超声剥离二次膨胀石墨制备石墨烯纳米片

以天然鳞片石墨为原料,氧化插层制备可膨胀石墨,微波热解膨胀后,对膨胀石墨进行二次氧化插层并微波膨胀,采用超声剥离法制备出包含大量少层数碳原子的石墨烯纳米片。采用傅里叶红外光谱(FT-IR)、X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、原子力显微镜(AFM)和拉曼光谱(Raman)对其结构和形貌进行分析。结果表明,氧化插层增大了石墨层间距,膨胀石墨更易于进一步氧化插层引入含氧基团;在微波作用下,石墨内部含氧基团热分解放出气体,进一步增大石墨层间距,甚至部分剥离;对二次膨胀处理的石墨薄片进行超声剥离可得到石墨烯纳米片,大部分石墨烯层数低于5层。     

石墨烯纳米片的制备和表征

以鳞片石墨为原料,采用氧化插层和微波膨化制备膨胀石墨,对膨胀石墨进行二次酸化膨胀处理,利用超声剥离法制备石墨烯纳米片,并借助XRD、SEM、RAMAN和AFM等分析其微观结构和形貌。结果表明:微波膨化处理可快速高效得到膨胀石墨;通过对膨胀石墨超声剥离可破坏其原有网络结构并将石墨晶片剥离为大量的石墨薄片;对二次膨胀处理的膨胀石墨进行超声剥离可得到石墨烯纳米片,其中包含大量的3-5层石墨烯。     

镀镍纳米石墨微片的制备及其表征

采用化学镀制备镀镍纳米石墨微片(Ni-nanoG), 对其进行制备工艺研究及结构表征, 旨在得到一种新型导电导磁填料。讨论了硫酸镍浓度、 次亚磷酸钠浓度、 温度、 pH值对石墨微片镀层的影响, 得出镀镍的最佳工艺。采用SEM、 XRD、 EDS对其结构进行了表征, 并用振动样品磁强计(VSM)测试了其磁性能。结果表明: 纳米石墨微片(nanoG)表面镀上了一层紧凑的金属镍。镍均匀分布在nanoG的表面和边界面上, 将nanoG包覆得较严实。 Ni-nanoG厚度约为150 nm。nanoG上镍的含量较高, 其质量分数大约为34.08%。Ni-nanoG的饱和磁化强度为71.2 A·m2·kg-1, 可以作为吸波隐身材料的新型功能型填料。      

氧化还原法制备石墨烯及其表征

采用改进的Hummers法氧化处理石墨粉制得氧化石墨,利用超声波作用将氧化石墨剥离,得到均匀分散的氧化石墨烯胶状悬浮液,然后在水合肼的还原作用下得到石墨烯。采用SEM、XRD以及Raman光谱对样品进行了形貌、结构以及谱学的表征分析。考察了还原过程中温度对还原效果的影响,以及中性条件下、碱性条件下水合肼用量对还原效果的影响。     

高真空低温剥离法制备高储氢性能石墨烯

采用Hummers法液相氧化合成了氧化石墨(GO),通过高真空低温热膨胀法制备得到了高比表面积的石墨烯(GNS)材料。采用X射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外(FT-IR)光谱、X射线光电子能谱(XPS)、拉曼光谱(RS)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)等分析手段对石墨烯样品进行了表征。结果表明,石墨烯还原彻底,呈褶皱的片层状结构,缺陷少;BET测试及氢气高压吸附实验结果表明,通过高真空低温热剥离法制备的石墨烯材料比表面积高达908.3m2/g,并且拥有丰富的孔道结构;在温度为25、40和55℃,压力2500kPa条件下,氢气的吸附量分别达到了1.81%、0.995%和0.44%(质量分数),表明了石墨烯在储氢领域拥有着广阔的应用前景。     

