紫外辐照改性芳纶纤维的研究

采用紫外辐照对芳纶纤维表面进行改性,研究紫外辐照对芳纶纤维结构及性能的影响,并测试了改性芳纶纤维/炭黑/天然橡胶复合材料的力学性能.结果表明:经紫外辐射处理后,芳纶纤维含氧官能团增加,UV辐照对芳纶纤维表面有明显的刻蚀作用,可改善芳纶纤维表面粗糙度和表面活性.UV辐照对芳纶纤维晶体结构的影响不大,但随着UV辐照时间的增加,芳纶纤维的结晶度降低.同时UV辐照降低了芳纶纤维的单丝抗拉强度.芳纶纤维经紫外辐照后,紫外辐照芳纶纤维(8 min)/炭黑/天然橡胶复合材料的力学性能明显提高.     

氧化石墨烯分散液的流变性研究

以膨胀石墨为原料,采用改进的Hummers法制备氧化石墨,使用超声分散法制备氧化石墨烯分散液.研究了固含量、pH值及柠檬酸钠的添加量对氧化石墨烯分散液流变性的影响.结果表明:随着固含量的增大,氧化石墨烯分散液由牛顿流体向假塑性流体转变;氧化石墨烯分散液在碱性范围内均有着良好的稳定性,等电位点在pH=6附近;柠檬酸钠的引入可以增大分散液的Zeta电位,降低分散液的粘度,并且在本研究中,适宜的柠檬酸钠的添加量为0.4;.     

乙醇萃取酸性氧化石墨烯的研究

以改进的氧化还原法(Hummers法)制备的氧化石墨烯为原料,采用乙醇萃取法过滤酸性氧化石墨烯溶液使其恢复至中性.对比分析了与以往采用水剂法进行清洗的效果,并且进一步考察了乙醇浓度以及温度对萃取过程的影响.采用Zeta电位、场发射扫描电镜、X射线衍射仪以及pH值检测和重溶情况对萃取效果进行了表征和判断.试验结果表明:乙醇萃取法可以大大缩短酸性氧化石墨烯溶液恢复至中性的时间并且不改变其本身性能;当氧化石墨烯溶液浓度为1 mg·mL-1和0.5 mg·mL-1时,分别加入浓度为40; v/v和95; v/v乙醇,温度为60℃是最佳的萃取选择.     

三维还原氧化石墨烯的制备及超级电容性能

以氧化石墨凝胶制备的氧化石墨烯溶胶为前驱体,一步水热法制备三维还原氧化石墨烯,采用XRD、Raman、XPS、SEM和TEM对其结构和形貌进行表征;将其作为超级电容器的电极材料时,采用直接压片法制备工作电极,在三电极体系中测试了材料的超级电容性能.结果表明:经一步水热法对氧化石墨烯溶胶进行还原处理,可去除结构中大部分的含氧官能团,所得三维还原氧化石墨烯呈多孔网状结构,层数为3～7层;比电容在0.5A·g-1的电流密度下可达294 F·g-1,且在1A·g-1电流密度下循环1000次后仍高达247 F·g-1,保持率为88.85;;欧姆电阻Rs约为0.52 Ω,界面电阻Rc约为1.53 Ω.相对于热还原法和化学还原法所制备的石墨烯材料具有更好的超级电容性能.     

水性氧化石墨烯/聚苯胺复合材料制备及其防腐性能研究

采用液相法制备了一种水性氧化石墨烯/聚苯胺复合材料.通过SEM、XRD等手段对复合材料进行了表征,并对制备的复合涂层进行电化学分析和理化性能测试.结果表明,在有机酸的存在下,苯胺单体以充分剥离的氧化石墨烯为成核生长位点,形成了分散良好的氧化石墨烯/聚苯胺复合材料,并保持了氧化石墨烯的层状结构.在复合涂层中,掺杂在聚苯胺分子骨架上的磺基水杨酸(SSA)或十二烷基苯磺酸(DBSA)与聚苯胺协同形成电化学保护作用,有效地将2A12铝合金的腐蚀电流最低降至2×10-7A/cm2左右.该涂层具有良好的强度、韧性和附着等力学性能,并且具有优良的耐盐雾、光照老化等物理稳定性.     

