Ag/石墨烯复合涂层的制备及抗菌性能

首先用改进的Hummers法制备氧化石墨烯（GO）; 其次用原位还原法将银氨溶液中的Ag纳米粒子通过还原剂葡萄糖和GO复合, 获得Ag/GO胶体; 最后在真空干燥条件下得到Ag/GO涂层, 并用真空阶梯热还原技术制备Ag/还原氧化石墨烯(rGO)涂层. 利用X射线衍射、 扫描电子显微镜、 透射电子显微镜等方法对膜样品结构形貌进行表征, 并用润湿角测量仪和抑菌环方法分别检测样品的亲/疏水性和抗菌性能. 实验结果表明: 石墨烯基膜材料与基底结合较好, Ag纳米粒子在石墨烯片层间呈球形均匀分布, 粒径为20~50 nm; 纯GO和rGO膜表面未见菌落, 大肠杆菌与金黄色葡萄球菌均未出现有效抑菌环; 复合Ag纳米粒子后, 涂层的抑菌效果得到显著提高; 与Ag/GO复合膜相比, Ag/rGO复合膜呈更强的抗菌活性, 即低温退火有助于提高石墨烯基复合涂层的抗菌性能.     

石墨烯/聚酰亚胺复合膜的制备及性能

分别以氧化石墨烯(GO)和改性氧化石墨烯(iGO)为添加物,通过溶液混合的方法制备了氧化石墨烯/聚酰亚胺(GO/PI)和改性氧化石墨烯/聚酰亚胺(iGO/PI)复合膜,采用傅里叶变换红外光谱仪、扫描电子显微镜、电子万能试验机、热机械分析仪对复合膜的结构与性能进行分析.结果表明:iGO/PI复合膜的相容性及拉伸力学性能均高于GO/PI复合膜;GO的加入使GO/PI复合膜的玻璃化温度较纯PI膜升高,而iGO使iGO/PI复合膜的玻璃化温度较纯PI膜降低.     

GO/SWCNTs分子筛膜制备及其分离CO2和N2性能

采用改进后的Hummer法制备氧化石墨烯(GO),混酸法纯化单壁碳纳米管(SWCNTs),真空抽滤法制备GO/SWCNTs复合材料分子筛膜.通过透射电镜(TEM)、扫描电镜(SEM),X射线衍射仪(XRD)、热重分析(TGA)对复合膜材料组成、结构、形貌、性能等进行表征;其对混合气体(CO_2、N_2、CO)中CO_2和N_2的分离性能进行了研究.结果表明:制备的GO/SWCNTs分子筛膜中单壁碳纳米管成功嵌插到氧化石墨烯表面与片层之间,起到骨架支撑作用;混合气体中CO_2、N_2、CO的渗透系数最大分别达到1 976、1 897、149 Barrer,各组分气体分离系数为:α(CO_2/N_2)值7.2、α(N_2/CO)值32.8、α(CO_2/CO)值37.表现出良好的CO_2和N_2分离性能.     

石墨烯/PAN纳米复合膜的制备及其力学性能

以改进的Hummer法制备了氧化石墨烯(GO),并以抗坏血酸(L-AA)为还原剂制备了还原性氧化石墨烯(rGO).以石墨烯为添加物,采用静电纺丝的方法制备了石墨烯/聚丙烯腈(GO/PAN)纳米纤维复合膜.使用场发射扫描电镜、X射线衍射、红外光谱以及热重分析对石墨烯进行了研究,测试了石墨烯对纳米复合纤维材料力学性能的影响.结果表明:当添加的GO质量分数为0.3%时,纺制的纤维平均直径为103nm,复合膜的力学性能有所提高,比纯PAN膜的拉伸强度提高了42.4%,断裂伸长率增加了32.5%;当GO质量分数超过0.3%时,复合膜的力学性能变差;当GO和rGO质量分数均为0.3%时,GO/PAN复合膜的力学性能优于rGO/PAN复合膜.     

