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一种自修复透明聚氨酯复合材料金陵科技学院日前公开了一种具有荧光性、热可逆的自修复透明聚氨酯复合材料的制备方法,包括以下步骤:(1)采用糠胺(FAm)和4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)通过一步法合成预聚体(MPF),采用亲双烯体进行反应,通过吸电子作用发生Diels-Alder(DA)反应得到热可逆的自修复透明聚氨酯(PU-DA);(2)通过物理结合方式在薄膜流延成型前加入氨基修饰的石墨烯量子点(NH2-GQDs),制备出具有荧光性的、热可逆的自修复透明聚氨酯/石墨烯复合薄膜(NH2-GQDs/PU-DA)。     

磁性石墨烯/聚氨酯柔性复合材料的制备及自修复效能

为了提高复合材料的导电、导热及自修复性能,在传统共混法的基础上采用化学沉积法将四氧化三铁（Fe₃O₄）修饰到石墨烯上,得到磁性石墨烯,并将其与聚氨酯、碳纳米管共混后经磁场干预控制石墨烯片层的排列得到磁性石墨烯/聚氨酯柔性复合材料。采用SEM、Raman、FTIR对柔性复合材料的微观形貌、分子结构进行表征,并通过激光导热仪、四探针电阻率测定仪和万能试验机分析磁场调控对复合材料电、热、力学以及修复性能的影响。结果表明：磁场下柔性复合材料中的石墨烯片层排列规则,且层次分明,轮廓清晰可见;其热扩散系数相比于未加磁场提高了10 %~12 %,且在高温下具有稳定性,缺陷修复时间减少了50 %;对比出现缺陷前及修复后的复合材料发现,表面电阻率和抗拉强度分别相差0.006Ω·cm和2.4MPa,而无磁场环境下的变化量是其 3～4倍。     

利用表面改性制备磷酸锰锂/石墨烯锂离子电池复合材料

3-氨丙基三甲氧硅烷（APS）改性的磷酸锰锂纳米片与氧化石墨烯通过静电自组装,经喷雾干燥和高温煅烧,得到磷酸锰锂/石墨烯复合材料。APS修饰后的磷酸锰锂带正电荷,并可通过红外光谱中3-氨丙基和Si-O-C官能团的存在证明磷酸锰锂成功被APS修饰,使得其与带负电荷的氧化石墨烯自组装形成磷酸锰锂/石墨烯复合材料。测试结果表明约25 nm的磷酸锰锂纳米颗粒均匀负载在石墨烯表面,石墨烯片层充当导电网络,提高了材料的电子电导率和锂离子扩散速率,缓解了LiMnPO₄在充放电过程中的体积变化。电性能测试发现,该材料的首次放电比容量为142.2 mA·h·g^-1,50个循环后容量保持率达到90.5%,较未经APS修饰的磷酸锰锂/石墨烯材料有大幅提高。     

利用表面改性制备磷酸锰锂/石墨烯锂离子电池复合材料（英文）

3-氨丙基三甲氧硅烷(APS)改性的磷酸锰锂纳米片与氧化石墨烯通过静电自组装,经喷雾干燥和高温煅烧,得到磷酸锰锂/石墨烯复合材料。APS修饰后的磷酸锰锂带正电荷,并可通过红外光谱中3-氨丙基和SiO C官能团的存在证明磷酸锰锂成功被APS修饰,使得其与带负电荷的氧化石墨烯自组装形成磷酸锰锂/石墨烯复合材料。测试结果表明约25 nm的磷酸锰锂纳米颗粒均匀负载在石墨烯表面,石墨烯片层充当导电网络,提高了材料的电子电导率和锂离子扩散速率,缓解了Li MnPO_4在充放电过程中的体积变化。电性能测试发现,该材料的首次放电比容量为142.2 m A·h·g-1,50个循环后容量保持率达到90.5%,较未经APS修饰的磷酸锰锂/石墨烯材料有大幅提高。     

