PEDOT:PSS/MWCNTs薄膜复合热电材料的制备与性能研究

以低热导率的滤纸为载体,采用物理旋涂方法制PEDOT:PSS/MWCNTs纳米复合薄膜热电材料。实验研究了涂层数目对复合材料热电性能的影响,探究微观结构与热电性能的关系。研究发现MWCNTs在PEDOT:PSS中分散均匀且有良好的界面作用;室温条件下,复合材料热导率较低。随着涂层数的增加,电导率先增加后降低,在涂层数目为3层时,复合材料室温下的ZT值最大,热电性能最佳。     

石墨烯/PEDOT复合材料的制备及性能研究

本课题将使用石墨烯与PEDOT进行复合,并对复合材料的电学性能进行了研究。分别采用石墨烯、PEDOT、石墨烯/PEDOT作为掺杂物制作电极,测它们的比电容值,并将三者进行对比。最后得出石墨烯/PEDOT的比电容值最大,最高可达到168.7 F/g。这主要是由于石墨烯与PEDOT存在较强的相互作用,π电子从石墨烯转移至PEDOT,被掺杂的PEDOT与石墨烯通过π-π共轭作用结合在一起,形成相对独立的导电单元,并且,随着这种导电单元数量的增加直至相互接触,形成大的导电体系,则复合材料的比电容值达到最大值     

TiS2/PEDOT:PSS复合薄膜的制备及其热电性能

高性能热电材料的开发是提升热电转换效率的关键,二硫化钛(TiS₂)是一种性能优异的二维热电材料。为进一步提高二硫化钛(TiS₂)热电性能,研究制备了夹层结构的二硫化钛(TiS₂)/聚(3,4-乙烯基二氧噻吩)：聚(苯乙烯磺酸盐)(PEDOT:PSS)复合薄膜。该复合薄膜的热电性能得到了明显的提升,其功率因子可达368.58μW·m^-1·K^-2。制备夹层结构的Ti S₂/PEDOT:PSS复合薄膜有利于得到更加规整的有机-无机异质界面,进而通过界面效应来提升复合薄膜的热电性能。     

碳纳米管/石墨烯/聚酰亚胺基复合薄膜的制备及性能研究

以3,3’,4,4’-二苯甲酮四羧酸二酐和4,4’-二氨基二苯醚为主原料,RGO/CNTs为填充材料,邻苯二甲酸丁酯为致孔剂,N,N-二甲基乙酰胺为溶剂,利用热致相分离法制备了RGO含量2%,不同含量CNTs的PI基复合薄膜。通过红外光谱、扫描电镜、万能拉伸实验机和矢量网络分析仪等对复合薄膜的结构和性能进行表征和分析。结果表明,RGO/CNTs并没有影响聚酰胺酸的酰亚胺化过程。RGO的加入量为2%,逐渐增加CNTs的含量(3%～10%),薄膜的泡孔孔径、力学性能和电磁屏蔽效能均随着CNTs含量的增加先增大后减小。     

石墨烯量子点/聚酰亚胺复合薄膜的制备及性能研究

通过原位反应法制备了一种石墨烯量子点/聚酰亚胺(GQDS/PI)复合膜。通过红外光谱、X射线衍射、拉伸测试、热重分析、扫描电镜等考察了石墨烯量子点的添加量对复合材料的结晶性、热稳定性、力学强度、形貌等的影响。结果表明,石墨烯量子点的加入对复合膜的结晶性影响不大,0. 7%的GQDS/PI的拉伸强度达到100 MPa,复合膜的热稳定性也有很大提高。     

PEDOT/石墨烯复合材料的制备及其抗静电性能研究

采用原位聚合法,以氧化石墨烯(GO)为掺杂剂,将3,4-乙烯二氧噻吩(EDOT)原位聚合在氧化石墨烯的表面,制备了部分还原氧化石墨烯/聚3,4-乙烯二氧噻吩(rGO/PEDOT)导电复合材料。实验表明:当m(EDOT):m(GO)=1:1时制备的复合材料具有良好的水分散性,电导率为2.56S/cm。用全反射红外光谱和拉曼光谱对其结构进行了表征,并使用透射电镜(TEM)对复合材料在水中的分散性进行了表征。结果表明:PEDOT成功聚合在GO的表面上,且PEDOT的聚合使氧化石墨烯得到了部分还原。将复合材料作为导电填料加入到水性聚氨酯中,测试了涂层的抗静电性、机械性能和热稳定性,在添加量为10%时,涂层的综合性能较好,涂层表面电阻可达1.27×10~9Ω。     