玻片表面硅烷/氧化石墨烯复合涂层的制备及其摩擦性能

使用硅烷偶联剂 3-氨丙基甲基二甲氧基硅烷(3-(dimethoxymethylsilyl)propylamine) 和不同氧化程度的氧化石墨烯(graphene oxide, GO)在玻片表面采用浸渍法制备了一种在水环境下具有较好润滑性能的氧化石墨烯涂层. 通过傅里叶变换红外光谱 (Fourier transform infrared spectrometer, FTIR)仪、拉曼光谱(Raman spectra)分析法、水接触角(water contact angle, WCA)测试等方法研究了涂层的表面形貌及其特征. 研究结果表明, 所制备的硅烷/氧化石墨烯涂层表面均一, 没有明显的缺陷. 摩擦测试结果显示, 涂层能够有效提高耐磨性能, 不同氧化程度的氧化石墨烯对抗磨性能有着不同的影响, 氧化程度越高, 抗磨性能越好.     

MWCNTs/PAN微纳米纤维膜的制备及其层合板的电磁屏蔽性能

将不同质量分数的多壁碳纳米管(MWCNTs)加入聚丙烯腈(PAN)溶液中进行静电纺丝,制备MWCNTs/PAN微纳米纤维膜,采用真空辅助树脂传递模塑(VARTM)工艺将其制备为层合板复合材料,测试电磁屏蔽性能.测试结果表明:对于含有一层纳米纤维膜的层合板,当MWCNTs质量分数为25%时,电磁屏蔽效能最大,可达5.96dB;随着MWCNTs质量分数的增加,吸收波峰对应的频率向低频转移,当把含有不同MWCNTs质量分数的层合板叠加,测得叠加后的电磁屏蔽效能约等于单独每块层合板的电磁屏蔽效能之和,此时吸收波峰对应的频率随着层合板层数的增加向高频转移.     

GO/APT复合材料对水中Cd(II)的吸附研究

将氧化石墨烯(GO)与凹凸棒土(APT)通过插层化学的方法制备了氧化石墨烯/凹凸棒土(GO/APT)复合材料,并研究了其对水中Cd(II)的吸附性能,考察了pH值、温度、吸附时间和吸附剂的用量等因素对吸附性能的影响.研究结果表明:制备的GO/APT复合材料具有优异的吸附性能.在温度为298 K、pH值为7、t=24 h条件下,该复合材料对水中Cd(II)的最大吸附量为216.0 mg·g^-1,其吸附等温线符合Langmuir方程、吸附过程可用准1级动力学方程描述.吸附热力学研究表明该吸附过程属于自发吸热过程.与纯GO和APT粉末相比,GO/APT复合材料对水中的Cd(II)的吸附性能更好.     

AuNPs/PEI/GO纳米复合物修饰电极的制备及电化学应用

利用高分子聚合物壳聚糖链上富含的氨基修饰石墨烯,制备了具有独特性质的石墨烯基纳米复合材料,并利用壳聚糖对金纳米粒子良好的保护作用,使金纳米粒子固载到石墨烯纳米复合材料的表面,合成了一种具有生物相容性的金纳米粒子/氧化石墨烯纳米复合材料.同时,利用UV-vis、FT-IR、Zeta电位仪、XRD粉末衍射仪、TEM等对所制备石墨烯基纳米复合材料进行了表征.结果表明,PEI/GO/GC,AuNPs/PEI/GO/GC修饰电极对H2O2具有更好的电化学催化性能.     

高缺陷石墨烯的制备及性能

采用溶剂热法和化学氧化还原法制备了两种石墨烯(RGO),并对其进行了X-射线粉末衍射(XRD)、热重(TG)、透射电镜(TEM)和拉曼(Raman)光谱等表征.结果表明,所制备RGO为粉末状,表面褶皱明显,具有大量缺陷位;结晶度和规整度较石墨明显降低,碳sp~2杂化的层平面尺寸比氧化石墨烯(GO)小; RGO具有比GO更为优异的热稳定性.此外,Raman光谱中RGO的碳sp~3/碳sp~2(I_D/I_G)的值比GO大,表明GO被还原后,RGO的无序度增加,即表面缺陷位增多.其中采用化学氧化还原法制备的RGO的I_D/I_G值较大,无序化程度较高,存在的缺陷位较多.     

