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。     

石墨烯-锌粉水性环氧复合涂料的制备与研究

通过填料与石墨烯(graphene,GR)浆料预混合的工艺制备石墨烯复合粉体,采用石墨烯复合粉体替代传统环氧富锌涂料中的部分锌粉,最终制备了一种GR-锌粉水性环氧复合涂料。利用原子力显微镜(Atomic Force Microscope,AFM)及扫描电镜(Scanning Electron Microscope,SEM)分析其在混合粉料中的分散性;利用耐盐雾实验考察涂料的防腐性能,结果表明:添加GR能有效提高水性环氧锌粉复合涂层的耐腐蚀性能,并且石墨烯浓度为0.25%的复合粉体掺量下的环氧锌粉复合涂料表现出最佳的腐蚀防护性能;同时由于GR的加入,涂层耐冲击性、弯曲性和附着力都得到增强。并通过电化学实验得到涂料的腐蚀电流密度(Icorr)和腐蚀电压(Ecorr)表征涂料的防腐机理,结果表明0.25%石墨烯复合粉体制备的涂料具有最小的腐蚀速率。     

HIPS/MWCNT和HIPS/GE复合材料的动态热力学性能及热降解动力学研究北大核心

利用熔融共混法制备了高抗冲聚苯乙烯(HIPS)/多壁碳纳米管(MWCNT)和HIPS/石墨烯(GE)复合材料,测试了其力学性能和动态力学性能,利用热重法研究了复合材料在氮气和氧气中的热降解行为,并采用Kissinger和Friedman两种方法计算了热降解动力学参数。结果表明:与GE相比,MWCNT对HIPS力学性能有较大的提升作用,拉伸强度和冲击强度分别提高了26.6%,74.6%;HIPS/MWCNT复合材料的储能模量和玻璃化转变温度较纯HIPS有一定提高;GE对HIPS动态力学性能没有明显影响;加入MWCNT能有效延缓HIPS的热降解过程,提高HIPS的高温热稳定性;GE对HIPS热降解的影响不显著;Kissinger和Friedman两种方法计算得到的降解活化能变化趋势一致。     

石墨烯纤维的湿法纺丝制备及性能研究

本文利用改进的Hummers法制备了氧化石墨烯悬浮液,探索了纺丝液浓度、凝固浴中溶质与溶剂种类以及配比等条件对纺丝的影响.采用湿法纺丝纺出长达40多厘米的氧化石墨烯纤维.采用氢碘酸对氧化石墨烯纤维进行化学还原,得到电导率达117.74 S/cm的石墨烯纤维,可作为导线运用.其机械性能也得以增强,能够打结,断裂强度达到0.82 c N/dtex,断裂伸长率为4.17%,弹性模量为30.75 c N/dtex,断裂强度约为棉纤维的三分之一,具有一定的实用性.     

乳液聚合法制备石墨烯改性MUF/石蜡相变材料微胶囊

以石蜡为芯材,MUF树脂为壁材,石墨烯作为改性添加剂,采用乳液聚合法制备相变微胶囊。采用FI-IR,FE-SEM,DSC,TG等测试方法对相变微胶囊的形貌和热性能进行表征,并讨论了微胶囊制备工艺中的乳化转速与相变微胶囊粒径分布的关系,建立了高斯分布模型。结果表明:微胶囊呈圆球状,表面较为光滑。其囊壁约为75 nm,且具有较好的弹性。微胶囊的粒径分布基本服从于高斯分布。微胶囊的平均相变潜热为144.1 J/g,对石蜡的包覆率为64.3%,且无明显的过冷现象,经过120次热循环测试后质量的衰减率为1.88%,对石蜡起到了明显的保护作用。     

电纺GO/纤维素纳米复合膜的性能研究及分析

采用石墨烯(GO)含量分别为0%、1%、3%、5%、7%的GO/纤维素溶液纺制GO/纤维素复合纳米膜,探讨电纺GO/纤维素复合纳米膜的制备工艺及性能。对GO/纤维素纳米膜进行XRD、抗紫外、发热、电学等结构表征和性能测试,测试结果表明:GO的加入可明显改善纤维的导热性能和抗紫外性能,并且随着GO含量的增加,电纺GO/纤维素纳米复合膜的导热性能和抗紫外性能不断增加;但是也会给膜带来一些缺陷,如抗静电性能下降以及膜的强力降低。总体来说,GO/纤维素复合材料提高了普通纤维素膜的价值,使其具有了更广阔的应用前景。     

磺化石墨烯/多壁碳纳米管/二氧化锰复合材料的制备及其在超级电容器中的应用

通过冷冻干燥法制备了磺化石墨烯/多壁碳纳米管(简称碳纳米管)三维自支撑材料,并通过水热法成功在三维材料表面负载二氧化锰纳米颗粒。采用了具有良好导电性和水溶性的磺化石墨烯和碳纳米管作为二氧化锰的支撑基体,且所制备的材料呈现三维多孔结构,克服了传统二氧化锰材料导电性差等缺点。扫描电镜结果表明,石墨烯纳米片和碳纳米管相互支撑形成三维多孔结构;透射电镜结果表明,二氧化锰成功负载在石墨烯/碳纳米管材料之上;循环伏安测试表明,复合材料呈现良好的双电层电容特征;充放电测试结果表明,复合材料的具有优良的比电容。     

石墨烯-氧化钛复合氨敏感材料的制备与特性研究

利用四异丙醇钛和氧化石墨（GO）,采用水热法制备了还原氧化石墨烯/氧化钛（rGO-TiO₂）纳米复合敏感材料,通过傅里叶红外（FTIR）和紫外可见光谱（UV-vis）对复合材料结构进行了表征.气敏特性结果表明,复合敏感材料对氨气（NH₃）具有良好的室温响应-恢复特性;与单一的rGO相比,复合敏感材料表现出更高的响应(rGO-TiO₂对10×10^-6NH₃响应为-0.027,rGO为-0.007)和更好的重复性.此外,还分析了复合材料对NH₃的气体敏感机理.     

发泡交联法制备氧化石墨烯/壳聚糖复合海绵及其对铜、铅的吸附性能研究

近年来环境污染问题成为世人最关注的问题之一。在水资源的污染中,重金属的污染受到广泛关注。而吸附法由于操作简单、成本较低而被广泛应用。针对铜、铅离子,以氧化石墨烯和壳聚糖为材料,利用两者的协同效应制备出了氧化石墨烯/壳聚糖复合海绵(GCS)。对复合海绵的微观形态以及基本性能进行了表征测试,同时比较研究了铜、铅离子溶液的初始浓度对吸附效果的影响。实验发现:制得的新型复合海绵具有微孔结构,吸水能力良好,对铜、铅离子有很好的吸附效果,在最优条件下,Cu2+和Pb2+的平衡吸附量分别可以高达1114.7mg/g和4855.8mg/g。     

改性石墨烯/聚甲基丙烯酸甲酯复合材料的制备与正温度系数性能研究

利用溶液混合法(SM)将经聚苯胺(PANI)改性后的石墨烯与聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)复合,制备出改性石墨烯/PMMA导电复合材料,并对这种复合材料的正温度系数(PTC)效应进行了研究。实验结果表明:经PANI改性后的石墨烯在PMMA中的分散程度比未经改性的石墨烯在PMMA中分散地更加均匀,且没有出现团聚。未经改性的石墨烯/PMMA材料的PTC现象不明显,且不稳定。而经PANI改性后的石墨烯/PMMA材料的PTC强度提高了4.6倍,并且PTC稳定性提高了50%。结合应力模型和隧道导电理论对其PTC效应的机理做了一些探讨。