氧化石墨烯/壳聚糖复合微球的制备及其对铌的吸附性能

实验采用改进Hummers法合成了氧化石墨烯(GO),再用壳聚糖(CS)与GO制备了交联壳聚糖微球(GCCS)和GO质量分数分别为2%、5%、10%的氧化石墨烯/壳聚糖复合微球(GOCS),对其进行了表征,并研究了其对Nb的草酸配合物的吸附性能。结果表明,在1mmol/L的H_2C_2O_4溶液介质中,优化的吸附条件为GOCS中GO的质量分数为5%、pH=3。该吸附反应符合Langmuir等温吸附模型,为单层吸附,理论最大吸附量为38.46mg/g。动力学实验表明,该吸附反应符合准二级动力学模型。热力学实验表明,该吸附反应为自发反应、放热反应。采用5mL 1mol/L的HNO_3溶液进行洗脱实验,洗脱率为84.9%。3次吸附洗脱循环实验,吸附率和洗脱率并未出现明显下降,表明再生性能良好。     

纳米二硫化钼氧化石墨烯复合材料的制备及催化性能研究

采用鳞片石墨及四硫代钼酸铵为初始反应物,通过热分解方法制备纳米二硫化钼氧化石墨烯（Mo S2/GO）复合材料。采用X射线衍射、扫描电镜和透射电子显微镜对所制备的纳米Mo S2/GO复合材料进行了表征。结果表明：纳米Mo S2颗粒均匀分布在氧化石墨烯片层表面,形成纳米Mo S2/GO复合材料,增大了纳米Mo S2比表面积,同时减轻了纳米Mo S2的团聚。研究了纳米Mo S2/GO复合材料在煤加氢热解中的催化性能,结果表明：与纳米Mo S2颗粒相比,纳米Mo S2/GO具有更高的催化活性。     

磁性壳聚糖/氧化石墨烯复合材料对钴(Ⅱ)吸附性能研究

采用Hummers法制备氧化石墨烯(GO)后,再用四氧化三铁与氯化铁改性壳聚糖,制得磁性壳聚糖(MCS)。将二者通过化学交联法制备出磁性壳聚糖/氧化石墨烯(MCS/GO)吸附剂,分别通过傅里叶红外光谱仪 (FT-IR)与扫描电镜 (SEM)表征其结构与形貌,同时探讨不同条件下MCS/GO对水中Co(Ⅱ)的吸附影响。结果表明:在pH 6.0、100 mg/L含Co(Ⅱ)废水中,采用1.0 g/L MCS/GO于室温吸附120 min后,Co(Ⅱ)的吸附率可达99.4%。MCS/GO对Co(Ⅱ)的吸附行为符合准一级动力学模型与 Langmuir等温吸附模型特征,饱和吸附量为117.19 mg/g。经吸附-解吸循环使用6次,MCS/GO吸附剂对Co(Ⅱ)的吸附率仅下降3.5%,具有良好的再生性,因此适用于水中Co(Ⅱ)的污染处理。     

铜与氧化石墨烯协同增强钛基复合材料显微组织及性能研究

通过放电等离子烧结(SPS)技术制备铜(Cu)和氧化石墨烯(GO)协同增强的钛基复合材料(GO/Cu/TA1),研究了氧化石墨烯和Cu元素对钛基复合材料组织、硬度及拉伸性能的影响。结果表明：GO/Cu/TA1复合材料晶内析出金属间化合物Ti₂Cu相,晶界处存在非连续分布的TiC颗粒。复合材料的抗拉强度和屈服强度较TA1纯钛分别提高了66%和82%,显微硬度提升了58.4%,且延伸率保持在15%左右。硬度及强度的提升归因于晶界处分布的TiC颗粒与晶内析出的金属间化合物Ti₂Cu相的协同强化作用。     

向日葵秸杆对铜离子的吸附特征研究

[目的]以寻求廉价而高效的生物吸附材料为目的,研究向日葵秸杆对铜离子的吸附性能.[方法]以向日葵秸杆为主要原料,对含Cu2+的模拟废水进行了吸附试验.[结果]吸附作用受pH值影响明显,在pH值为6.00时,吸附量最大;向日葵秸杆吸附量随温度的升高而增大,Freundlich方程更适合描述Cu2+在向日葵秸杆上的吸附行为;对吸附热力学参数AG、AS、AH的计算表明,吸附反应具有自发性、吸热特性,[结论]向日葵秸杆是一种优良的处理铜离子废水的生物材料.     

