不同还原程度的功能化氧化石墨烯的制备与性能研究

通过3-氨丙基三甲氧基硅烷(APS)对氧化石墨烯(GO)进行功能化得到功能化氧化石墨烯(F-GO),再用水合肼对GO进行还原,通过控制还原时间制备出不同还原程度的还原氧化石墨烯(F-r GO)。利用FT-IR、XPS、Raman光谱、TEM、TG对产物的结构、形貌和性能进行表征。结果表明,APS与GO表面的羟基和羧基发生反应,共价接枝到GO表面;随着水合肼还原时间的不断增长,F-GO表面的含氧官能团数量不断下降,并且石墨烯的缺陷程度不断增大,在DMF和丙酮中的分散性更加稳定;此外,还原程度的提高使其热稳定性也有所提高。     

功能化还原氧化石墨烯/天然橡胶导热复合材料的性能研究

采用2-巯基苯并咪唑(防老剂MB,以下简称MB)对氧化石墨烯(GO)进行还原及功能化,同时与采用抗坏血酸(VC)对GO进行还原对比,分别制得MB还原氧化石墨烯(rGO-MB)和VC还原氧化石墨烯(rGO-VC),并采用胶乳共混法制备rGO-MB/NR和rGO-VC/NR复合材料,对其性能进行研究。结果表明:MB成功还原了GO,MB接枝到了GO上;与rGO-VC/NR复合材料相比,rGO-MB/NR复合材料具有较低的Payne效应和较高的结合胶含量,拉伸强度和导热性能均明显提高。     

还原氧化石墨烯/甲基丙烯酸甲酯分散液的制备及其分散稳定机理研究

分别以甲基丙烯酸二甲氨基乙酯(DMAEMA)、甲基丙烯酸二乙氨基乙酯(DEAM)和甲基丙烯酸叔丁氨基乙酯(TBAEMA)为改性剂，探究了改性剂对氧化石墨烯(GO)的表面改性作用。DEAM、DMAEMA和TBAEMA能够使还原氧化石墨烯(rGO)均匀稳定地分散在甲基丙烯酸甲酯(MMA)中，得到分散均匀和储存稳定的还原氧化石墨烯/甲基丙烯酸甲酯(rGO/MMA)分散液。通过傅里叶变换红外光谱(FT IR)、X射线光电子能谱(XPS)、X射线衍射(XRD)和透射电子显微镜(TEM)等对GO表面改性效果进行了分析；通过偏光显微镜和超速离心实验对rGO/MMA分散液的分散稳定性进行了测试。结果表明，GO表面羟基能够与改性剂胺基通过氢键发生相互作用，并且以DEAM改性剂制备的rGO/MMA分散液分散稳定效果最好。     

导电聚合物/石墨烯复合材料在防腐涂料中的研究进展

综述了聚苯胺和聚吡咯基导电聚合物与石墨烯、氧化石墨烯(GO)和还原氧化石墨烯(rRO)所形成的复合防腐材料的制备工艺及其在金属防腐涂料领域的应用,并分析总结了现有复合防腐材料的防腐机理,同时对未来导电聚合物/石墨烯复合防腐材料的发展进行了展望。具有良好环境稳定性的聚噻吩基石墨烯复合防腐材料将是今后研究的主题。     

HDPE/功能化石墨烯复合材料制备及性能研究

氧化石墨烯(GO)具有较高的比表面积,层间距大,表面拥有丰富的官能团,可以很好地分散到聚合物中,但GO导电性差。研究对GO进行还原和表面修饰,以改善石墨烯和HDPE的相容性。采用熔融混炼法制备了HDPE/石墨烯复合材料,结合力学性能、导电性能、微观结构测试,考察不同HDPE/石墨烯复合材料的导电阈值,分析影响复合材料导电性的因素,进而得出较优化的制备工艺。研究发现石墨烯添加量为7.5%时,导电通路开始形成,当石墨烯含量达到7.5%时,拉伸强度提升22.14%,拉伸模量提升21.19%。     

氧化石墨烯的可控还原及表征

采用Hummers修正法制备氧化石墨烯(GO),用壳聚糖(CS)作为“绿色”无毒还原剂,以反应温度和反应时间来控制氧化石墨烯的还原程度。用红外光谱、紫外可见吸收光谱、拉曼光谱和X射线衍射等多种表征手段研究不同还原程度的还原氧化石墨烯的结构与性能。结果表明,改变温度不能有效地控制氧化石墨烯的还原程度;在50℃低温环境下,控制反应时间可以得到不同还原程度的还原氧化石墨烯,为进一步研究不同还原程度还原氧化石墨烯的非线性光学性质奠定了基础。     

