乳液法制备聚乙烯醇-石墨烯气凝胶及其对纯有机物的吸附

采用氧化石墨烯(GO)稳定的Pickering乳液为软模板,制备聚乙烯醇-石墨烯气凝胶。探究GO浓度、均质转速、油水比、乙二胺(EDA)和聚乙烯醇(PVA)用量等因素对乳液稳定性、粒径分布及气凝胶成型的影响,发现改变乳液配比可控制乳液粒径的大小,进而对气凝胶的密度和孔隙率进行调控。通过SEM、FT-IR、Raman、XRD对最优制备条件下制得的聚乙烯醇-石墨烯气凝胶(PGA)进行表征,可知GO经水热反应后被还原组装形成三维网络气凝胶结构(PGA)且其孔道直径与乳液粒径基本一致。对PGA进行挤压实验发现其具有轴、径双向挤压回弹性,且重复挤压200次以上PGA仍然具良好的弹性。PGA对纯有机物的吸附量最高可达280g·g~(-1),且每克PGA吸附的有机物的体积为恒定值。关键词:聚乙烯醇;石墨烯;气凝胶;乳液;弹性;复合材料     

乳液法制备石墨烯气凝胶及其吸附水中亚甲基蓝

利用乳液法制备多孔石墨烯气凝胶（emGA）,改变乳液油水比制备不同的emGA。扫描电子显微镜（SEM）、傅里叶红外光谱（FTIR）、氮气吸附脱附等表征显示,emGA具有多孔结构,经水热还原后含氧官能团大部分被除去,比表面积为103.3～243.1m²/g。以亚甲基蓝（MB）浓度和温度作为变量,考察emGA对水中MB的吸附效果。结果表明,emGA的比表面积越大,其对MB平衡吸附量越大;当初始浓度越大,温度越高,则吸附有利。吸附动力学数据表明emGA吸附MB符合准二级动力学模型和内扩散模型,吸附过程分为大孔扩散和微孔扩散。吸附等温线数据拟合结果符合Langmuir模型,表明emGA对MB的吸附属于单分子层吸附。Langmuir模型计算出emGA-2饱和吸附量为307.7mg/g,与实验值291.3mg/g较为接近。分析热力学参数发现,emGA吸附MB为自发吸热过程,且吸附过程属于物理吸附。     

碳纳米管-石墨烯气凝胶制备及其对水中乳化油的吸附特性

以改进的Hummers-Offeman法制备出的氧化石墨（GO）与羧基化多壁碳纳米管（CNTs-COOH）为原料,聚乙烯吡咯烷酮（PVP）为交联剂,乙二胺（EDA）为还原剂,水热还原法制得羧基碳纳米管-石墨烯复合气凝胶（CGA）。调整GO与CNTs-COOH的质量比获得密度在8.40～14.42 mg·cm^-3之间的气凝胶,并确定在GO：CNTs-COOH=3：1（质量）时得到的气凝胶的机械强度最优。通过扫描电子显微镜（SEM）、X射线衍射（XRD）、X射线光电子能谱（XPS）对所制备的CGA进行表征,得知GO与CNTs-COOH已成功还原组装成多孔状三维气凝胶结构。以水中乳化柴油作为研究对象,考察CGA样品在不同温度下对乳化柴油的吸附特性。结果表明,CGA的吸附量在前6 min迅速上升,在30 min左右达到吸附平衡,且平衡吸附量随温度升高而增加。吸附过程遵循准二级动力学模型,体系表观活化能为7.10 kJ·mol^-1。利用颗粒内扩散模型分析得出,CGA对乳化油的吸附分为外表面吸附过程和内部孔道吸附过程（内部大孔道吸附、中孔道和微孔道内扩散3个阶段）。     

石墨烯基气凝胶对有机物的饱和吸附能力

以Pickering乳液法进行了石墨烯基气凝胶(GA)的制备,并以纯有机物和水中乳化油分为吸附对象,对其饱和吸附能力进行了评价,综合对比了不同研究者利用碳纳米材料所制备碳基气凝胶对纯有机化合物的吸附能力,发现包含本文所制备的GA在内的各种碳基气凝胶对不同的有机物的吸附能力与有机物的密度成正比,表明单位质量碳基气凝胶吸附有机物的体积(cm³?g^?1)为定值,与具体的被吸附有机物的种类无关。推断有机物在气凝胶材料中的吸附是一种体积填充行为,气凝胶孔隙体积的大小对于其吸附有机物的能力具有重要影响,但孔隙的占有率也是决定实际吸附有机物能力的关键因素。所制备的GA对水中油分的吸附能力低于其对纯油分的吸附能力,应与水的竞争吸附、有机物的扩散阻力等有关。     