氧化石墨烯/氧化铕复合粉体的制备及性能研究

以氧化石墨烯和氧化铕为原材料,利用水热法合成了氧化石墨烯/氧化铕复合粉体。对不同氧化石墨烯加入量的复合粉体采用扫描电镜、差热分析、荧光分析等测试方法对其进行表征。结果表明:利用水热合成的方法成功制备了氧化石墨烯/氧化铕复合粉体;氧化铕包裹在氧化石墨烯表面,阻止了氧化石墨烯表面部分官能团的分解,复合粉体的稳定性较好;由荧光激发光谱可知复合粉体的荧光激发波长为435 nm;由荧光发射光谱可知,随着氧化石墨烯的质量分数从6%增大到10%时,复合粉体的荧光强度依次增强。     

氧化石墨烯/氧化铕复合材料粉体的光催化性能研究

以氧化石墨烯和氧化铕为原材料,利用水热法制备了氧化石墨烯/氧化铕复合粉体。以罗丹明B溶液为模拟污染物测试了所得复合粉体在紫外光照射下的光催化性能。结果表明,随着氧化石墨烯加入量的增加,复合粉体对罗丹明B溶液表现出良好的光催化性,降解率接近100%仅需要60 min。     

Fe-Al柱撑膨润土对水溶液中铜离子的吸附性能研究

制备了Fe-Al柱撑膨润土，研究了其对水溶液中铜离子的吸附去除性能，结果表明：Fe-Al柱撑膨润土对水溶液中的铜离子有很好的去除效果，当其用量为0．5g时，水溶液中铜离子的吸附去除率达到90．7％；Fe-Al柱撑膨润土对水溶液中的铜离子的吸附在60min达到平衡；溶液pH值对水溶液中铜离子的去除有一定的影响。在中性和弱碱性条件下的去除率大于酸性。平衡吸附量qe与平衡质量浓度pe之间的关系符合Freundlich和Langmuir等温吸附方程所描述的规律。     

氨基功能化磁性氧化石墨烯吸附亚甲基蓝的性能探讨

以改进的hummers法制备的氧化石墨烯为载体,采用共沉淀法制备出磁性氧化石墨烯,再以乙二胺修饰,制备出氨基功能化磁性氧化石墨烯(EDA-MGO)。通过傅里叶红外变换光谱(FI-IR)、扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD)对材料的官能团、表面形貌和结构组成进行表征,分析EDA-MGO的磁分离和回收性能,并探讨EDA-MGO对亚甲基蓝的吸附性能。结果表明,立方相纳米级磁性Fe₃O₄均匀负载于氧化石墨烯表面,氨基功能化成功,且EDA-MGO具有很好的磁分离和回收性能。室温下,当亚甲基蓝初始质量浓度为100mg/L、体积为100mL、吸附剂质量为0.07g、pH值为7、吸附时间为150min时,EDA-MGO对亚甲基蓝的吸附率和吸附量分别为97.56%和139.37mg/g,其吸附过程符合拟二级动力学模型和Langmuir等温吸附模型。吸附剂循环使用6次后,吸附量为108.33mg/g,表明EDA-MGO具有很好的再生循环使用能力。     