石墨烯-热可逆自修复聚氨酯复合膜的制备和性能

以糠胺和双马来酰亚胺Diels-Alder(DA)反应单体,通过两步合成法合成具有DA键的热可逆聚氨酯(PU),然后通过溶液共混和流延成膜工艺将石墨烯(G)引入到DAPU体系中制备DAPU-G自修复复合膜,研究了复合膜的微观结构、热学、力学、介电性能以及红外热修复性能等。实验结果表明,复合膜中石墨烯质量分数在0.4%～1.5%范围内,低含量的石墨烯可实现在DAPU中均匀分布,高石墨烯含量易形成团聚体;石墨烯改善了复合膜的热学稳定性,且随着石墨烯含量增加,复合膜的拉伸强度先增加后逐渐下降,而介电常数逐渐增加,电导率随着频率的增加逐渐增加,但与石墨烯的含量的关系不大,所有的复合膜几乎没有导电性。石墨烯含量在0.4%～1.5%范围内的复合膜经红外光热处理5 min,表面划痕未实现完全热自修复,红外光热处理10 min且石墨烯含量在0.7%～1.5%范围内的复合膜实现了完全热自修复,说明石墨烯改善了复合膜的红外光热修复性能。     

聚氨酯/氨基修饰石墨烯泡沫复合材料微孔结构及性能研究

通过酰胺化反应采用聚醚胺和三乙烯四胺对氧化石墨烯表面进行修饰,采用红外光谱及X射线光电子能谱分析表征了氨基修饰石墨烯的结构。将氨基修饰石墨烯引入到聚氨酯泡沫体系中,比较了2种氨基修饰石墨烯对聚氨酯泡沫形态结构、表观密度、压缩强度及热导率的影响。结果表明,聚醚胺修饰石墨烯和三乙烯四胺修饰石墨烯的加入,均导致聚氨酯泡沫复合材料的泡孔壁变得更加光滑,泡孔结构更加均匀,平均泡孔孔径也大幅减小,分别达到0.22 mm和0.23 mm;氨基修饰石墨烯的加入使得聚氨酯泡沫材料的表观密度、压缩强度和压缩模量均得到大幅度提高;无论加入何种氧化石墨烯,聚氨酯泡沫复合材料的热导率均略有上升,但上升幅度仍在可接受范围内。     

荧光氧化石墨烯的合成与发光性能

通过将氧化石墨烯进行胺化反应,在其表面修饰上甘氨酸,合成出了具有很强蓝色荧光的荧光氧化石墨烯。通过荧光仪、紫外可见分光光谱仪、傅氏转换红外线光谱分析仪等表征手段对甘氨酸修饰的氧化石墨烯进行表征,结果表明,甘氨酸是以共价键的形式修饰在氧化石墨烯上的,1.0mg/m L的甘氨酸修饰的氧化石墨烯在紫外灯下就能表现出很强的蓝色荧光,当用360nm紫外激光激发甘氨酸修饰的氧化石墨烯时,可以检测到在450nm处有一个很强的发射峰。     

石墨烯的功能化修饰及作为润滑添加剂的应用研究进展

石墨烯优异的导热性能和减摩抗磨性能以及化学惰性,使其非常适合作为高性能、环保的润滑添加剂。石墨烯已成为潜在的高性能纳米润滑材料,但石墨烯难以稳定分散于水和润滑油中的特性,使其应用受限,因此必须对石墨烯进行可控功能化修饰。本文回顾了石墨烯功能化修饰的最新研究进展,主要包括共价键和非共价键功能化修饰。重点介绍了石墨烯作为油基润滑添加剂和水基润滑添加剂的减摩抗磨性能,及其润滑作用机理。同时指出了石墨烯的可控功能化修饰、石墨烯负载纳米粒子功能化以及其摩擦化学反应润滑机理等领域的研究值得关注。     

多孔石墨烯基酞菁铁复合物的制备及其电催化氧还原性能研究

利用溶剂热法制备多孔石墨烯,然后超声处理将酞菁铁修饰在多孔石墨烯表面,制备出多孔石墨烯基酞菁铁复合物用于碱性介质氧还原。利用循环伏安法和线性扫描伏安法考察该复合物的催化氧还原的能力,结果显示:多孔石墨烯基酞菁铁复合物修饰电极比多孔石墨烯修饰电极表现出更正的还原电位,具有更高的催化活性。     