石墨烯气凝胶的制备及其对水中油分的吸附特性

以改性Hummers法制备出的氧化石墨（GO）为原料,乙二胺（EDA）为交联剂,通过液相化学交联法制备出以石墨烯为主体的多孔网状气凝胶（EGA）。利用电子扫描电镜（SEM）、电子透射电镜（TEM）及选区电子衍射（SAED）对其进行表征。以水中柴油为研究对象,考察所制EGA样品对水中柴油的吸附脱除效果。结果表明,石墨烯气凝胶对柴油的吸附量在前5 min上升迅速,在30 min左右达到吸附平衡。吸附过程遵循准二级动力学模型,且吸附速率随温度的升高而增加,体系的表观活化能E_a=23.94 kJ·mol^-1。颗粒内扩散模型拟合结果表明,EGA对水中柴油的吸附分为表面孔道吸附、气凝胶内部孔道扩散以及石墨烯片层间小孔道扩散。石墨烯气凝胶对柴油的吸附等温线与Freundlich模型较为吻合。     

石墨烯气凝胶的制备与吸附性能研究

以氧化石墨烯为前驱体,抗坏血酸为还原剂,通过冷冻干燥技术,制备出石墨烯气凝胶。采用X射线衍射(XRD)、拉曼光谱(Raman)、扫描电子显微镜(SEM)和氮气吸附脱附曲线等对制备的石墨烯气凝胶进行了表征。将制备的石墨烯气凝胶用于吸附甲苯,表现出良好的吸附性能和循环使用性。     

石墨烯气凝胶的制备与吸附性能研究

以氧化石墨烯为前驱体,抗坏血酸为还原剂,通过冷冻干燥技术,制备出石墨烯气凝胶。采用X射线衍射(XRD)、拉曼光谱(Raman)、扫描电子显微镜(SEM)和氮气吸附脱附曲线等对制备的石墨烯气凝胶进行了表征。将制备的石墨烯气凝胶用于吸附甲苯,表现出良好的吸附性能和循环使用性。     

软模板法石墨烯气凝胶的可控制备及其吸油性能

以环己烷为油相,氧化石墨烯（GO）为稳定剂,采用Pickering乳液法制备石墨烯气凝胶,利用电子显微镜对Pickering乳液进行表征,利用扫描电镜（SEM）、傅里叶红外光谱（FTIR）、拉曼光谱（Raman）、X射线衍射（XRD）对制得的石墨烯气凝胶进行表征。对比Pickering乳液的液滴大小与气凝胶的孔径大小可知,通过软模板法实现了对气凝胶的孔径控制,通过控制均质机的转速来调控气凝胶的孔径大小,当均质机转速分别为10000r/min、12000r/min和15000r/min时,所得石墨烯气凝胶的孔径分别为45μm、35μm和30μm左右,通过调节油水比实现了气凝胶的密度与孔隙率的控制,油水比越大,所得气凝胶的密度越小,孔隙率越大,通过延长还原时间可增强石墨烯气凝胶的机械性能。将所得气凝胶用于油品的吸附,可快速吸附水上浮油及水底重油,而且几乎不吸附水;对同一油品而言,气凝胶的吸附能力与其制备时的油水比呈正相关,采用挤压的方式实现石墨烯气凝胶的循环利用,经过10次循环再生后气凝胶的吸附能力仅有15%的损失。     

石墨烯气凝胶复合材料制备及吸附性能的研究进展

石墨烯气凝胶(GA)拥有以石墨烯为主体的多孔互联三维海绵状网络结构。作为一种新兴的纳米多孔材料,因其具有高疏水性、高比表面积、高孔隙率以及良好的化学稳定性,在吸附领域具有巨大的应用前景。结合相关研究,重点介绍了石墨烯、纤维素/石墨烯、碳纳米管/石墨烯、氮掺杂/石墨烯、金属氧化物/石墨烯等几种体系的气凝胶材料的制备方法,并对其吸附性能的研究进展进行了阐述。     

聚乙烯醇/石墨烯复合材料的制备及其性能

采用超声辅助Hummers法制备了氧化石墨烯(GO),采用机械共混法,辅以化学还原法制备了聚乙烯醇(PVA)/石墨烯(RGO)复合材料,对有关产物进行了表征和测试。结果表明:适量引入RGO可有效改善PVA的力学性能、热稳定性和导电性能,当RGO质量分数为1.5%时,PVA/RGO抗拉伸强度达45.2 MPa,比PVA提高了27%,电导率比PVA提高了6个数量级;当RGO质量分数为2.0%时,PVA/RGO玻璃化温度达到85.6℃,比PVA提高了8.0℃。     

不同性质的聚乙烯醇对聚醋酸乙烯乳液性能的影响

采用半连续乳液聚合的方法合成聚醋酸乙烯乳液。通过对乳液的粒子形态、压缩剪切强度、粘度、冻融稳定性的分析,讨论了不同性质的聚乙烯醇作为保护胶体,对聚醋酸乙烯乳液胶粘剂性能的影响。     

水性硝化纤维/聚乙烯醇复合乳液的制备与性能

将水性硝化纤维(WNC)乳液与聚乙烯醇(PVA)溶液共混制备了WNC/PVA复合乳液。用傅里叶变换红外光谱(FT-IR)和透射电镜(TEM)表征了材料的相容性,并通过万能材料试验机、吸水率测试和热重分析等方法研究了PVA含量对复合材料力学性能、耐水性和热性能的影响。实验结果表明:WNC与PVA之间存在分子间氢键作用,两者相容性较好。当PVA含量为15%时,复合乳液具有优异的稳定性,涂膜拉伸强度为4.0 MPa,断裂伸长率为299.0%,吸水率为18.4%。     