海洋防腐用氧化石墨烯/聚苯胺/二氧化钛的制备

以氧化石墨烯为模板,在酒石酸的存在下合成了水性氧化石墨烯/聚苯胺/二氧化钛复合材料.通过TEM、SEM、XRD和IR等设备对材料进行了表征,并采用光降解和电化学手段研究了复合材料的光催化和防腐性能.结果表明,酒石酸掺杂苯胺单体在氧化石墨烯纳米片层表面聚合获得氧化石墨烯/聚苯胺(G/P)层状结构,纳米二氧化钛均匀分散在G/P前躯体表面,形成水性氧化石墨烯/聚苯胺/二氧化钛(G/P/T)层状复合材料.罗丹明B光降解试验表明,复合材料具有良好的光降解效果,提高了金属材料耐生物腐蚀性能;G/P/T改性的环氧树脂则有效地改善了铝合金的腐蚀状况,将铝合金的自腐蚀电流从10-5 A/cm2降低至约10-11 A/cm2.     

CuO/氧化石墨烯复合材料合成、表征及光催化研究

以醋酸铜Cu(Ac)2和氧化石墨烯(GO)为原料,去离子水作溶剂,十六烷基三甲基溴化铵(CTMAB)为表面活性剂,通过水热反应制备了CuO/GO纳米复合材料.傅里叶红外光谱(FT-IR)、X-射线粉末衍射(XRD)以及光电子能谱仪(XPS)和透射电镜(TEM)对合成的复合材料结构表征以及形貌分析,结果发现CuO纳米粒子均匀地分散在GO上.并将制备的复合材料对罗丹明B溶液进行光催化降解研究,结果发现在光反应80 min后,罗丹明B的浓度降低率达到85;,因此CuO/GO复合材料对罗丹明B表现出了良好的光催化性能.     

溶胶凝胶法制备氧化石墨烯/氧化铝复合材料

将不同配比的异丙醇铝(AlIP)和氧化石墨烯(GO)水分散液,通过溶胶凝胶法制备了氧化石墨烯/氧化铝复合材料.通过SEM和TEM分析,氧化石墨烯被纳米颗粒包裹.XRD分析显示纳米颗粒的成分是Al2O3,通过原子力显微镜(AFM)分析,纳米颗粒的平均粒径为50 nm.复合材料的生长机理是:首先GO和AlIP分子结合,AlIP水解后在GO表面生成AlOOH的小颗粒,随着反应的继续进行颗粒逐渐长大,通过高温处理,AlOOH转变为Al2O3.     

硅藻土/TiO2/氧化石墨烯复合材料的制备及其光催化性能研究

本文以硅藻土为载体,硫酸氧钛为前驱体,在硅藻土表面原位水解形成二氧化钛纳米颗粒,后经氧化石墨烯修饰改性,得到硅藻土/TiO2/氧化石墨烯三元复合光催化材料.通过SEM、XRD、XPS、IR对样品的晶体结构、形貌及元素形态等进行了表征,研究了复合催化剂对罗丹明B溶液的光催化降解性能.结果表明,硅藻土/TiO2/氧化石墨烯三元复合材料在2 h的光降解率高达99;,比同时间的硅藻土/TiO2二元复合材料高出10;,比硅藻土高出73;,硅藻土作为载体有效的避免了二氧化钛颗粒的团聚,同时氧化石墨烯的高导电性能有效分离光生载流子,从而提高TiO2的光催化活性和反应效率.     

氧化石墨烯/二氧化硅复合材料的制备及其在吸附领域应用研究进展

近十年来,氧化石墨烯(GO)基复合材料日益引起研究者的广泛兴趣,而氧化石墨烯和二氧化硅的复合材料是其中的一个研究热点.本文介绍了氧化石墨烯/二氧化硅(GO/SiO2)复合材料的制备及其在吸附领域的应用.其制备方法包括非共价键法和共价键法,在非共价键法中,包括阳离子表面活性剂法和二氧化硅表面改性法;在共价键法中,包括形成酰胺键(-CO-NH-)、硅酯键(-COOSi-)、碳氧硅键(-C-O-Si-).吸附领域的应用包括对重金属离子、有机物的吸附.最后,我们对氧化石墨烯/二氧化硅复合材料将来的发展进行了展望.     

