近红外光响应氧化石墨烯/微凝胶复合智能水凝胶

设计合成了一种包含氧化石墨烯（GO）片层、聚（N-异丙基丙烯酰胺）（PNIPAM）微凝胶球体和PNIPAM链段的复合结构水凝胶。通过控制聚合时间得到负载双键且粒径不同的PNIPAM微凝胶,将其作为交联点与N-异丙基丙烯酰胺（NIPAM）聚合,GO作为纳米填料掺入水凝胶体系,GO片层上的含氧基团与NIPAM上的胺基产生氢键物理交联。此方法制备的复合水凝胶同时具有温度敏感和近红外光敏感特性,通过改变GO浓度、微凝胶的合成时间、NIPAM浓度等条件,水凝胶的光敏感性和温度敏感性得到提升。相比于传统PNIPAM水凝胶,此种复合水凝胶能够对光响应,实现非接触式控制形变,且响应速率快、响应程度高,可应用于光控开关等领域。     

PNIPAM/锂藻土/氧化石墨烯近红外光响应水凝胶的制备及其应用初探

以锂藻土（Laponite）为交联剂、氧化石墨烯（GO）为光热转换试剂，通过N-异丙基丙烯酰胺（NIPAM）原位聚合，制备近红外光（NIR）响应水凝胶（Laponite-PNIPAM/GO）。首先考察Laponite的含量对Laponite-PNIPAM水凝胶的断裂伸长率和断裂强度的影响，并考察GO含量对Laponite-PNIPAM/GO水凝胶相关性能的影响，来确定Laponite和GO的合适含量。随后对所制备的水凝胶体积相转变温度（VPTT）及NIR响应性进行表征，并对Laponite-PNIPAM/GO水凝胶在光控流体开关及光控脱附方面的应用进行了初步探索。结果表明：Laponite-PNIPAM/GO水凝胶具有较高强度和良好的韧性, 断裂伸长率可达1100%以上，Laponite-PNIPAM/GO水凝胶的VPTT在36 ℃左右；NIR照射下，Laponite-PNIPAM/GO水凝胶能在3分钟内从20.3 ℃升温至48.5 ℃；由于Laponite-PNIPAM/GO水凝胶具有温敏性和光热效应，其具有作为光控流体开关及光控脱附的潜力。     

PNIPAM/锂藻土/GO近红外光响应水凝胶的制备及其应用初探

以锂藻土(L)为交联剂、氧化石墨烯(GO)为光热转换试剂,通过N-异丙基丙烯酰胺(NIPAM)原位聚合,制备了近红外光(NIR)响应(L-PNIPAM/GO)水凝胶.考察了锂藻土含量对L-PNIPAM水凝胶的断裂伸长率和拉伸强度的影响,并考察了GO含量对L-PNIPAM/GO水凝胶相关性能的影响.对所制备的水凝胶体积相...     

聚丙烯酸/氧化石墨烯自修复水凝胶的合成及性能

通过改进的Hummers方法成功制备了氧化石墨烯(GO)。以Fe3+为交联剂、丙烯酸(AA)为单体、GO为增强剂,采用原位聚合法制备了聚丙烯酸(PAA)/GO自修复水凝胶。考查了不同GO含量下,PAA/GO自修复水凝胶的溶胀性能,并探讨了GO含量、Fe3+含量和H2O含量对PAA/GO自修复水凝胶力学性能的影响,研究了PAA/GO自修复水凝胶的自修复性能。结果表明,Fe3+含量、GO含量和H2O单体含量分别为0.5 %（摩尔分数）、0.5 %（质量分数,下同）、80 %时,具有最佳力学性能（其拉伸强度为743.5 kPa,断裂伸长率为2940.5 %）;GO含量为0.25 %时,PAA/GO自修复水凝胶的吸水性能最大;PAA/GO自修复水凝胶具有优异的自修复性能。     