氧化石墨烯/水性聚氨酯复合薄膜的制备及性能研究

以自制的GO(氧化石墨烯)为填料,WPU(水性聚氨酯)为基体,采用溶液共混和流延成膜法制备了GO/WPU复合薄膜。着重考察了GO含量对GO/WPU复合薄膜力学性能和导热性能等影响。研究结果表明:随着GO含量的增加,复合薄膜的拉伸强度增强、导热系数增大;当w(GO)=4%(相对于复合薄膜质量而言)时,复合薄膜的拉伸强度(20.6 MPa)相对最大、导热系数[为0.208 W/(m·K)]相对最高[这是由于GO均匀分散在PU(聚氨酯)基体中,形成了连续褶皱状网络结构的缘故]。     

改性氧化石墨烯/聚酰亚胺复合薄膜的制备及性能研究

以4,4'-二氨基二苯醚(ODA)、3,3',4,4'-二苯甲酮四羧酸二酐(BTDA)为单体,以苯基异氰酸酯改性氧化石墨烯(pGO)为填料,通过原位聚合法成功制备了改性氧化石墨烯/聚酰亚胺复合薄膜。采用红外光谱对其结构进行了表征,并研究其拉伸性能和热稳定性能。结果表明,当填料含量为1%时复合薄膜的拉伸性能最佳,拉伸强度(T_S)达到69.1MPa,拉伸模量(T_M)达到2.31GPa,相对于纯PI薄膜其拉伸强度提高9.3%,拉伸模量提高19.1%;此时复合薄膜的残炭率(Y_c)为60.1%,比纯PI薄膜提高2.7%,最大分解速率时的温度(T_(max))为587℃,比纯PI薄膜提高约8℃,玻璃化转变温度(T_g)为361℃,说明该复合薄膜的拉伸性能和热稳定性能得到一定程度的提高。     

还原氧化石墨烯/纤维素复合薄膜的制备及性能

利用还原氧化石墨烯(RGO)改善离子液体溶剂纤维素(CE)的综合性能,将氧化石墨烯(GO)分散在去离子水中,通过热还原法得到RGO,RGO与离子液体(IL)混合后采用减压蒸馏法去除水分,得到均匀分散的RGO/IL溶液,以RGO/IL溶液为纤维素溶剂,利用RGO改善CE薄膜的各项性能,用扫描电子显微镜和XRD表征了材料的形貌和结构。结果表明,RGO质量分数为1%时,RGO/CE复合薄膜的拉伸强度和模量分别为122MPa和6.77GPa,较纯CE薄膜分别提高了188%和320%。RGO/CE复合薄膜的电导率为4.7×10~(–6)S/m,较纯CE薄膜(2.5×10~(–14) S/m)提高了9个数量级,由于RGO与CE分子链间新的氢键的形成以及RGO优异的二维结构,RGO可以显著提高复合薄膜的热稳定性、力学性能和导电能力。     

PET/TiO2/石墨烯复合薄膜的制备及光催化性能研究

通过旋涂法在聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)塑料薄膜上涂覆具有高效可见光催化活性的TiO_2/石墨烯光催化剂,制备了PET/TiO_2/石墨烯光催化薄膜。由于PET的存在,使得TiO_2/石墨烯形成了疏松多孔的结构。对甲基橙的光催化降解实验表明:TiO_2/石墨烯和PET/TiO_2/石墨烯薄膜在可见光下表现出较高的光催化性能,远高于商品级P25催化剂。这主要是由于TiO_2/石墨烯和PET/TiO_2/石墨烯薄膜具有较好的可见光吸收能力、较低的禁带宽度值以及较高的电子空穴分离速率。循环实验表明,相较于TiO_2/石墨烯催化剂,PET/TiO_2/石墨烯薄膜具有更好的循环稳定性以及环境友好性。     

PE-LD/硅烷偶联剂改性石墨烯复合薄膜的制备及性能表征

将硅烷偶联剂KH-560接枝到氧化石墨烯上制得KH-560改性氧化石墨烯（KGO）,通过水合肼还原得到KH 560改性石墨烯（KG）,最后将KG和石墨烯（G）分别与低密度聚乙烯（PE-LD）熔融共混、中空吹塑成PE LD/KG复合薄膜和PE-LD/G复合薄膜。对样品的结构、形貌、光学性能、阻透性能、热性能和力学性能等进行表征。结果表明,KH-560成功接枝到KG上;KG无序度增加,KG的层间距比G增加约80 %;KG在PE-LD中分散均匀,团聚较少;G对复合薄膜的光学性能和阻透性能的增强效果优于KG;而KG对复合薄膜的热性能和力学性能的改善明显优于G;当KG的含量为0.5 %（质量分数,下同）时,PE-LD/KG复合薄膜的结晶度和弹性模量分别比纯PE-LD薄膜提高了8.4 %和63.9 %。     