聚苯胺/氧化石墨烯导电复合材料的制备

通过原位聚合非二次掺杂制备了高导电性聚苯胺/氧化石墨烯复合材料.采用盐酸为掺杂酸,研究了聚苯胺/氧化石墨烯的微观形貌;探讨了盐酸浓度及氧化石墨烯（GO）用量对反应过程和复合材料导电性的影响.结果表明：聚苯胺（PANI）以球状物的形式均匀地包覆在GO表面;盐酸浓度超过0.5 mol·L-1,反应诱导期明显缩短,复合材料的导电性显著提高.在聚合体系中加入GO可延长聚合反应诱导期,但随着GO用量的增加反应诱导期缩短.当盐酸浓度为0.5 mol·L-1,GO与苯胺单体质量比超过2％时,制备的PANI/GO复合材料中GO形成导电通路,电导率较纯PANI提高一个数量级,达到1.4S·cm-1.     

抗坏血酸与茶多酚协同作用制备单层石墨烯

采用改良的Hummers法制备氧化石墨烯(GO),再用抗坏血酸(LAA)、茶多酚(TP)和LAA/TP双组分还原体系作为还原剂,将氧化石墨烯还原成石墨烯(RGO),分别进行导电性能测试、拉曼光谱分析、X射线衍射分析以及X射线光电子能谱分析,并利用扫描电镜、透射电镜以及原子力显微镜对LAA/TP双组分还原体系所制备的RGO的形貌进行了表征.结果表明,LAA/TP双组分还原体系之间存在协同作用,其对GO的还原效果优于单组分还原剂,所制备的RGO呈单层结构.文中还对LAA/TP体系的协同作用机理进行了阐释.     

氧化石墨烯/聚吡咯复合材料修饰阳极的制备及在MFC中的应用

通过恒电流法电沉积分别制备了氧化石墨烯/聚吡咯(GO/PPy)复合材料修饰碳毡(CF)阳极和还原氧化石墨烯/聚吡咯(r GO/PPy)复合材料修饰碳毡阳极.通过循环伏安法和交流阻抗法对电极特性进行考察.将其分别应用到微生物燃料电池中,对其产电性能进行研究.结果表明,相比r GO/PPy-CF电极,氧化石墨烯以掺杂方式加入到聚吡咯中,一步电聚合制备的GO/PPy-CF电极,其电极性能更为优异,且作为MFC阳极时,对电池的产电性能提升更大.该电极制备方法简单,无需使用强还原剂,是一种有效环保的MFC阳极制备方法.     

聚合物改性石墨烯薄膜的制备与导电性能

以Hummers法制备氧化石墨,超声剥离得到氧化石墨烯(graphene oxide,GO)。在25℃和90℃两种温度下,以聚乙烯亚胺(polyethyleneimine,PEI)为GO的还原剂和修饰剂,制备了PEI改性石墨烯分散液。光电子能谱和红外光谱揭示了温度对PEI还原GO反应的影响。研究结果表明:25℃时,PEI具有部分还原GO的能力,得到PEI修饰的氧化石墨烯(PEI-GO);90℃时,接枝的PEI逐渐从GO片层上解离,并将GO还原为表面修饰的石墨烯(PEI-RGO)。将石墨烯分散液抽滤组装为PEI-RGO薄膜,发现其电导率为117 S·m~(-1),有望用于石墨烯导电材料。     

辐照交联UHMWPE/GO复合材料的吸水率与润湿性研究

采用改良Hummers工艺制备了氧化石墨烯(GO),利用液相球磨混合和热压成型工艺制备了不同填充比例的超高分子量聚乙烯(UHMWPE)/氧化石墨烯(GO)纳米复合材料(UHMWPE/GO),并在真空环境下采用γ射线对复合材料进行了辐照交联改性处理。通过傅里叶红外光谱(FT-IR)、凝胶含量实验及氧化指数(IO)对材料进行了表征,并研究了辐照前后UHMWPE/GO复合材料的吸水率、润湿性、表面自由能的变化规律。结果表明:辐照处理前后,GO表面均含有丰富的含氧官能团;辐照交联改性处理略微降低了UHMWPE/GO复合材料的吸水率;辐照交联改性处理与GO填充协同降低了UHMWPE/GO复合材料的接触角,增大了表面自由能,提高了润湿性。     

大粒径氧化石墨及石墨烯的制备与表征

以0.10、0.15、0.18、0.30 mm 4种不同粒径的石墨为原料,采用密闭氧化、氨-水合胼还原法,经过2个控温阶段制备了10~20 μm大粒径氧化石墨(GO)与石墨烯,并通过正交实验、单因素实验优化了制备条件. 测定了GO与石墨烯的傅里叶红外光谱、拉曼光谱及热稳定性.用扫描电镜、X线衍射光谱、原子力显微镜测试了产品的结构与石墨烯片层厚度. 实验结果表明:石墨粒径越小,片层剥离程度越高, GO的产率、热稳定性也均有提高. 石墨烯在800 ℃下残炭率高于80%,剥离层厚度约为1 nm. 本实验研究为制备大粒径GO与石墨烯提供了一种可行的实验方法.     

