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。     

CS/OMMT/GO复合材料对Cu2+吸附性能研究

本研究采用溶液共混法制备壳聚糖/有机蒙脱土/氧化石墨烯的复合材料,并通过 XRD 和 FTIR 进行表征,从吸附剂用量、吸附时间、Cu²⁺浓度等方面研究了该复合材料对 Cu²⁺的吸附行为。研究结果表明,该复合材料在浓度为 0.4 mg/mL 时对 Cu²⁺吸附效率最佳,并且对 Cu²⁺的吸附效率随吸附时间的增加而增大,随 Cu²⁺初始浓度的增加而降低。     

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/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。     

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。     

添加APP的PS改性GO阻燃复合材料性能表征

采用硅烷偶联剂KH570对聚苯乙烯(PS)进行接枝改性来制备含氧化石墨烯(GO)的阻燃剂(KH570改性GO-PS),研究了添加聚磷酸铵(APP)的PS改性GO阻燃复合材料的性能。结果表明:GO经过偶联剂KH570改性后可以有效提高阻燃剂和聚合物之间的相容性;当KH570改性GO-PS质量分数为7.5%,APP质量分数为2.5%时,复合材料的垂直燃烧测试达到V-1级,没有发生滴落,并且具有较高的残炭率;APP质量分数为10%的试样拉伸强度与冲击强度都比单纯PS试样高,而KH570改性GO-PS质量分数为10%试样的这两项性能变化不明显;含有质量分数5.0%KH570改性GO-PS和5.0%APP的试样在250℃下熔体流动速率显著高于纯PS。     

PP/GO发泡复合材料的性能研究

在二次开模注塑成型条件下制备了聚丙烯/氧化石墨烯(PP/GO)发泡复合材料,研究了GO用量对PP微发泡复合材料力学性能、结晶性能和发泡行为的影响。结果表明:GO加入PP发泡复合材料中,能够明显改善PP复合材料泡孔结构,提高其发泡质量;当GO用量为3份时,PP/GO发泡复合材料的发泡性能相对最好,其泡孔直径为24.8μm,泡孔密度2.5×10~8个/cm~3。     

GO的加入方式对GO/PF复合材料性能的影响

分别采用原位聚合、物理共混和球磨方法制备氧化石墨烯(GO)/酚醛树脂(PF)复合材料,研究GO的不同加入方式对GO/PF复合材料的热性能、力学性能、动态力学性能、蠕变和应力松弛的影响。研究结果表明:通过原位聚合法,GO/PF复合材料初始分解温度比纯酚醛树脂提高了43.8℃,冲击强度提高了18.6%;通过球磨法,GO/PF原位复合材料的玻璃化转变温度提高了7.9℃,蠕变性能和松弛模量分别提高了64.7%和58.6%,表明GO的加入方式对GO/PF复合材料的结构和性能具有较大的影响。     

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%。     

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改性WF/HDPE复合材料性能研究

通过单因素方差试验方法,研究了壳聚糖(CS)用量对木粉(WF)/高密度聚乙烯(HDPE)复合材料界面相容性、力学性能、吸水性能和抑菌性能的影响,并采用傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)和扫描电子显微镜(SEM)对复合材料的微观结构进行了表征。结果表明:CS能够改善WF/HDPE复合材料的界面相容性、力学性能,并赋予复合材料一定的抑菌性能。添加CS质量分数为6%时,WF/HDPE复合材料的综合性能最佳。     

钯/石墨烯复合材料的制备及其性能表征

石墨烯常被用于储能器件的电极材料,然而采用化学方法制备的石墨烯其实际应用性能远低于其理论值。有鉴于此,本文提出了利用惰性金属钯纳米材料解决石墨烯实际应用中存在的电导率差和易产生团聚的问题。制备的钯/石墨烯复合材料具有优异的导电性能,比单一石墨烯材料具有更高的电导率,这表明金属钯纳米颗粒显著改善石墨烯片层间的堆叠团聚以及结构缺陷问题。此外,研究了金属钯纳米颗粒对于钯/石墨烯复合电极材料功率密度的影响。     