石墨烯-氧化锌纳米棒复合材料的超声法制备及其光催化性能

以鳞片石墨为原料,用浓硝酸对其插层后膨胀制备出膨胀石墨,以滚压振动磨预处理的超细微锌粉为锌源,以蒸馏水和无水乙醇作为分散剂,经30kHz的超声波处理8h即得到复合结构良好的石墨烯-氧化锌纳米棒复合光催化剂(ZnO/G),考察了锌粉和膨胀石墨不同比例对复合材料光催化性能的影响。采用X射线衍射仪(XRD)、激光拉曼仪(Raman)、场发射扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)和紫外-可见光谱分析仪(UV-Vis)等测试手段对复合光催化剂进行表征,结果表明,复合材料中的氧化锌纳米棒呈现出六方晶系纤锌矿结构,并均匀覆盖在石墨烯表面上,其直径大约为20nm。不同比例制得的复合材料对甲基橙的降解效率差别较大,其中锌粉为1.0g时,复合材料的光催化性能明显优于等量的氧化锌纳米棒材料。     

石墨烯纳米片超声分散的研究

为获得分散均匀无污染、不团聚的的石墨烯纳米片,通过超声处理技术分散已团聚的石墨烯纳米片并研究了主要影响因素——超声功率和超声时间在分散过程中对石墨烯纳米片分散效果和结构的影响。利用场发射电子显微镜、透射电子显微镜、傅里叶变换红外光谱、X射线光电子能谱、拉曼光谱、原子力显微镜对超声分散后的石墨烯纳米片的形貌、尺寸和结构进行表征与分析。结果表明,延长超声时间或增加超声功率可以显著提高石墨烯纳米片的分散效果,但相应的也一定程度降低了石墨烯纳米片的尺寸,生成大量的边缘型缺陷,尤其当功率过大或时间过长时甚至会生成空位缺陷。当超声功率960 W,超声时间4 h时石墨烯纳米片的分散效果最好,且破碎程度相对较低。     

石墨烯片的制备与表征

通过微机械剥离高定向热解石墨(HOPG)法和化学气相沉积法(CVD)分别制备了不同层数的石墨烯片,并将其转移到硅片上.利用石墨烯片在不同厚度SiO2硅片上光学显微图像颜色及对比度存在的差异,对其层数进行了识别与区分.采用原子力显微镜(AFM)和拉曼(Raman)光谱判定了所制石墨烯片的层数.结果表明:所制石墨烯片有单层、少数层和多层.与双层石墨烯片的Raman谱图比较,多层石墨烯片的2D模线宽变宽,G模强度增大.此外,CVD法可生长出大面积(～cm2)的石墨烯片.     

剥离法制备少层石墨烯及其应用进展

石墨烯因结构特殊,具有优异的物理化学性能,近年被广泛应用到电子、能源、材料和医疗等领域,被誉为“新材料之王”。目前,关于石墨烯的制备方法日益多样化,其中化学合成法制备的石墨烯缺陷较大,而通过剥离法制备的石墨烯本征性能更优,应用更为广泛。综述了几种剥离制备少层石墨烯的方法,分析和总结了各种剥离法的优缺点,并探讨了剥离石墨烯在诸多行业领域的技术应用及发展现状,同时对石墨烯未来技术应用进行了展望。     

石墨烯及其纳米复合材料的研究

石墨烯因其独特的结构和优异的性能,近年来已成为国内外研究的热点。简要介绍了石墨烯的制备方法,着重对石墨烯纳米复合材料的研究现状进行了综述。     

石墨烯微片/天然橡胶纳米复合材料的研究

目的 研究石墨烯微片的添量对石墨烯微片/天然橡胶纳米复合材料性能的影响,并对机械共混法和胶乳共混法进行比较。方法 探索复合材料的制备工艺,利用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、拉曼光谱(RDS)、万能力学试验机等对石墨烯微片和石墨烯微片/天然橡胶纳米复合材料的形貌、结构以及性能进行分析和研究。结果 测试结果表明,石墨烯微片作为填料添加到复合材料中,使复合材料的性能得到了增强。相比纯橡胶而言,石墨烯微片(10 phr)/天然橡胶复合材料的拉伸强度增加了41.5%,热导率增加了153.3%。结论 石墨烯微片可以大幅度提高复合材料的性能,并且胶乳共混法制备的复合材料的性能要优于机械共混法制备的复合材料的性能。     

