石墨烯基柔性膜材料的制备及应用研究进展

具有多重优异性能的石墨烯已经成为推动新经济、新业态下的革命性新材料,石墨烯柔性膜材料作为石墨烯基材料的一种重要表现形式,在光伏发电、能源储备、电磁屏蔽、抗菌消毒等领域有着广泛的应用前景,也成为研究的重点。针对目前石墨烯基柔性膜材料的制备方法、应用机理和应用范畴进行综述,并分析当下所面临的主要问题及其发展前景。     

改性石墨烯/细菌纤维素复合导电纤维膜的制备研究

采用真空抽滤法制膜,并采用溶液还原法、蒸汽还原法以及先还原后制膜法3种工艺制备改性石墨烯/细菌纤维素复合导电纤维膜,采用扫描电镜(SEM)、X衍射(XRD)和Raman光谱对纤维膜材料的结构和性能进行表征,探讨了3种制膜工艺对复合导电纤维膜的表面电阻的影响。结果表明,通过SEM观察发现,采用溶液还原法和蒸汽还原法制备的复合导电纤维膜中石墨烯复合物(PNIPAM-rGO)与细菌纤维素较好结合,而先还原后制膜法制备工艺其结合效果较差;XRD证实了PNIPAM-rGO的存在几乎不影响细菌纤维素的结晶结构;Raman光谱较好地证实了PNIPAM-GO能充分还原成PNIPAM-rGO。通过比较导电纤维膜表面电阻发现,采用蒸汽还原法制备的导电纤维膜的导电性最佳。     

聚N-异丙基丙烯酰胺/石墨烯导电织物的制备及温敏导电性

采用浸-烘层组法将聚N-异丙基丙烯酰胺/氧化石墨烯复合物(PNIPAM-GO)整理于棉织物上,再经过水合肼还原制得导电织物(PNIPAM-rGO/C)。通过扫描电镜(SEM)、红外光谱(FT-IR)、拉曼光谱、电阻等对制备的导电织物进行结构表征和性能测试。结果表明,复合物PNIPAM-GO被原位还原成PNIPAM-rGO附着于棉纤维上;温敏性导电织物PNIPAM-rGO/C的电阻值随着PNIPAM-GO浓度和层组次数的增加而降低,当浓度为5 g/L,浸-烘层组次数为5次时,电阻为(908.3±32.8)kΩ,而当浓度为15 g/L,浸-烘层组次数为15次时,电阻降为(9.4±3.6)kΩ;且该导电织物的导电性具有一定的温敏效应,改变测试温度分别高于或低于PNIPAM-GO的LCST时,PNIPAM-rGO/C导电织物的电阻值随着温度的变化而发生可逆变化。