磁性壳聚糖/氧化石墨烯吸附材料的制备及其对Pb(II)的吸附

以壳聚糖(CS)和改进的hummers法制备的氧化石墨烯(GO)为原料,采用化学交联法合成出CS-GO复合材料,再通过化学共沉淀法制备出磁性壳聚糖/氧化石墨烯(MCSGO)复合吸附材料。采用X射线衍射仪(XRD)和傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)对MCSGO的结构和官能团进行表征,并研究了MCSGO吸附水体中Pb(II)的吸附性能和吸附机理。结果表明,GO和CS以NH-CO键交联,通过负载Fe₃O₄成功赋予CS-GO磁性;室温下,当Pb(II)初始质量浓度为50mg/L、吸附剂用量为0.04g、pH值为5时,吸附90min达平衡,平衡吸附量为60.99mg/g,拟二级动力学模型和Langmuir等温吸附模型可以用来描述MCSGO对Pb(II)的吸附行为,说明该吸附过程属于均匀表面的单分子层化学吸附。在外加磁场下对MCSGO进行磁分离,表明MCSGO具有很好的磁分离性能。以盐酸作为解吸剂对MCSGO进行再生,MCSGO吸附材料循环再生使用6次后,吸附量仅下降16.72%,说明MCSGO具有优异的循环再生吸附性。     

石墨烯/聚酰亚胺介电复合材料的制备与性能

采用密闭氧化法制备氧化石墨,经过超声分散剥离得到氧化石墨烯(graphene oxide,GO),然后以聚乙烯吡咯烷酮为保护剂、维生素C(Vc)为还原剂,在N,N-二甲基甲酰胺溶液中还原氧化石墨烯,得到还原状态的石墨烯(reduced graphene oxide,rGO),最后采用原位复合、流涎成膜方法制备石墨烯/聚酰亚胺(rGO/PI)复合薄膜。利用傅里叶变换红外光谱仪(Fourier transform infrared spectroscopy,FTIR)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、X射线光电子能谱仪(X-ray photoelectron spectrograph,XPS)、热重分析/差式扫描量热分析(TGA/DSC)等多种表征方法对rGO和rGO/PI复合薄膜的形貌、结构和热稳定性进行分析,用宽频介电谱仪测试复合薄膜的介电性能。结果表明,rGO是一种高效的导电填料,极少的添加量即可显著提高PI的介电常数,且对PI的其它性能影响较小。rGO/PI复合薄膜的介电常数随rGO填料含量的变化规律符合逾渗阈值模型,逾渗阈值f0为0.461%,临界指数q为0.523。当rGO含量(质量分数)为0.7%时,薄膜的介电常数为35.1,是纯PI的8.4倍。     

氧化石墨烯的光学性能研究

本文主要研究了浓度和激发波长对单层氧化石墨烯水分散液光学性能的影响,结果表明：较高浓度的样品在360～500 nm之间有一个宽泛的吸收峰,360 nm处有尖锐的吸收峰。低浓度的样品在230和300 nm处有吸收峰。在365 nm波长的激发下,随着浓度的降低,发射峰位置由560～600 nm变成了蓝光发射。0.4 mg/ml的样品的发射峰位置受激发波长影响不大,但发射强度变化明显,且发射峰很宽泛。浓度为0.02 mg/ml的样品发射峰位置强烈依赖于激发波波长,利用这个性能,氧化石墨烯在可调谐光电领域会有很大应用潜力。     

Preparation and application of iron oxide/persimmon tannin/ graphene oxide nanocomposites for efficient adsorption of erbium from aqueous solution

Rare earth elements (REEs) are used for the development of new energy materials owing to their intrinsic physicochemical property. However, excess REEs in water threaten the safety of animals, plants and humans. An efficient way to separate REEs from the water is therefore needed. In this study, a biosorbent consisting of iron oxide (Fe₃O₄), persimmon tannin (PT), and graphene oxide (GO) as Fe₃O₄/PT/GO was prepared, and the adsorption of trivalent erbium (Er³⁺) ions from aqueous solution was investigated. The adsorption process for Er³⁺ ions conforms to pseudo-second order kinetic and the Langmuir isotherm model behavior. Thermodynamic studies indicate that the adsorption process is spontaneous and endothermic. Scanning electron microscopy (SEM), X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), X-ray diffraction (XRD), thermogravimetric analysis (TGA), Fourier-transform infrared (FT-IR) spectroscopy, Brunauer-Emmett-Teller (BET) analysis, and vibrating sample magnetometer (VSM) were used to assess the adsorption mechanism of Er³⁺ ions onto the Fe₃O₄/PT/GO biosorbent. A combination of electrostatic interactions, redox reactivity and chelation are responsible for adsorption of Er³⁺ ions on the Fe₃O₄/PT/GO biosorbent. The magnetic Fe₃O₄/PT/GO biosorbent can be easily separated under the magnetic field for effective recycle of Er³⁺ ions from aqueous solution. Therefore, this new biomass composite holds great promise for wastewater treatment.     