石墨烯/银导电复合材料的制备与表征

以天然鳞片石墨为原料,采用Hummer法制备氧化石墨,然后经过水解、超声分散、加还原剂和硝酸银反应得到石墨烯/银复合材料。采用紫外-可见光分光光度计(UV-Vis)、傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、粒径分布仪(Auto sizer)、四探针(Four-Point Probes)等对制备的氧化石墨的氧化程度、石墨烯的结构、银颗粒在石墨烯上的分布和硝酸银的浓度对导电效率的影响进行了分析。实验结果表明,Hummer法可以制备出优质的氧化石墨烯。硝酸银浓度为0.15g/mol时石墨烯复合金属材料的导电性更佳。     

化学还原石墨烯薄膜的制备及结构表征

以天然鳞片石墨为原材料,采用Hummers法成功制备了氧化石墨,并采用化学还原方法制备石墨烯薄膜材料,分别应用X射线衍射(XRD)、能谱分析(EDS)、拉曼光谱分析(Raman)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)和扫描电镜(SEM)对氧化石墨和化学还原石墨烯薄膜的性能、结构和形貌进行了表征。实验结果表明,通过控制溶液的pH值为10可防止石墨烯团聚,石墨烯溶液的分散性非常好,碳氧比达到了8.8∶1,扫描电镜图片观察到了较薄的片层。通过XRD图谱可以看出,石墨烯薄膜比原始石墨的层间距变大。拉曼光谱表明,石墨烯薄膜相对氧化石墨的ID/IG值更大,样品在还原的过程中无序度增加。石墨烯薄膜的微观结构研究为其在超级电容器电极或重金属废水过滤膜等方面的应用提供了理论基础。     

Effect of Graphene Nanoplatelets Presence on the Thermal and Mechanical Properties of Polypropylene Fibers Produced by Melt Spinning

In aiming to obtain fibers with enhanced thermal and mechanical properties,graphene based textile fibers with 144 filaments were developed using an approach in ...     

石墨烯/低密度聚乙烯复合膜的制备及性能

目的以石墨烯/低密度聚乙烯(LDPE)复合包装材料为研究对象,讨论石墨烯、石墨烯微片对低密度聚乙烯薄膜力学性能、颜色、透光率及透氧率的影响。方法使用熔融共混方法制备不同石墨烯质量分数的石墨烯/LDPE复合材料,检测并比较其性能变化。结果石墨烯以及石墨烯微片的加入,使LDPE薄膜的弹性模量提高了9%~50%,横纵向拉伸强度提高了2%~30%,透光率降低了10%~60%,透氧率提高了10%~15%。结论由于石墨烯比表面积大、刚性高,对LDPE材料的拉伸强度、弹性模量等力学性能有明显改善,同时可提高薄膜透氧率,加深LDPE材料的颜色,降低薄膜透光率。     

石墨烯/氧化石墨烯-聚乳酸的制备与表征

通过优化Hummers法制备了氧化石墨烯,并用水合肼还原法制备了石墨烯,且对自制的石墨烯和氧化石墨烯进行了测试及分析;然后通过溶液插层法制得纳米级聚乳酸/石墨烯和聚乳酸/氧化石墨烯复合材料,并对其分散性、热学性能以及力学性能进行了分析。对石墨烯和氧化石墨烯的表征结果说明,水合肼可以还原氧化石墨,所制备的石墨烯纯度较高。对聚乳酸/石墨烯和聚乳酸/氧化石墨烯复合材料的性能分析结果表明,在聚乳酸的结晶度、结晶速率和对聚乳酸的结晶成核上,石墨烯比氧化石墨烯具有更优异的表现,但在热稳定性能方面,氧化石墨烯比石墨烯优异;在力学性能方面,有增强和降低两种影响,添加少量氧化石墨烯时聚乳酸的力学性能降低,而含质量分数为0.5%的石墨烯复合材料在拉伸实验和冲击实验中的增强效果较为明显。