原位聚合法制备PANI/RGO导电复合材料的性能

采用原位聚合法制备聚苯胺(PANI)、PANI/氧化石墨烯(GO)复合材料和PANI/还原氧化石墨烯(RGO)复合材料。利用四探针测试仪、X射线衍射(XRD)仪、傅立叶变换红外光谱(FTIR)仪、热重(TG)分析仪和扫描电子显微镜(SEM)等对PANI及PANI/GO复合材料和PANI/RGO复合材料进行表征。电导率测试结果表明,当加入GO质量分数为50%时,先还原后聚合法制得PANI/RGO复合材料的导电率可达9.916 S/cm,RGO能有效提高复合材料的导电性;XRD和FTIR分析结果表明,GO和RGO都能较好分散在PANI中;TG分析结果表明,将GO还原为RGO后在小于250℃时能有效提高复合材料的热稳定性。通过原位聚合法能将GO和RGO较好分散在PANI中,形成较好的插层型复合材料,尤其是先还原后聚合法制得的PANI/RGO复合材料具有较好的导电性和热稳定性。     

聚苯乙烯/还原氧化石墨烯核壳微球的制备及性能表征

以阳离子聚苯乙烯微球(PS)为核,氧化石墨烯(GO)和PS之间通过静电和π-π作用力进行静电自组装,制备得到聚苯乙烯/氧化石墨烯核壳微球(PS/GO),然后采用氢碘酸(HI)进行还原得到聚苯乙烯/还原氧化石墨烯核壳微球(PS/rGO),采用XRD、SEM、TEM对PS/GO和PS/rGO进行了结构表征。探究了自组装过程条件,例如分散形式(搅拌或超声)、反应时间、GO质量浓度对核壳微球形貌的影响。对不同壳层还原氧化石墨烯(rGO)厚度的PS/rGO复合材料进行了导电性能和热稳定性测试,结果表明,改变壳层rGO的含量,会直接影响复合材料的导电和热性能。由于PS/rGO具有独特的核壳结构,其导电性能和热稳定性相比PS有所提高,电子电阻从PS的17.3Ω降到PS/rGO[m(PS)∶m(rGO)=50∶1]的8.3Ω,PS/rGO的起始热分解温度提高近120℃。     

聚苯乙烯/还原氧化石墨烯核壳微球的制备及表征

以阳离子聚苯乙烯微球(PS)为核,氧化石墨烯(GO)和PS之间通过静电和π-π作用力进行静电自组装,制备得到聚苯乙烯/氧化石墨烯核壳微球(PS/GO),然后采用氢碘酸(HI)进行还原得到聚苯乙烯/还原氧化石墨烯核壳微球(PS/rGO),采用XRD、SEM、TEM对PS/GO和PS/rGO进行了结构表征。探究了自组装过程条件,例如分散形式(搅拌或超声)、反应时间、GO质量浓度对核壳微球形貌的影响。对不同壳层还原氧化石墨烯(rGO)厚度的PS/rGO复合材料进行了导电性能和热稳定性测试,结果表明,改变壳层rGO的含量,会直接影响复合材料的导电和热性能。由于PS/rGO具有独特的核壳结构,其导电性能和热稳定性相比PS有所提高,电子电阻从PS的17.3Ω降到PS/rGO[m(PS)∶m(rGO)=50∶1]的8.3Ω,PS/rGO的起始热分解温度提高近120℃。     

基于氢碘酸还原氧化石墨烯的研究

在石墨烯的多种制备方法中,我们选用氧化-还原法制备以保留石墨烯上的某些官能团,获得较高的电导率。我们采用改进Hummers法,以高锰酸钾与石墨粉质量比9∶1为原料,浓硫酸为溶剂更安全高效地制备氧化石墨烯(GO),避免高温氧化时大量破坏石墨的面内共轭结构。采用氢碘酸法、氢碘酸乙醇法、氢碘酸乙酸法三种途径来制备还原氧化石墨烯(r GO),比较发现氢碘酸乙酸还原法是温和高效的还原策略,即在一定量乙酸及55%的氢碘酸的混合液中,氧化石墨烯粉末在40℃下还原2d,其电导率达14600S/m,高于其它两法。通过改进氧化还原条件,制备了仅边缘修饰,面内共轭结构几乎无破坏的石墨烯。制备的r GO在邻二氯苯中能够很好地分散,其后用含溴修饰剂对其进行了边缘修饰,引入了可作为反应位点的溴原子。     

聚吡咯/氧化石墨烯复合材料的制备及电化学性能研究

分别采用物理球磨混合法、化学原位聚合法和化学原位聚合-还原法制备了聚吡咯/氧化石墨烯混合物、聚吡咯/氧化石墨烯(PPy/GO)和聚吡咯/还原氧化石墨烯(PPy/RGO)复合材料。通过三电极测试其电化学性能(循环伏安、恒流充放电和交流阻抗)。结果表明,通过化学原位聚合法制备的PPy/GO(304. 5 F/g)比电容远高于物理混合(16 F/g)和聚吡咯/还原氧化石墨烯(126. 4 F/g)。化学法原位聚合法制备PPy/GO最佳条件是冰浴条件下和加入表面活性剂对羟基苯磺酸钠。并通过X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)对化学原位制备的PPy/GO组成、结构和形貌进行了表征。     

还原氧化石墨烯制备方法研究进展

氧化石墨烯表面有大量的官能团,被还原后得到的产物称为还原氧化石墨烯(rGO)。本文综述了近年来氧化石墨烯(GO)还原方法的研究进展,主要包括:化学还原法、电化学还原法、热还原等。     