聚乙烯亚胺氨基化磁性氧化石墨烯的制备及其对活性艳红X-3B的吸附

使用改性hummers法制备出氧化石墨烯(GO),通过水热法在GO上生长磁性CoFe₂O₄,再使用聚乙烯亚胺(PEI)进行氨基改性,制备出聚乙烯亚胺氨基化磁性氧化石墨烯(PEI-MGO)。使用X射线衍射仪(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)对PEI-MGO的结构和微观形貌进行表征。结果表明:纳米级尖晶石相CoFe₂O₄均匀分散于GO上,且氨基改性成功。探讨了PEI-MGO对水体中活性艳红X-3B的吸附性能。结果表明:在活性艳红X-3B初始质量浓度为150mg/L、体积为100mL、吸附剂质量为0.04g、pH值为1、吸附时间为60min时达到平衡,平衡吸附量为361.15mg/g。PEI-MGO对活性艳红X-3B的饱和吸附量为470.58mg/g。磁分离和磁回收研究表明,PEI-MGO能快速从水体中分离,回收率为98.6%。     

聚乙烯亚胺氨基化磁性氧化石墨烯的制备及其对活性艳红X-3B的吸附

使用改性hummers法制备出氧化石墨烯(GO),通过水热法在GO上生长磁性CoFe₂O₄,再使用聚乙烯亚胺(PEI)进行氨基改性,制备出聚乙烯亚胺氨基化磁性氧化石墨烯(PEI-MGO)。使用X射线衍射仪(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)对PEI-MGO的结构和微观形貌进行表征。结果表明:纳米级尖晶石相CoFe₂O₄均匀分散于GO上,且氨基改性成功。探讨了PEI-MGO对水体中活性艳红X-3B的吸附性能。结果表明:在活性艳红X-3B初始质量浓度为150mg/L、体积为100mL、吸附剂质量为0.04g、pH值为1、吸附时间为60min时达到平衡,平衡吸附量为361.15mg/g。PEI-MGO对活性艳红X-3B的饱和吸附量为470.58mg/g。磁分离和磁回收研究表明,PEI-MGO能快速从水体中分离,回收率为98.6%。     

铜基复合材料制备及研究新进展

铜基复合材料具有出色的综合性能,是最受关注的金属基复合材料之一。尤其是随着高新科技领域对材料需求的日益增加,高性能铜基复合材料的研究与应用将更显重要。简要介绍了铜基复合材料的分类及常用的制备方法。同时,以颗粒、晶须及纤维等热门增强体为切入点,详细综述了国内外最新的研究进展。最后总结了铜基复合材料在界面结合、制备成本等方面所存在的问题,并展望了此类材料的发展方向。     

碳纳米管和氧化铝颗粒协同增强铜基复合材料的制备与性能研究

本文首先利用碱式高锰酸钾对纯化后的CNTs进行改性处理,然后用分子水平法制得前驱体CNTs/Cu复合粉末,最后用内氧化方法,结合放电等离子烧结获得CNTs、Al_2O_3/Cu复合材料。结果表明:CNTs、Al_2O_3/Cu复合材料的维氏硬度(136)和抗拉强度(226 MPa)均优于两个增强相单独作用的铜基材料;材料的断后伸长率超过纯铜(40.1%),达到43.6%,表现出非常好的塑性;CNTs和Al_2O_3两个增强相对铜基材料导电率起到了协同增强作用,达到了1+12的效果。