超临界乙醇制备TiO_2/石墨烯纳米复合材料及其表征

以氧化石墨为载体、钛酸异丙酯为前驱体,利用超临界乙醇的超临界性能和还原性,制得了晶型完善的锐钛矿TiO2/石墨烯纳米复合材料。通过红外光谱(FTIR)、X射线光电子能谱(XPS)对采用Hummers法制得的氧化石墨(GO)进行表征;同时利用透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射仪(XRD)对TiO2/石墨烯纳米复合材料进行研究。结果表明:成功制得了氧化石墨(GO)和晶型完善的锐钛矿TiO2/石墨烯纳米复合材料,并且发现二氧化钛在石墨烯纳米片层上呈现为有规则的颗粒,分散均匀,平均粒径为8.24nm。     

增强活性的石墨烯/TiO_2复合物的制备及性能研究

以氧化石墨烯为载体,以钛酸异丙酯为前驱体在氧化石墨烯表面沉积TiO2晶种,然后以氟钛酸铵和硼酸为主要原料,采用水热法实现一步还原氧化石墨烯和沉积TiO2制备石墨烯/TiO2复合物,同时以由单一前驱体氟钛酸铵制备的石墨烯/TiO2复合物作为对比催化剂。采用SEM、Raman、XRD、XPS、FT-IR等分析手段对两种催化剂进行了表征。结果表明,经水热反应后,氧化石墨烯可被还原为石墨烯,并且由两种钛源制备的复合物中石墨烯的被还原程度比单一钛源水解的要高,并且水解后复合催化剂的TiO2均为锐钛矿的球形颗粒,粒径约为250~300nm,在石墨烯表面附着良好。采用甲基橙为模拟底物评价两种复合催化剂的光催化活性,结果发现,采用两种钛源依次水解制备的复合物中由于石墨烯的还原度更高,其对底物甲基橙的吸附量更高,转移TiO2表面光生电子的能力更强,导致其具有更强的光催化活性。     

石墨烯镁基复合材料的制备工艺研究

采用真空热压烧结法制备石墨烯/镁复合材料,研究石墨烯含量、混料时间及热轧后时效处理对石墨烯/镁复合材料显微组织的影响。结果表明:石墨烯含量为1.5%时,镁基复合材料的组织更加均匀,无明显的石墨烯团聚;随着混料时间的延长,石墨烯在镁基体中的分散均匀性得到提高;热变形能够细化石墨烯/镁复合材料的显微组织,350℃下热处理3h有利于组织均匀性的改善。     

原位还原法制备石墨烯/聚苯乙烯复合材料及其性能

以超临界CO_2为介质,乙二醇为还原剂,将分散在聚苯乙烯基体中的氧化石墨烯(GO)还原,制备石墨烯/聚苯乙烯复合材料,并研究了超临界压力、温度、还原时间和还原剂用量等几个关键因素对还原程度的影响,探究了氧化石墨烯的还原程度与复合材料的导电性的基本规律。研究表明:在温度为130℃,压力15 MPa条件下乙二醇还原处理24h后,复合材料中氧化石墨烯的含氧官能团大幅降低,复合材料的导电性较还原前可增加90%以上。     

无尘纸@还原氧化石墨烯/聚苯胺复合材料的制备及性能

以低成本的无尘纸为基底吸附氧化石墨烯,再通过水热处理得到还原氧化石墨烯,最后将苯胺原位聚合到无尘纸@还原氧化石墨烯上,制备得到无尘纸@还原氧化石墨烯/聚苯胺复合材料。运用循环伏安法、恒电流充放电法、阻抗法等测试该复合材料的电化学性能。结果表明,与无尘纸@还原氧化石墨烯相比,无尘纸@还原氧化石墨烯/聚苯胺复合材料的电化学性能有显著提高,在扫描速率为20 mV/s时,比电容达到280 F/g。基于无尘纸@还原氧化石墨烯/聚苯胺复合材料组装的电容器有良好的柔性,充电后可点亮白色LED灯。因此,具有柔性与电容性能的无尘纸@还原氧化石墨烯/聚苯胺复合材料能用于超级电容器领域。     