低温等离子体制备石墨烯及其性能研究

本文以石墨为原料采用改进的Hummers法制备GO,并采用低温等离子体对所制备的氧化石墨烯进行还原得到还原石墨烯。通过扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、傅里叶变换红外(FT-IR)、和X-射线衍射(XRD)等手段对氧化石墨烯及还原石墨烯进行了表征,结果表明GO经过N2、Ar等离子体处理后均得到了有效的还原。     

氧化石墨烯的制备及还原研究

通过控制高锰酸钾的用量,采用改性悍马氧化法与氢碘酸还原法制备了一系列氧化石墨烯(GO)及还原石墨烯(RGO),研究了高锰酸钾用量对GO及RGO的形态、稳定性、成膜性能及导电性能的影响。研究结果表明:当石墨与高锰酸钾的质量比为2.5~3时,所得GO在具有较好分散性,且经还原后的膜电阻率较低,约为1.2×10-3Ω/cm。     

石墨烯/PVC原位聚合树脂的开发

介绍了石墨烯的制备工艺与改性方法、石墨烯/聚合物复合材料的制备工艺。制备了氧化还原石墨烯/PVC原位聚合树脂,发现其耐热性能、热稳定时间(刚果红法)得到改善;改性的氧化还原石墨烯可明显提高PVC树脂的冲击强度和断裂伸长率,但拉伸强度略微降低,而未改性氧化还原石墨烯则会降低PVC树脂的力学性能。电镜照片显示氧化还原石墨烯/PVC原位聚合树脂中石墨烯与聚合物基体呈现砖墙形纳米层层自组装结构。     

干燥方法对石墨烯在氧还原反应中活性的影响

氧化还原法制备石墨烯是已规模化的生产方法之一,制备过程中需通过干燥得到石墨烯,因此不同干燥方法对石墨烯在氧还原反应中活性的影响有所不同.以石墨为原料,通过改进的Hummers法得到氧化石墨烯(GO)溶液,再将GO溶液分别通过真空烘干干燥和真空冷冻干燥后经高温还原制备石墨烯.采用扫描电镜(SEM)、X-射线衍射(XRD)...     

封闭异氰酸酯功能化石墨烯及其聚氨酯复合材料

将甲乙酮肟(MEKO)与甲苯二异氰酸酯(TDI)进行反应,制备了半封闭TDI(b-TDI)单体,利用该b-TDI单体对氧化石墨(GO)进行处理,最后用水合肼还原得到表面含封闭NCO基团的功能化石墨烯(bi-G);将bi-G添加到由聚己二酸丁二醇酯(PBA2000)与异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)等制备的水性聚氨酯(WPU)预聚体中,加水分散后得到bi-G/WPU分散液。并采用红外光谱仪(FT-IR)、X射线衍射仪(XRD)、透射电镜(TEM)和热重分析(TG)对产物进行表征。结果表明,石墨成功地被氧化成氧化石墨烯,并且实现了异氰酸酯的改性,同时也表明,改性后的氧化石墨烯被充分地还原;bi-G被稳定分散到WPU胶束中;bi-G的引入明显改善了聚氨酯材料的热稳定性,特别是经过热处理后,bi-G/WPU复合材料的耐热性进一步提升。     

用乳化法制备石墨烯/三元乙丙橡胶复合材料

在氧化石墨烯（GO）存在下,采用溶液-乳化技术制备得到GO/三元乙丙橡胶（EPDM）胶乳,减压蒸馏后加入水合肼原位还原胶乳中的GO,从而得到还原氧化石墨烯（rGO）/EPDM胶乳。复合胶乳经絮凝后进行热压和硫化,最后得到rGO/EPDM复合材料。结果表明,随着乳化的进行,由于EPDM接枝的马来酸酐与GO之间的强相互作用,GO可以自组装吸附到EPDM乳胶颗粒表面,并且在还原过程中rGO没有发生明显的团聚。在制备的rGO/EPDM复合材料中,rGO在整个EPDM基质中均匀分散,并明显提高了EPDM的热导率。     

氧化石墨烯浓度对天然橡胶/还原氧化石墨烯织物复合材料导电性和应变传感性能的影响（英文）

制备了天然橡胶(NR)/还原氧化石墨烯织物(r GWF)复合材料,考察了氧化石墨(GO)浓度对NR/r GWF复合材料导电性能和应变传感性能的影响。结果表明,GO可有效提高复合材料的导电性能,随着GO浓度的增大,复合材料的电阻不断减小。当GO分散液的质量浓度为3 g/L时,复合材料具有较好的应变传感性能和灵敏度。     

还原氧化石墨烯水溶胶与气溶胶的制备及其应用

以氧化石墨(GO)为原料、铜纳米粒子为还原剂,制备得到三维还原氧化石墨烯水溶胶H;通过冷冻干燥,得到相应的还原氧化石墨烯气溶胶A。以得到的H催化还原对硝基苯酚(4-NP),结果表明,H对4-NP还原有良好的催化性能。