基橙溶液pH、初始浓度、吸附时间和吸附温度等因素对Ag-rGO复合材料吸附甲基橙性能的影响。实验结果显示,Ag-rGO复合材料对甲基橙的吸附,更符合langmuir吸附等温模型,为化学吸附。在318K时,最大单层吸附量为75.87mg·g^-1,表明Ag-rGO复合材料具有较好的吸附性能。动力学研究结果表明,该吸附过程符合准二级动力学和内扩散模型,甲基橙的吸附速率不仅与Ag-rGO复合材料表面的官能团有关,也与它的孔道结构相关。     

ZnO/石墨烯复合材料的制备及性能研究

本文将采用溶胶-凝胶法制备纳米ZnO和通过Hummers法制备的石墨烯进行简单的一步超声复合,得到ZnO/石墨烯复合材料。利用XRD、TEM以及紫外可见分光光度计对所制备的ZnO和石墨烯样品进行测试表征,并以亚甲基蓝的降解效率来评价ZnO/石墨烯复合材料的光催化活性能。研究表明:ZnO/石墨烯的光催活性较纯氧化锌提高了4倍有余,当石墨烯质量比为15%时,ZnO/石墨烯的光催化活性最强。     

聚偏氟乙烯/石墨烯复合材料的制备及性能研究

用溶液共混法制备出聚偏氟乙烯/氧化石墨烯复合材料(PVDF/GO),经高温热压将GO还原得到聚偏氟乙烯/还原氧化石墨烯复合材料(PVDF/rGO)。研究了填料种类及含量对复合材料电学性能、热稳定性和力学性能的影响。结果表明：随GO和rGO的添加,两种复合材料的介电常数(ε _r)均变大、介电损耗(tanδ)变化不大;低含量下GO和rGO均能提高PVDF的热稳定性,但rGO对PVDF性能的改善效果更好;随填料含量从0增加到8%(质量),100 Hz下PVDF/rGO复合材料的ε _r从3.60增加到38.30,PVDF/rGO[4%(质量)]复合材料失重率为5%的分解温度较纯PVDF提高了6.44℃。rGO增强了PVDF的刚性,PVDF/rGO复合材料的拉伸强度先增大后减小,杨氏模量逐渐增大,当rGO含量为4%(质量)时拉伸强度最大,拉伸强度和弹性模量分别较纯PVDF提高了35.30%、22.58%。但GO和rGO都降低了复合材料的击穿场强。     

氧化石墨烯/天然橡胶复合材料的制备与性能

采用己内酰胺（CPL）改性氧化石墨烯（GO）（CPL-GO）,与天然橡胶（NR）复合后通过熔融共混法制备了CPL-GO/NR复合材料。考察了CPL-GO用量对CPL-GO/NR复合材料物理机械性能、界面相互作用和气体阻隔性能的影响。结果表明,CPL改性GO后,X射线衍射层间距增加,片层堆砌更为松散,CPL-GO与水接触角增至91.2°。当CPL-GO的质量分数为2.0%时,CPL-GO/NR复合材料的拉伸强度为26.1 MPa,较纯NR提高了50.9%。随着CPL-GO用量的增加,复合材料的储能模量增加,损耗因子的峰值减小,表明GO经CPL表面改性后与NR复合,增强了两相界面间的相互作用,从而提高了复合材料抵抗变形的能力。在40 ℃下,当CPL-GO的质量分数为3.0%时,CPL-GO/NR复合材料的气体渗透系数较纯NR下降了57.1%。     

三维石墨烯/聚氨酯复合材料的制备与特性

以氧化石墨烯(GO)为网络骨架的前驱体,通过水热还原、冷冻干燥制备了石墨烯气凝胶(GA);再以聚氨酯(PU)为复合材料的填充体,调节PU软硬度与流动性并真空浸渍气凝胶GA,两步法制备出互咬型三维石墨烯/聚氨酯(3DGP)复合材料。利用SEM、Raman、FTIR对GO、GA、3DGP的结构与形貌进行了表征,并采用TGA-DSC和自制压阻测试平台分析热稳定性和压阻特性。结果表明:6 g/L GO水溶液在还原剂乙二胺(EDA)作用下,GO片层间相互连接形成规整蜂窝状三维网络结构,其孔径约0.8mm,3DGP中PU与GA能很好地咬合;三维网络骨架的连续性为热运输载体声子提供了良好通道,使得3DGP热稳定性能显著提升,失重率5%时温度较PU提升了45℃;具有低迟滞性(8.7%)并且在压阻测量区间表现出两种压阻效应。     