快速响应智能水凝胶的研究进展

能响应外界刺激的智能水凝胶由于其特有的响应性,具有广泛的应用前景。做为药物控制释放载体的智能水凝胶,通常由于差的机械性能和慢的响应速度限制了它的实际应用。近年来,许多研究工作者围绕提高智能水凝胶的响应速度作出了大量的工作。综述了近年来提高智能水凝胶响应速度的研究进展。     

葡萄糖响应型丙烯基氧化石墨烯微凝胶Pickering乳液的制备及性能

提出以具有葡萄糖敏感的GOM/Poly(AAPBA-DMAA-co-AAm)微凝胶为Pickering 乳液中的乳化剂，为使用具有特定响应行为的功能性微凝胶提供了更广泛的应用。采用傅里叶红外光谱分析仪（FT-IR）、扫描电镜-X射线能谱（SEM-EDS）对微凝胶的形貌结构及元素组成进行表征。通过调控微凝胶中丙烯基氧化石墨烯（GOM）的含量和微凝胶在水相中的含量，制得了粒径分布均匀、分散性良好的具有葡萄糖敏感的O/W型稳定Pickering乳液。以胰岛素为模型负载药物，体外模拟释药表明：当葡萄糖的浓度为6 mM时，胰岛素的累积释放率可达到44.69%，当葡萄糖的浓度增加至40 mM时，胰岛素的累积释放率可达到94.21%。     

氧化石墨烯-氧化铈复合气凝胶光催化研究

以氧化石墨烯(GO),稀土金属氧化物氧化铈(CeO2)为原料,采用水热法制备了GO-CeO2复合气凝胶,在自然光光催化的条件下研究了甲基橙(MO)初始浓度,光催化时间对复合气凝胶光催化性能的影响.结果表明:当浓度为15 mg/L时,GO-CeO2复合气凝胶的降解效果最好,100 min 时达到99％.     

氧化石墨烯/氨基硅氧烷复合气凝胶的制备与性能研究

以氨基硅氧烷、烷基硅氧烷和石墨烯氧化物(GO)为原料,经溶胶-凝胶-冷冻干燥法一锅法制备了一种新型氧化石墨烯/氨基硅氧烷复合气凝胶——本征氨化硅基复合气凝胶;利用红外光谱(IR)、扫描电镜(SEM)、比表面积分析(BET)、热重分析(TG)、CO_2吸附量测试(Quantity Adsorbed of CO_2)对所得气凝胶进行了结构表征确证及性能测试。所得复合气凝胶具有双互穿网络结构,含GO氨化硅基气凝胶样品热分解温度在470℃,无GO氨化硅基气凝胶样品热分解温度为360℃。两者均有较高的热稳定性。在273 K,相对压力为0.033时,无GO氨化硅基气凝胶样品CO_2吸附量为11.60 mg·g~(-1),含GO氨化硅基气凝胶样品CO_2吸附量为11.92 mg·g~(-1)。     

氧化石墨烯负载纳米银/聚乙烯醇型抗菌水凝胶制备与性能

以聚乙烯醇(PVA)、氧化石墨烯(GO)、硝酸银为原料,在不添加引发剂和交联剂的情况下,使用物理交联法（冷冻-解冻法）制得系列AgNPs质量分数不同的还原氧化石墨烯（rGO）负载纳米银/聚乙烯醇型抗菌水凝胶（rGO-AgNPs/PVA）（PGA）。通过FTIR、SEM对水凝胶的结构和形貌进行了表征,通过拉力实验和生物实验对其力学性能和生物性能进行了测试。结果表明,还原氧化石墨烯的加入增强了聚乙烯醇（PVA）水凝胶的机械强度,rGO-AgNPs/PVA抗菌水凝胶断裂伸长率相较于PVA水凝胶提高约60%,拉伸应变可达到125%。流变测试表明,PVA水凝胶的储能模量（G''）和损耗模量（G''）均低于rGO-AgNPs/PVA水凝胶;rGO与纳米银(AgNPs)协同抗菌,PGA-1、PGA-2、PGA-3、PGA-4、PGA-5对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑菌带宽度分别为0.5~4.5 mm和0.5~5.5 mm;SEM测试发现,相较于PVA水凝胶,rGO-AgNPs/PVA水凝胶的孔洞增多,rGO通过π-π作用形成网络结构,rGO-AgNPs/PVA水凝胶显示出多孔互联的微观结构。     