PEDOT复合导电浆料的制备及性能研究

3,4-乙烯二氧噻吩(EDOT)和对苯乙烯磺酸钠(SSNa)在过硫酸钾(KPS)—硫酸铁[Fe SO2 4 3x H O]作用下,通过化学氧化法合成了聚3,4-乙烯二氧噻吩/聚对苯乙烯磺酸钠(PEDOT/PSS)导电聚合物浆料,并通过2步法——乳液聚合法和化学氧化法合成了聚(对苯乙烯磺酸钠-丙烯酸丁酯-苯乙烯)P(SSNa-BA-St)三元共聚乳液和PEDOT/P(SSNa-BA-St)复合导电浆料,探讨了SSNa用量、EDOT用量和球磨机分散对复合导电浆料性能的影响,同时对2种导电膜进行了柔韧性测试。结果表明,随着SSNa用量的增大,复合导电膜的表面电阻先增大后减小;与之相反随着EDOT用量的增大,该膜的表面电阻先减小后增大;球磨分散有助于提高复合导电膜的透光率,但会导致膜的表面电阻增大;与PEDOT/PSS膜相比,PEDOT/P(SSNa-BA-St)膜的柔韧性较好。     

氧化石墨烯/奥克托今复合薄膜的制备及其性能表征

激光点火是实现炸药的安全点火的一种新型点火技术。目前,氧化石墨烯薄膜材料因其优异的激光点火性能而被广泛研究。然而,氧化石墨烯薄膜很难实现较高的光热点火温升。因此,氧化石墨烯薄膜的光热性能仍需提高,以满足激光点火的高要求。有鉴于此,本文以氧化石墨烯和奥克托今(HMX)为原料制备了一种含能自支撑膜,以提高氧化石墨烯薄膜的激光点火性能。     

石墨烯/热塑性聚氨酯薄膜的制备及性能

采用热还原的方法由氧化石墨烯(GO)制备得到还原石墨烯(RGO),并将两种石墨烯与热塑性聚氨酯(TPU)复合制得纳米复合材料薄膜。进而考察了两种纳米复合材料薄膜的导电、导热及力学性能。结果表明:在TPU中加入GO能够得到高导热、低导电的纳米复合材料,而加入RGO则得到高导热、高导电的纳米复合材料;同时,GO和RGO的加入,均能显著提高TPU的拉伸强度和模量。     

石墨烯/热塑性硫化胶复合材料的制备及热电性能

通过熔融共混方式制备了石墨烯(Ge)/聚丙烯母粒,然后采用动态硫化的方法与丁基橡胶共混制备Ge/热塑性硫化胶(TPV)复合材料,研究了Ge/TPV 复合材料的相态结构、热电性能和力学性能.结果表明,丁基橡胶交联颗粒以微米级长条状分散在聚丙烯母粒基质中,Ge 表面褶皱明显,片层厚度较薄,均匀分散在聚丙烯母粒相和橡塑两相界...     

石墨烯/酚醛复合纤维的制备及性能

石墨烯纤维是新一代柔性器件的潜力电极材料,制备同时具有良好力学性能和电化学性能的石墨烯基复合纤维是研究的重点。以改良的Hummers法制备的氧化石墨烯为基体,酚醛树脂为增强体,冰乙酸为凝固浴,通过非液晶湿法纺丝的方法制备了石墨烯/酚醛复合纤维,并对得到的石墨烯/酚醛复合纤维的表面形貌、力学性能和电化学性能进行了研究。结果表明,酚醛树脂通过氢键与石墨烯片层相结合,从而减少石墨烯片层间的堆叠,使复合纤维的表面褶皱丰富且均匀。通过调控酚醛树脂的含量,可以得到具有不同表面褶皱程度的复合纤维。随着酚醛树脂用量的增加,纺丝液浓度增大,挤出胀大现象明显,复合纤维片层间隙增大,表面沟壑加深,缺陷增加。石墨烯/酚醛复合纤维的拉伸强度随着酚醛树脂用量的增加呈现先增大后减小的趋势,酚醛树脂用量为10%时纤维的拉伸强度和拉伸弹性模量分别为65.53 MPa和672.91 MPa。得益于表面丰富均匀的褶皱,在电流密度为0.2 A/cm³时,氧化石墨烯∶酚醛为100∶10时体积比电容为583.4 F/cm³,远高于纯石墨烯纤维。     