POSS/GO复合接枝碳纤维/环氧树脂复合材料性能研究

在碳纤维表面逐层接枝多面体低聚倍半硅氧烷（POSS）和氧化石墨烯（GO）后,将其用于增强环氧树脂（CF/EP）制得复合材料,采用扫描电子显微镜、接触角测试和X射线光电子能谱等研究了POSS和GO复合接枝碳纤维对CF/EP复合材料力学性能的影响。结果表明,POSS和GO可以显著提高碳纤维的表面活性和比表面积,改善树脂与碳纤维的浸润性、反应性和机械啮合作用,从而提高复合材料的界面性能和力学强度。相比未改性碳纤维复合材料,POSS/GO复合接枝改性碳纤维复合材料的层间剪切强度（ILSS）提高了98.3%,弯曲强度提高了95.7%。     

UiO-66/GO纳米复合材料的合成及其增强的吸附性能

以ZrCl4, 和H2BDC和GO为原料,采用溶剂热法 合成了一种新型的纳米 复合材料UiO-66/氧化石墨烯（UiO-66/GO）。运用扫描电镜（SEM）和透射电镜（TEM）分析了复合材料的表面形貌和复合状态,观察到UiO-66均匀生长在GO片上形成一种2D负载结构。采用X-射线衍射（XRD）和红外光谱（FTIR）对复合材料的晶体成分结构和成分进行分析,发现GO的添加不影响UiO-66的晶型体结构。N2吸附-解吸等温线分析了纳米复合材料的比表面积和孔径分布,表明含有2% 质量比GO用量2%的UiO-66/GO复合材料 具有最高的比表面积 （738 m2/g）。UiO-66/GO-2 的协同效应 使其对刚果红（CR）的去除率远高于UiO-66和GO的,其最大吸附量为561.79 mg/g,分别是相同条件下UiO-66和GO对CR吸附量的2.8倍和7.1倍。     

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。     

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/SiO_2/PP复合材料的制备与性能研究

采用溶液复合法制备了氧化石墨烯(GO)/二氧化硅(SiO2)杂化材料(HGS),再与聚丙烯(PP)熔融共混制备了HGS/PP复合材料。分别采用X-射线衍射(XRD)分析、微分扫描量热仪(DSC)、扫描电子显微镜(SEM)、热失重分析(TGA)、拉伸及冲击测试等手段对HGS/PP复合材料的结构和性能进行了表征。结果表明,固定HGS中GO与SiO2的质量比为1∶1,当填料HGS的质量分数为0.1%时,HGS/PP复合材料的拉伸强度和冲击强度分别为37.7MPa和4.4kJ/m2,与基体PP相比分别提高了17%和5.8%。DSC测试表明,HGS/PP复合材料中PP的熔融温度和结晶温度分别为167.2℃和112.7℃,与纯PP相比分别提高了5.2℃和4.7℃。TGA测试表明,复合材料的起始分解温度和最大分解温度分别比PP提高了9.5℃和15.7℃。SEM观察表明,当加入少量的HGS时,填料能均匀地分散在基体中,但HGS过多时,则容易形成团聚。     

聚乳酸/剑麻复合材料流变性能表征

利用转矩流变仪测量流变特性的方法,表征了不同剑麻纤维含量下,聚乳酸(PLA)/剑麻复合材料的流变性能,并测量实验后纤维的长度和宽度、PLA分子量,分析剑麻纤维含量和转速对复合材料体系中纤维长度的影响,以及PLA降解情况。结果表明,复合材料的非牛顿指数在纤维含量为10%左右出现峰值,并进一步随含量的增加而减小。复合体系中,刚性剑麻纤维受到来自于转子、聚合物和纤维之间的作用力,纤维被剪短,长径比减小;聚乳酸会受到转速和纤维含量的影响发生降解,这些因素都会影响PLA/剑麻复合材料的流变性能。     

GO/HCCP-[nBuMI]PF_6复合材料的制备及其热性能

利用六氯环三磷腈与1-丁基咪唑通过季铵化反应,合成季铵盐氯化-1-丁基-3-五氯环三磷腈咪唑盐,进而通过置换反应将氯原子取代,合成了稳定、绿色环保的季铵化离子液体六氟磷酸-1-正丁基-3-五氯环三磷腈咪唑盐(HCCP-[nBuMI]PF_6),并与氧化石墨烯作用,研究了自组装氧化石墨烯和离子液体对棉布的无氯阻燃效果。结果表明:复合材料的残炭率提高,最大热降解速率下降,热释放速率降低,总热释放速率降低,CO,CO_2和烟气生成量均减少,复合材料的热稳定性和阻燃性能得到提升;离子液体HCCP-[nBuMI]PF_6的阻燃效果更好,自组装在弱酸性条件下进行,高温处理可有效提高棉布的热稳定性,自组装的最佳层数为30层。