高效能活性炭基底石墨烯粒子电极制备及表征

目的制备和筛选出一种高效、稳定的新型石墨烯复合负载型粒子电极.方法采用溶胶凝胶法制备了一系列不同基底的石墨烯负载型粒子电极,以苯酚为目标污染物考察粒子电极的催化活性,确定最优粒子电极,通过正交试验优化其制备条件.最后采用SEM、EDS、BET、XRD、LSV、CV手段对粒子电极的结构、表面形貌及电化学性能等进行表征.结果筛选出Ti-r GO/GAC-S(椰壳活性炭)为最优粒子电极,对苯酚去除率为85. 26%;正交试验优化其制备条件为钛酸丁酯投加量75 mL、r GO投加量0. 2 g、煅烧温度400℃、煅烧时间1 h;负载Ti和r GO后表面积、析氧电位增大,对苯酚直接氧化能力提高.结论筛选出的Ti-r GO/GAC-S粒子电极电催化活性最高,表面积大,活性点位多,对苯酚的直接氧化能力高.     

改性氧化石墨烯/TiO_2的制备及在氨氮废水处理中的应用

将氧化石墨烯(GO)改性,得到了氨基化改性的氧化石墨烯.再将氨基化改性的氧化石墨烯(GO)与TiO_2复合,制备了氨基改性的氧化石墨烯(GO)与TiO_2复合材料.用所制备的复合材料在可见光照射下,去除溶液中的氨氮,分别考察了不同因素对氨氮去除效率的影响.     

氧化石墨烯基水处理膜研究进展

 氧化石墨烯(GO)具有片层薄、亲水性好、水分子在其片层间运动速度快等特点,通过调节GO 膜片层间隙尺寸可实现对溶质的截留,因而在水处理方面表现出优异的分离性能。本文综述了氧化石墨烯基膜的制备方法,包括真空抽滤法、喷涂法、旋涂法和浸涂法和层层自主装法等。介绍了氧化石墨烯基膜在反渗透、纳滤、渗透汽化等方面的研究进展,并对未来在水处理领域的应用进行了展望。     

基于电磁参数的多层电磁波屏蔽涂料研究

在分析改性碳纤维和镍粉的复介电常数和复磁导率的基础上,进行复合电磁屏蔽涂层结构的设计,以实现频率小于1.5GHz的电磁波屏蔽效能的提高.制备了改性碳纤维/丙烯酸酯类树脂和镍粉/丙烯酸酯类树脂的电磁屏蔽涂料.实验表明:对填料基本电磁参数的分析能优化多层屏蔽涂层的设计,依据电磁参数来调整各层屏蔽涂料所用填料,可实现逐层阻抗匹配和提高屏蔽效能.在频率小于1.5GHz的低频区域,多层屏蔽涂层的最大电磁屏蔽效能可达30.5dB,相对单层屏蔽涂层,提高了5.31dB.       

含可交联基团的磺化聚醚醚酮/改性石墨烯复合膜的制备及性能研究

以含可交联基团的磺化聚醚醚酮(SPEEK)为基体材料,通过分别添加一定比例的氧化石墨烯(GO)和磺化石墨烯(SGO)制备了SPEEK/GO及SPEEK/SGO复合膜,并通过各种性能测试对其进行了对比研究.结果表明:与纯SPEEK膜相比,SPEEK/GO及SPEEK/SGO复合膜具有更优异的热稳定性能;其阻醇性、质子传导性以及选择性均有不同程度地提高.尤其是含有质量分数为1％SGO的复合膜展示出了最优的阻醇性能,其甲醇扩散系数为1.38×10-7 cm2·s-1,远低于纯SPEEK膜的甲醇扩散系数(3.12×10-7 cm2·s-1);因为其质子传导率最高,所以呈现出了最优的选择性,其选择性比SPEEK膜的选择性提高了一个数量级.这表明SPEEK/GO和SPEEK/SGO复合膜,尤其是SPEEK/SGO膜材料在直接甲醇燃料电池中具有广阔的应用前景.