纤维素/氧化石墨烯复合气凝胶的制备及其阻燃性能研究

为了提高纤维素气凝胶的阻燃性能,用具有阻隔效应和催化成碳能力的氧化石墨烯（GO）作为阻燃剂,通过简单的冷冻干燥的方法制备了具有阻燃功能的纤维素/GO复合气凝胶。结果表明,GO在纤维素黏液中的最佳添加量是5 %（质量分数,下同）;在此条件下,GO在纤维素中分散良好,可以形成有序的三维多孔气凝胶结构;GO和纤维素之间的作用力为氢键;在最佳添加量条件下,G5C95气凝胶始终处于阴燃状态,其燃烧速率从纯的纤维素气凝胶的5.67 mm/s降低为0.57 mm/s;相对于纯的纤维素气凝胶,GO阻燃纤维素气凝胶的峰值热释放速率减少了57.7 %,总热释放量也明显降低,显示出较好的阻燃性能;相对于纯的纤维素气凝胶,GO阻燃气凝胶的残炭更加致密;GO提高了残炭的石墨化程度;由于GO的物理屏障效应和催化成碳能力,其不仅能增加残碳量,而且能提高残碳致密度和石墨化程度,从而有效提高纤维素气凝胶的阻燃性能。     

快速响应智能水凝胶的最新研究进展

由于智能水凝胶能对外界条件的刺激产生应答而具有广泛的应用前景,但差的机械性能和慢的响应速度限制了它的实际应用。综述了近年来提高智能水凝胶响应速度的技术方法,最后对智能水凝胶的研究提出了目前存在的问题和发展趋势。     

壳聚糖/壳聚糖接枝氧化石墨烯复合气凝胶的制备及性能研究

以壳聚糖（CS）和壳聚糖接枝氧化石墨烯（CS-g-GO）为主要原料,通过真空冷冻干燥技术分别制备了CS气凝胶和CS/CS-g-GO复合气凝胶吸附膜,并通过扫描电子显微镜、红外光谱仪和接触角测量仪等对吸附膜的性能进行了测试和表征,结果表明,CS/CS-g-GO复合气凝胶的接触角较纯CS大,亲水基团减少;当CS-g-GO和CS质量比（WCSg-GO∶WCS）为100∶1 556、CS-g-GO的接枝率为76.04%时制备的复合气凝胶吸附膜对细颗粒物（PM2.5）过滤效率可达到94.1%;与CS气凝胶相比,过滤效率提高了4.4%。     

FeOOH/石墨烯复合气凝胶三维电极氧化脱除污水有机物的研究

利用Fe2+对氧化石墨烯(GO)进行原位还原和沉积,采用低温水热-冷冻干燥方法制备负载羟基氧化铁的石墨烯气凝胶复合材料(FeOOH/r-GO)。通过X射线衍射、拉曼光谱、红外光谱、扫描电镜、透射电镜等分析手段对其形貌、结构、组成进行表征,并构筑三维电极用于含亚甲基蓝污水的氧化处理。结果发现,石墨烯三维复合电极降解有机物的能力优于二维电极以及石墨烯气凝胶作粒子电极的三维电极。FeOOH/r-GO复合气凝胶材料可用于废水中有机污染物的有效氧化脱除。     

氮掺杂石墨烯修饰ZnLa2 O4-ZnYb2O4近红外光响应复合材料用于光解水

为了在光催化反应中更有效利用可见光,将ZnLa2 O4-ZnYb2 O4与氮掺杂石墨烯进行复合,设计了一种可见光响应的光催化复合材料.制备的复合材料能带匹配合理,其能带隙为1.47 eV,相对较小(可吸收超800 nm的红外光),采光能力巨大.结果表明,所制备的光催化剂在可见光下具有很好的催化分解水的活性.通过整体人工...     