石墨烯基自修复防腐涂层的研究进展

表面涂覆防腐涂层是延缓基材腐蚀的有效措施，但由于外部因素和内部因素的综合作用，涂层表面难免会出现磨损、划痕和微裂纹等。涂层的微裂纹容易加速基材腐蚀，进而导致涂层的大面积失效，大大缩短涂层的保护寿命。自修复防腐涂层因能主动修复微裂纹，延长涂层的保护寿命，受到业界广泛关注。本文简要概述了二维石墨烯材料在自修复防腐涂层领域的应用，总结了外援型自修复防腐涂层和本征型自修复防腐涂层在防腐领域的优缺点，并详细介绍了各类自修复涂层的组成和自修复机理。针对当前石墨烯基自修复防腐涂料存在的问题展望了其发展方向。     

纳米铜/胺/石墨烯表面自组装及性能研究

通过聚氨酯发泡膨胀法制备了石墨烯,采用化学镀工艺方法在其片层表面进行纳米铜粒子的可控修饰,基于铜原子的d空轨道与苯胺分子中氮原子的孤电子对之间的配位关系,将对苯二胺分子自组装在石墨烯表面。采用透射电子显微镜、红外光谱、拉曼光谱和X射线光电子能谱研究了纳米铜粒子/胺/石墨烯的表面形貌和表面性能。结果表明,纳米铜粒子均匀地沉积在石墨烯片层表面,对苯二胺分子与石墨烯表面金属铜实现了自组装,对苯二胺/纳米铜/石墨烯能够均匀地分散在环氧树脂体系中。     

壳聚糖氧化石墨烯复合材料的研究概况

石墨烯是一种新型的碳纳米材料,氧化后得到氧化石墨烯(GO)。GO和壳聚糖均具有良好的性能,因此将氧化石墨烯及壳聚糖通过化学反应得到壳聚糖氧化石墨烯复合材料,或是对氧化石墨烯及壳聚糖修饰后通过化学反应得到壳聚糖氧化石墨烯修饰物复合材料,作为一种新型的材料,研究其吸附性能、抗菌作用、骨组织工程中及其他方面的应用。本文对壳聚糖氧化石墨烯复合材料直接或将壳聚糖氧化石墨烯修饰后的研究概况进行了综述,以期为其在工业领域、生物领域、医药领域的应用提供参考。     

石墨烯/聚苯胺修饰阳极对微生物燃料电池性能的影响

纳米材料修饰阳极可显著提高微生物燃料电池（MFC）性能,本研究主要探索了石墨烯、聚苯胺和石墨烯/聚苯胺复合修饰电极对MFC产电性能的影响。使用电化学方法电镀石墨烯于碳布表面,进一步通过原位聚合法制备聚苯胺来修饰碳布电极。将修饰电极装载入双室型MFC中,测量其产电性能,并对电极进行表征,测量电化学性能。通过扫描电镜观察到, 碳布能够被修饰上石墨烯和聚苯胺,并且聚苯胺附着于碳纤维或石墨烯薄层表面,形成棒状的纳米结构。产电性能方面,装载石墨烯/聚苯胺修饰电极的MFC最大输出电压最高,达到了（291±22）mV,比装载空白碳布电极的对照组MFC提高了175%以上。石墨烯/聚苯胺电极组MFC的最大输出功率密度同样最高,达到了（653 ± 25）mW·m^-2,为空白碳布对照组的10.5倍。实验结果表明：石墨烯/聚苯胺复合修饰电极可有效利用石墨烯导电性好和聚苯胺生物相容性高的优点,显著提高MFC的产电性能。     