乳液聚合法制备聚乙烯醇的工艺研究

用热分解型引发剂在较低的乳化剂浓度下进行了醋酸乙烯(VAc)的乳液聚合,并将所得聚合物(PVAc)干法醇解。讨论了聚合反应中反应温度、引发剂用量、反应时间对转化率、粘度、最终产物分子质量(M_η)的影响,同时讨论了干法醇解反应中聚合物的甲醇浓度、碱摩尔比、温度与最终醇解率的关系。     

Preparation of well‐dispersed reduced graphene oxide and its mechanical reinforcement in polyvinyl alcohol fibre

The current work reports the preparation and characterization of polyvinyl alcohol (PVA) composite fibres reinforced with graphene reduced from graphene oxide (GO) by using oligomeric proanthocyanidin (OPC) as a reductant. After reduction, most of the oxygen‐containing groups were removed from the GO and reduced graphene oxide (rGO) was prepared. As a result of combined OPC as a dispersant, rGO could be well dispersed in a dimethyl sulfoxide/H₂O mixed solvent and in PVA matrix, and the PVA/rGO dispersion was wet spun followed by hot drawing to prepare continuous PVA/rGO composite fibres. The PVA/rGO composite fibres exhibited a significant enhancement of mechanical properties at low rGO loadings; in particular the tensile strength and Young's modulus of the 2.0 wt% rGO and PVA composite fibre increased to 244% and 294% respectively relative to neat PVA fibre. Moreover, the storage modulus (?10 °C) and T_g increased to 300% and 7.2 °C, respectively. © 2016 Society of Chemical Industry     

聚醋酸乙烯乳液组成与性质

]本文从实用角度概述了聚醋酸乙烯乳液的组成（乳化剂、保护肢体、引发剂、增塑剂、改质剂等）及影响乳液性质的各种因素（例如：聚乙烯酸、单体、引发剂的种类与添加方法等）。     

Robust graphene/poly(vinyl alcohol) aerogel for high-flux and high-purity separation of water-in-oil emulsion and its computational fluid dynamic simulation

Due to the trade-off between purity and flux, the development of high-purity, high-flux oil–water separation materials is still an arduous challenge. Herein, to achieve emulsion separation with high purity and high permeability, fluorinated graphene/poly(vinyl alcohol) aerogel (FGPA) with strong honeycomb was obtained via a facile freeze-drying method, and the separation mechanism was investigated via computational fluid dynamics (CFDs) simulation. The as-prepared FGPA exhibited superhydrophobicity-superoleophobicity and cyclic compression stability. Under the complex pore and superhydrophobicity, FGPA could separate water-in-oil emulsions with droplet sizes several times smaller than their own aperture only under gravity with ultrahigh flux (3255 L m⁻² h⁻¹) and ultrahigh purity (99.9%). Also, the separation process as visualized using simulations revealed that the vortex accelerates the demulsification behavior and promotes the gathering of water droplets rebounding on the superhydrophobic surface, so that the water droplets are intercepted. Therefore, FGPA has broad practical application potential in high-flux and high-purity oil–water emulsion separation.     

弹性石墨烯气凝胶的制备及对含油污水的吸附

采用冰模板和两步水热还原法通过常压干燥制备了石墨烯气凝胶(RGA).利用SEM观察RGA的微观形貌,利用XRD、XPS、FTIR和Raman光谱技术对氧化石墨烯(GO)的还原情况进行分析.用电子万能试验机对RGA进行压缩回弹实验.结果证明,RGA具有优异的压缩回弹性能(在50％应变下压缩回弹200次后RGA仍能迅速回弹至原始高度,且外形和高度没有明显变化).平衡模拟含油污水吸附性能测试表明,RGA经过270 min的吸附即可趋于吸附平衡,其对水中乳化油的平衡吸附量达到1466.325 mg/g,RGA对含油污水的吸附动力学模型符合准二级动力学模型;内扩散模型表明,RGA对含油污水的吸附分为RGA表面的大孔扩散、内部的中孔扩散和微孔扩散3个阶段;循环吸附结果表明,RGA对含油污水具有优异的循环吸附性能(循环吸附14次的吸附量均保持在1400～1450 mg/g);对实际污水的吸附结果表明,RGA对实际污水的去除率可以达到90％以上,并且可以循环使用.     

醋酸乙烯酯乳液与聚乙烯醇接枝反应的研究

研究了以聚乙烯醇为保护胶体的醋酸乙烯乳液聚合中,作为保护胶体的聚乙烯醇与醋酸乙烯的接枝反应。发现聚乙烯醇的接枝主要发生在初期,而醋酸乙烯的接枝链一直增长到胶粒沉析;另外,保护胶体黏度对接枝率也有影响,黏度越大醋酸乙烯的接枝率越低。