二氧化钛/氧化石墨烯复合光催化剂的合成

采用水热法,以钛酸四正丁酯及氧化石墨烯（GO）为原料,在水性体系中合成了一系列具有不同GO质量分数的TiO2/GO复合光催化剂。FE-SEM分析结果表明,分散的钛酸四正丁酯以多分子层的形式吸附到氧化石墨烯的表面,最后在水热过程中转化为锐钛型TiO2粒子。当氧化石墨烯的质量分数低于3%时,产物中含有纯TiO2微球及TiO2/GO复合物;当氧化石墨烯质量分数大于5%时,产物为单纯的TiO2/GO复合物。电化学性能测试结果表明,GO复合后,TiO2电极中载流子的传输效率提高。氧化石墨烯复合量为10%时,复合光催化剂显示了对亚甲基蓝最佳的光催化活性。当复合氧化石墨烯转化为石墨烯后,其光催化活性可得到进一步大幅度的提高。     

环境刺激响应型高强度智能水凝胶研究进展

环境刺激响应型智能水凝胶能够对外界环境因素的变化产生显著的体积或其他特性的变化,且其性质和结构与生物组织类似,有望应用于人工软骨、人造肌肉、组织工程等领域,引起了广泛的关注。提高环境刺激响应型智能水凝胶的力学性能是智能水凝胶应用研究的重要方向之一。本文综述了近年来环境刺激响应型高强度智能水凝胶的研究进展,简述了高强度智能水凝胶的网络结构的构建策略与方法,分析了其具备高力学性能的机理,重点介绍了4类不同结构的高强度智能水凝胶,即超低交联结构水凝胶、纳米颗粒复合水凝胶、拓扑结构水凝胶以及双网络结构水凝胶,最后讨论了环境刺激响应型高强度智能水凝胶在面向应用的研究过程中仍然需要解决的关键科学问题,如智能水凝胶的环境刺激与力学性能的博弈效应以及响应环境刺激前后的力学性能差异等。     

氧化还原电解液中石墨烯水凝胶超电容性能研究

以聚二甲基二烯丙基氯化铵(PDDA)作为添加剂,氧化石墨烯(GO)作为前驱体,采用水热法制得具有三维多孔结构的石墨烯水凝胶(RGOH),反应产品通过SEM、XRD、拉曼等手段得到了验证,并在对苯醌(C_6H_4O_2)的1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐([BMIM]BF_4)电解液中研究其超电容性能。结果表明:选用C_6H_4O_2/[BMIM]BF_4作为电解液体系,相较于水相电化学电容器体系,能够使RGOH_5//RGOH_5电容器展现出更为优异的电容性能。     

氧化石墨烯复合水凝胶研究进展

氧化石墨烯（GO）是一种廉价易得、水中易分散、光热性能好的二维纳米材料。将氧化石墨烯与水凝胶结合,可以赋予水凝胶许多纳米材料的优异性能,大大拓展水凝胶的潜在应用。详细介绍了具有力学性能、光热转化性能、自修复性能的氧化石墨烯复合水凝胶及其在智能驱动器、细胞骨架等方面的应用,并对其未来研究方向提出展望和设想。     

氧化石墨烯复合水凝胶研究进展

氧化石墨烯(GO)是一种廉价易得、水中易分散、光热性能好的二维纳米材料。将氧化石墨烯与水凝胶结合,可以赋予水凝胶许多纳米材料的优异性能,大大拓展水凝胶的潜在应用。详细介绍了具有力学性能、光热转化性能、自修复性能的氧化石墨烯复合水凝胶及其在智能驱动器、细胞骨架等方面的应用,并对其未来研究方向提出展望和设想。