石墨烯/聚苯胺修饰阳极对微生物燃料电池性能的影响

纳米材料修饰阳极可显著提高微生物燃料电池(MFC)性能,本研究主要探索了石墨烯、聚苯胺和石墨烯/聚苯胺复合修饰电极对MFC产电性能的影响。使用电化学方法电镀石墨烯于碳布表面,进一步通过原位聚合法制备聚苯胺来修饰碳布电极。将修饰电极装载入双室型MFC中,测量其产电性能,并对电极进行表征,测量电化学性能。通过扫描电镜观察到,碳布能够被修饰上石墨烯和聚苯胺,并且聚苯胺附着于碳纤维或石墨烯薄层表面,形成棒状的纳米结构。产电性能方面,装载石墨烯/聚苯胺修饰电极的MFC最大输出电压最高,达到了(291±22) mV,比装载空白碳布电极的对照组MFC提高了175%以上。石墨烯/聚苯胺电极组MFC的最大输出功率密度同样最高,达到了(653±25) mW·m~(-2),为空白碳布对照组的10.5倍。实验结果表明:石墨烯/聚苯胺复合修饰电极可有效利用石墨烯导电性好和聚苯胺生物相容性高的优点,显著提高MFC的产电性能。     

石墨烯对乙醛脱氢酶活性保持研究

文章将乙醛脱氢酶(acetaldehyde dehydrogenase,ALDH)修饰到玻碳电极表面,制备乙醛传感器。在三电极体系下,通过测定传感器对乙醛的响应,判断酶的活性。通过分析比较修饰ALDH电极与修饰石墨烯-ALDH电极电催化性能的变化,判断石墨烯对ALDH活性保持的影响。同时,探究不同比例ALDH和石墨烯用量、体系p H变化等对ALDH活性保持的影响。实验结果表明:修饰石墨烯-ALDH电极的稳定性更好,说明石墨烯的加入,给酶提供了适宜的微环境,从而能够使酶保持更好的活性。     

石墨烯在聚合物复合材料中的应用研究进展

综述了石墨烯的合成和表征方法,以及提高聚合物与石墨烯相互作用的方法,强调了功能化修饰石墨烯的重要性及其与聚合物混合后形成的热固性复合材料的性能。石墨烯的研究方向主要包括基于石墨烯的纳米复合材料的制备及改性、具有特殊性能的石墨烯改性热固性聚合物复合材料等。分析了环氧基树脂/石墨烯复合材料的合成与性能,功能化修饰石墨烯的方法,以及石墨烯改性热固性聚合物复合材料中界面的作用及其对复合材料整体性能的影响。     

功能化石墨烯在防腐涂料中的应用

介绍了石墨烯的基本特性和作为新型纳米填料在防腐涂料领域发挥的重要作用,论述了采用共价键法和非共价键法修饰石墨烯的方法以及研究进展,并且通过对两种修饰方法对比,可根据不同的实验需求采取相应的修饰方法。同时结合近年来功能化石墨烯在防腐涂料中的研究及应用状况,针对功能化石墨烯在防腐涂料的应用过程中受到限制的原因进行了分析,对功能化石墨烯在防腐涂料中的前景进行了展望。     

聚合物/石墨烯复合材料的多功能化研究进展

综述了国内外石墨烯的最新量产现状及其自修复研究,详细阐述了聚合物/石墨烯复合材料的自我修复、药物控释、金属防腐、导电、光催化、吸波、储能等多功能化最新进展,特别对在生物医学领域、电子领域及新能源领域具有的应用前景进行了展望。     

石墨烯基有机防腐涂层的研究进展

石墨烯作为新型材料成为腐蚀防护领域中的研究热点。在简述了石墨烯薄膜的防腐性后,通过石墨烯衍生物在有机防腐涂层中的不同作用,综述了石墨烯衍生物通过增强涂层屏蔽性、附着力以及促进电化学保护等方式提高涂层防腐性能,以及石墨烯衍生物在涂层自修复、导热性和抗菌性等方面的研究。介绍了石墨烯有序排列对优化涂层阻隔性能的影响。     

石墨烯的功能化修饰研究进展

介绍了石墨烯功能化修饰的研究情况,主要综述了共价键修饰方法(如亲核取代反应、亲电取代反应、缩合反应和加成反应等)和非共价键修饰方法(如聚合物包覆、芳香族分子吸附和生物大分子相互作用等)。最后对石墨烯功能化修饰的发展方向进行了展望。