氧化程度对氧化石墨烯吸附亚甲基蓝性能的影响

基于改进Hummers法,调控氧化剂KMnO₄用量制备了不同含氧官能团含量的氧化石墨烯（GOs）。采用XRD、XPS、AFM和FTIR分析了KMnO₄用量对GOs的结构特征、含氧官能团类型及含量的影响,研究了氧化程度对GOs吸附亚甲基蓝（MB）性能的影响。结果表明：KMnO₄用量对GOs-n（n=2,3,4（的含氧官能团类型和含量有显著影响;MB最大饱和吸附量依次为728.44、965.63和807.29 mg·g^-1,与Langmuir模型单分子层饱和吸附量的标准差为3.6%、3.7%和4.2%,吸附动力学过程符合准二级动力学模型,R²> 0.99。以GOs结构层上去质子化的羟基（-C-O^-）和羧基（-COO^-）为主要活性位点与MB发生化学控速的单分子层放热吸附,吸附热在20~27 kJ·mol^-1之间;低氧化程度的GOs以离子交换吸附为主导,吸附性能与GOs结构中-C-O（H（和-COO（H（的总量呈正相关。随氧化程度加深,GOs结构中环氧基（C-O-C）和羰基（C═O）以氢键作用吸附MB对吸附量的影响凸显。     

Preparation and electrochemical properties of polyaniline/reduced graphene oxide composites

Polyaniline (PANI)/reduced graphene oxide (rGO) composites were synthesized by in situ oxidative polymerization of aniline on reduced graphene sheets. Fourier transform infrared spectroscopy, X‐ray diffraction, thermogravimetric analysis, transmission electron microscopy, and scanning electron microscopy were used to characterize the composites. The results indicated PANI/rGO composites were produced and contained covalent bonds between the functional groups of PANI and rGO. A uniform coating of PANI on the rGO sheets had a synergistic effect on the properties of the composites. The electrochemical properties of the PANI/rGO composites produced using different feed ratios of aniline to rGO were studied. The results showed that the composites exhibited a maximum specific capacitance of 797.5 F/g at 0.5 A/g and minimum charge transfer resistance of 0.98 Ω when the feed ratio of aniline to rGO was 2:1. These values were superior to those of pure PANI and rGO. The composites also displayed excellent cycling stability, with specific capacitance retention of 92.43% after 1000 cycles. These stable structural composites show promise for the development of new supercapacitor applications. © 2018 Wiley Periodicals, Inc. J. Appl. Polym. Sci. 2018 , 135, 46103.     

氧化石墨烯杂化分子印迹复合膜制备及性能研究

采用改进的Hummers法,通过冷冻干燥制备了氧化石墨烯(GO)。以辛弗林盐酸盐为模板分子,水溶性的丙烯酰胺为功能单体,离子液体(溴代1-丁基-3-甲基咪唑)为致孔剂,把GO加入聚合液中,制备了GO杂化的分子印迹复合膜(GO-MIM)。利用透射电镜、扫描电镜、X射线衍射和红外光谱等方法对GO及GO-MIM进行了表征。通过将分子印迹膜技术与GO相结合,明显提高了分子印迹膜的力学性能。吸附及渗透实验表明,GO-MIM可在纯水溶剂体系,对辛弗林盐酸盐具有很好的选择性吸附能力和优先透过能力,体现了明显的分子印迹效果。     

Preparation,characterization, and properties of silanized graphene oxide reinforced biobased benzoxazine-bismaleimide resin composites

Silanized graphene oxide (SiGO) was synthesized and characterized using KH570 as a modifier on graphene oxide (GO). Subsequently, high performance silanized graphene oxide/cardanol based benzoxazine (C-fa)-bismaleimide (BMI) resin composites (SiGO/C-fa/BMI) were prepared by blending and step thermal curing. The reaction and dispersion of SiGO in C-fa/BMI matrix were studied by FTIR and XRD. The effects of SiGO on the thermal and mechanical properties of the SiGO/C-fa/BMI composites were investigated. The results shown that SiGO has good dispersity in CFa-BMI matrix. The thermal decomposition temperature and char yield of SiGO/C-fa/BMI composites was improved markedly. Comparing with that of neat C-fa/BMI resin, the young's modulus and tensile strength of SiGO0.5/C-fa/BMI composite increased by 110.8% and 142.0%. The water absorption of SiGO/C-fa/BMI composites also decreased significantly. The great improvement in thermal and mechanical properties of SiGO/C-fa/BMI composites make them as a potential alternative high performance resin composite candidate in aerospace and electronic area.