Pt@ rGO-Bi2 WO6 /FTO 复合材料的制备及其光电催化甲醇氧化性能

采用水热法在导电玻璃( FTO) 基体上制得钨酸铋垂直纳米片( Bi2WO6 /FTO) 后,再分别采用 热还原法和光沉积法负载还原氧化石墨烯( rGO) 和铂颗粒,制备得到rGO-Bi2WO6 /FTO,Pt- Bi2WO6 /FTO 和Pt@ rGO-Bi2WO6 /FTO 等复合材料． 通过测试这些复合材料的紫外-可见( UV-vis) 漫反射光谱,发现引入rGO 层和负载铂纳米颗粒,都明显拓展复合材料的太阳光吸收范围． 光电催 化甲醇氧化的测试结果表明: Pt@ rGO-Bi2WO6 /FTO 电极具有比Pt-Bi2WO6 /FTO 电极更强的光电 催化活性和更优的抗CO 中毒性． 这是因为引入还原氧化石墨烯,提高了复合材料电极的导电性; 同时可以作为铂纳米颗粒的支撑材料,为甲醇分子在电极表面提供更多的吸附位点．     

金红石型纳米TiO_2的制备及其屏蔽紫外线的研究

以四氯化钛为原料,低温合成了金红石型纳米TiO2聚集体,XRD和TEM表明,这种聚集体是由更小的TiO2微晶组合而成。聚集体经过不同温度的热处理,制得不同粒径的纳米TiO2颗粒,结果显示,当热处理在500℃以下时,是TiO2纳米晶相互熔合成纳米颗粒的过程。当热处理在600℃以上时,纳米TiO2粒子快速长大。在波长200～800nm光区测定了纳米TiO2分散液的透光率,详细研究了纳米TiO2粒径、含量和分散时间对紫外线的屏蔽效果和可见光透明性的影响。     

金红石型纳米TiO2的制备及其屏蔽紫外线的研究

以四氯化钛为原料,低温合成了金红石型纳米TiO2聚集体,XRD和TEM表明,这种聚集体是由更小的TiO2微晶组合而成,聚集体经过不同温度的热处理,制得不同粒径的纳米TiO2颗粒,结果显示,当热处理在500℃以下时,是TiO2纳米晶相互熔合成纳米颗粒的过程。当热处理在600℃以上时,纳米TiO2粒子快速长大。在波长200～800nm光区测定了纳米TiO2分散液的透光率,详细研究了纳米TiO2粒径、含量和分散时间对紫外线的屏蔽效果和可见光透明性的影响。     

原位聚合制备聚苯胺/石墨烯导电复合材料的工艺

采用盐酸(HCl)为掺杂酸、以聚乙烯基吡咯烷酮(PVPK90)为空间稳定剂,在过硫酸铵(APS)氧化体系中通过原位聚合制备了聚苯胺/石墨烯导电复合材料。该方法制备的聚苯胺/石墨烯复合材料导电性能好,聚苯胺尺寸大小均一、形貌规整。实验结果表明,当石墨烯的添加量为7%(质量分数)时,聚苯胺/石墨烯复合材料的电导率较纯聚苯胺的提高了2个数量级。另外,对原位聚合制备聚苯胺/石墨烯复合材料的制备工艺进行了优化。对制备工艺进行优化后,在石墨烯添加量为1%(质量分数)时,聚苯胺/石墨烯复合材料的电导率较纯聚苯胺提高了一个数量级,在提高复合材料导电性的同时简化了加工工艺,大大提高了生产率,具有可靠的实用价值。     

氧化石墨烯-聚酰胺(GO-PA)复合纳滤膜的制备及应用

以聚砜(PS)超滤膜为基膜,先通过哌嗪(PIP)和均苯三甲酰氯(TMC)反应生成聚酰胺(PA)功能层,然后在PA功能层上涂覆氧化石墨烯(GO),制得氧化石墨烯-聚酰胺(GO-PA)中空纤维复合纳滤膜.系统地研究了GO的质量分数、热处理温度和热处理时间对纳滤膜性能的影响,表征了复合膜的表面形貌、官能团和亲水性.结果表明复合纳滤膜制备的最佳条件:GO的质量分数为0.05%,热处理温度为60℃,热处理时间为10 min.在此条件下得到的纳滤膜对1 000 mg/L的MgSO_4溶液的渗透通量和截留率分别为48L/(m~2·h),96.9%(0.4 MPa).对不同盐截留率的大小顺序为Na_2SO_4MgSO_4MgCl_2NaCl.经过GO改性后的GO-PA膜对印染废水的抗污染性能显著提升.