氧化石墨烯修饰碳糊电极循环伏安法测定铜离子

采用改进的Hummers法合成氧化石墨烯,利用挤压填充法将氧化石墨烯修饰到碳糊电极内,成功地制备了氧化石墨烯修饰碳糊电极并探讨了在此电极上铜离子的循环伏安行为.实验表明:石墨粉与氧化石墨烯材料配比为8∶1,底液pH值为3.0,扫描速率为120 mV/s测定铜离子时为最优实验条件,氧化峰电流与铜离子浓度在4.0×10-8 mol/L～ 1.0×10-3 mol/L范围内呈良好的线性关系,检出限为4.559×10-8 mol/L.氧化石墨烯修饰碳糊电极对铜离子的测定表现出良好的重现性与稳定性.     

石墨烯/金属氧化物在超级电容器中的应用

超级电容器是新颖的储能材料,石墨烯/金属氧化物复合材料是超级电容器的优秀电极材料.石墨烯的褶皱结构促进了离子电子的快速传输并且促进了电解质和电极材料之间的充分接触,金属氧化物具有高的理论比电容,并且可以通过协同效应进行快速可逆的氧化还原反应.它不仅可以提高材料的比功率和比能量,还可以提高材料的循环稳定性.综合石墨烯/金属氧化物复合材料在超级电容器领域的研究现状,对未来复合材料的发展趋势进行了展望.     

化学掺杂Armchair石墨纳米带的第一性原理研究

本文利用第一性原理研究了化学掺杂(N和B)对Armchair石墨纳米带(AGNR)电子性质的影响.结果发现:N和B原子有不同的最佳掺杂位置,掺杂使AGNR分别成为n型或P型半导体.纳米带宽度不同时,掺杂对AGNR电子结构如能级、能隙、轨道分布等有不同影响.     

热还原温度对氧化石墨烯电阻-温度特性的影响

Hummers法制备的氧化石墨在水中超声分散获得氧化石墨烯,再在不同温度下焙烧进行热还原获得不同还原程度的氧化石墨烯.以Ag-Pd叉指电极衬底为基底,采用沉淀镀膜法制备阻温元件.利用热重和差热分析(TG-DTA)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、拉曼光谱(Raman)和紫外可见光谱(UV-vis)对氧化石墨烯的热稳定性、官能团、结构缺陷和能带结构等结构属性进行表征.结果表明:随着还原温度由100℃提高到450℃,氧化石墨烯含氧官能团逐渐脱失减少,缺陷增多;禁带宽度减小,由3.04 eV减小到2.4eV;导电性增强,电阻由696.3 kΩ降至8Ω,表现出负电阻-温度特性.阻温元件样品的电阻随着测试温度的升高而降低,表现出明显的半导体行为,并且电导率与温度关系符合阿伦尼乌斯定理.     

引发剂用量对氧化石墨烯吸波性能研究

以天然鳞片石墨为原料,改进Hummers法制备氧化石墨烯(GO).采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、红外光谱(FTIR)、拉曼光谱(Raman)和矢量网络分析仪(VNA)研究了引发剂(过硫酸钾)的用量对GO形貌、结构、氧化程度、电磁损耗特性、德拜弛豫模型及吸波性能的影响.结果表明:过硫酸钾添加量为10 g,含氧官能团的含量增加,层状结构产生缺陷,层间距为0.90 nm,介电常数和磁导率均较高,在14~18 GHz之间损耗因子达到最大值,为1.07.在17.83 GHz时,反射率达到-34.28 dB,吸波性能最优异.     

硅藻土/纳米氧化锌/氧化石墨烯复合光催化材料的制备及其光催化性能研究

采用溶胶-凝胶与负压负载法结合,以硝酸锌为前驱物,无水乙醇为溶剂,聚乙二醇为分散剂,硅藻土为载体,制备硅藻土/纳米氧化锌,并与Hummers法制得的氧化石墨烯进行复合,得到硅藻土/纳米氧化锌/氧化石墨烯复合光催化材料,通过SEM、XRD、BET、IR对样品进行了表征分析,研究了硅藻土/纳米氧化锌/氧化石墨烯复合光催化材料的结构、形貌、孔径分布情况,氧化石墨烯的引入对光催化性能的影响.结果表明:硅藻土对纳米氧化锌的负载,采用负压负载方法优于普通负载方法,氧化石墨烯的质量分数为5;时,硅藻土/纳米氧化锌/氧化石墨烯复合光催化材料的2 h的光降解率达到最大值88.7;,比同时间的纯纳米氧化锌高出63;,比硅藻土高出83.3;.