二氧化锡-石墨烯复合薄膜的制备及结构和性能

通过酸化和表面活性剂处理改善了石墨烯的分散稳定性,采用喷雾热解法在玻璃基底上制备了掺杂氟的二氧化锡(FTO)薄膜及其与石墨烯的复合(FTO-G)薄膜。采用X射线衍射仪、扫描电子显微镜分析了薄膜的结构和微观形貌;采用紫外分光光度计、高精度雾度仪和四点探针方阻仪分析了薄膜的光学和电学性能。结果表明:聚乙烯吡咯烷酮(PVP)具有较好的分散稳定效果,石墨烯的加入对FTO的结构和性能产生了显著的影响,并出现花椰菜特征的表面形貌;当酸化石墨烯浓度为0.3 mg/m L时,FTO-G复合薄膜具有最大的择优取向度、最小的方块电阻为5.0?/sq和最大的雾度值为10.53%,品质因数最高为15.51×10-3?-1,综合性能最好。     

Janus型PVDF/石墨烯/聚多巴胺复合薄膜的制备及光热蒸发性能研究

通过聚多巴胺(PDA)和石墨烯修饰聚偏二氟乙烯(PVDF)膜不同表面,制备Janus型PVDF/石墨烯/PDA光热蒸发膜,并对光热蒸发膜的光吸收率、光热转换能力、蒸发速率、抗盐能力和水净化能力进行研究。结果表明:PVDF/石墨烯/PDA膜具有较高的光吸收率,通过太阳光能够加热至50.4℃。其光热蒸发速率达到1.89 kg/(m2·h)。在30%的NaCl水溶液中连续工作100 h,PVDF/石墨烯/PDA膜蒸发速率未发生明显变化,具有较好的抗盐能力。PVDF/石墨烯/PDA膜对海水和有机污水具有较好的净化能力。PVDF/石墨烯/PDA膜具有高效的光热蒸发速率及抗盐性能,可以有效用于淡水生产领域。     

二氧化锡/石墨烯气敏薄膜的制备及性能

采用改进的Hummers法制备氧化石墨烯与碱法还原氧化石墨烯,采用溶胶凝胶法制备二氧化锡,通过调控石墨烯的掺杂质量与二氧化锡溶胶配比浓度,利用提拉法制备二氧化锡/石墨烯薄膜。经退火处理,石墨烯的掺杂质量与二氧化锡溶胶浓度比为1 mg/10 ml的薄膜的XRD图谱表明,石墨烯在28.2°左右出现其明显的特征峰,掺杂的石墨烯不改变二氧化锡的晶体结构;同时SEM形貌分析表明,膜表面二氧化锡晶粒与石墨烯界面结合紧密、连续性好。将二氧化锡/石墨烯薄膜做成叉指电极,传感器对一氧化碳、甲烷气体敏感,与未复合石墨烯的二氧化锡薄膜传感器相比,灵敏度、响应时间、恢复时间等指标有明显改善。     

氧化石墨烯/多巴胺改性埃洛石复合薄膜的制备及液体过滤性能

膜分离技术凭借其独特的优势,如能耗低、分离效率高和无相变等特点,在海水淡化和废水处理领域引起了广泛关注。以商品化的尼龙微孔滤膜为底膜,采用真空抽滤法将氧化石墨烯（GO）与多巴胺改性埃洛石（D-HNTs）的混合分散液抽滤成膜。通过测试复合薄膜的纯水通量、亲水性、截留性能等筛选出两者成膜的最佳比例,并进一步探索该复合薄膜在液体过滤方面的应用。结果表明：随着 D-HNTs 在复合薄膜中比例的不断增大,复合薄膜层间传输通道变大,其中,当 GO 与 D-HNTs的质量比为 6:4 时,GO 成膜完整,在 0.1 MPa 的跨膜压,对甲基蓝的截留率为 97.28%,纯水通量达到 123.14 L/（m²·h）。此外,还以牛血清蛋白作为污染物进行 3 次循环污染实验,该复合薄膜的水通量恢复率能够达到 96%以上,展现出优异的抗污性能。