交联氧化石墨烯/海藻酸钙共混膜的制备与性能表征

用环氧氯丙烷成功地制备出氧化石墨烯/海藻酸钙(环氧氯丙烷交联)共混膜。并通过红外光谱(FT-IR)、力学性能测试、膨胀性能测试和导电性测试对共混膜的结构和性能进行了表征与测试。结果表明,环氧氯丙烷与共混膜中的羟基发生了交联反应,环氧氯丙烷的交联作用提高了共混膜的抗张强度和膨胀性能,再经硼氢化钠还原后显著地提高了共混膜的导电性能。     

氧化石墨还原法制备石墨烯及其吸附性能

利用液相化学氧化法制备氧化石墨,通过水合肼还原氧化石墨制备石墨烯.采用X射线衍射分析、激光拉曼光谱和透射电子显微镜等测试方法,对石墨烯材料的结构和吸附性能进行分析表征.结果表明,通过氧化石墨还原法制得的石墨烯晶体结构完整性有所降低;石墨烯对极性较大的有机染料亚甲基蓝、甲基橙和罗丹明B的吸附率都在95%以上,对极性较小的有机污染物苯酚和氯苯酚的吸附能力较弱.     

一种MOF基混合基质膜的制备及其纳滤性能

对商业化的聚丙烯腈(PAN)进行预处理改性得到基底——预处理后的聚丙烯腈(HPAN), 并将研磨后的金属有机框架(metal-organic framework, MOF)材料PCN-250作为填充物与聚乙烯亚胺(PEI)共混后旋涂在HPAN基底上, 得到了一种可用于纳滤的PCN-250/PEI-HPAN混合基质膜。对MOF和制备后的混合基质膜的表征显示研磨后的PCN-250在水中具有较好的分散性, 并且随着膜制备过程中PCN-250使用量的增加, 膜表面的粗糙度增大, 膜的有效面积相应增加。由于PCN-250晶粒表面带有负电荷, 它的加入使膜表面整体上电负性更高, 更有利于负电荷型染料分子的截留。通过SEM和AFM表征了膜的形貌结构, 并研究了MOF的不同负载率和PEI质量浓度对膜性能的影响。结果表明, PCN-250负载率为75%时, 膜的纳滤性能最优, 对水的渗透率可达1 480 L/(m²·h·MPa), 对染料分子甲基蓝的截留率为97.3%。

     

聚乙酰苯胺/氧化石墨烯纳米复合材料制备及其超级电容性能

采用改进的Hummers方法制备氧化石墨,在乙醇溶液中超声分散120 min得到氧化石墨烯悬浮液。采用滴涂法在玻碳电极表面得到氧化石墨烯薄膜,通过电化学技术在氧化石墨烯薄膜上沉积得到聚乙酰苯胺纳米线,成功制备了聚乙酰苯胺/氧化石墨烯纳米复合材料(PAANI/GO)。利用扫描电镜、循环伏安法和恒电流充放电测试技术对合成材料的形貌和充放电性能进行表征和测试。结果表明,直径为80 nm的聚乙酰苯胺纳米线均匀分散在氧化石墨烯表面,制备的复合材料在1 mol/L高氯酸溶液中,当循环伏安扫速为10 m V/s时,可以获得706 F/g的比电容,PAANI的比电容为285 F/g。聚乙酰苯胺/氧化石墨烯纳米复合材料具有优异的充放电稳定性,当恒电流为1A/g时,循环充放电1 000次比电容是初始值的90%。     

铁氮共掺杂活性炭混合基质膜的制备及其水处理性能

传统膜分离过程存在选择性与渗透性的矛盾问题,无法有效去除尺寸小于膜孔的污染物。将铁氮共掺杂活性炭(FeNCs)填充入聚偏二氟乙烯(PVDF)基质中制得一种具有过硫酸氢盐(PMS)活化能力的混合基质膜(FeNCs@PVDF)。通过扫描电子显微镜、能谱分析、X射线衍射、拉曼等表征来测试膜的物理化学特性。以苯酚为目标污染物,考察了FeNCs@PVDF在PMS活化辅助下的水处理性能。结果表明,FeNCs@PVDF耦合PMS活化可以有效去除苯酚,且FeNCs填充度越高越有利于提高催化膜性能。FeNCs填充度为50%的FeNCs@PVDF对苯酚的去除率分别为单独PMS氧化以及单独膜分离的4.8和3.6倍。FeNCs@PVDF催化膜在较宽的pH范围(3～12)内均保持高性能。     

负载杂多酸聚砜光催化膜的制备及其可见光催化性能

针对可见光催化剂磷钼酸(POM)回收困难的问题,将离子液体单体1-(4-乙烯基苯基)-3-甲基咪唑氯化物(VBMC)在聚砜(PSF)铸膜液内原位聚合,通过相转化法得到具有互穿网络结构的PSF-PVBMC交联膜,并通过电荷交换作用实现磷钼酸在膜表面的固载,得到PSF-PVBMC-POM光催化膜.通过1H-NMR、ATR-FTIR、XPS、SEM等方法对膜结构与性能进行表征,采用该膜对酸性橙Ⅱ进行可见光降解,考察其降解性能及可重复利用性.结果表明:磷钼酸均匀固载在PSF-PVBMC-POM光催化膜上,VBMC含量为6.56 g时,磷钼酸负载量达到最大值0.9 g/cm2;酸性条件更有利于该光催化膜对染料进行降解,pH=1时膜对0.1 g/L酸性橙Ⅱ溶液的降解效率在120 min内达到93%;重复降解20个循环后,膜对酸性橙的降解率仍保持在90%左右.     

铵盐功能化氧化石墨烯的制备及其吸附性能

对Hummers法制备的氧化石墨烯进行碱处理去除表面的氧化碎片,经盐酸质子化和3-氨丙基三乙氧基硅烷硅烷化,与溴代正丁烷反应制备出表面带正电荷的铵盐功能化氧化石墨烯(PAS-bwGO),通过傅里叶红外光谱、拉曼光谱、X射线光电子能谱、场发射扫描电镜、透射电镜对其进行表征分析,并初步用于去除水中六价铬Cr(VI)的研究.结果表明,制备的铵盐功能化氧化石墨烯对Cr(VI)有很高的吸附性能,初步测得其饱和吸附量达到102mg/g.     

还原氧化石墨烯纸的制备及其性能对比

采用改性的Hummers法制备了高分散氧化石墨烯溶液,并通过先还原后抽滤和先抽滤后还原两种模式得到厚度为1~10μm的还原氧化石墨烯纸.由X线衍射、傅里叶变换红外光谱、拉曼光谱、热重分析、电镜分析和电阻率测试对材料的结构形貌和基本性能进行了表征.由正交实验确定了反应时间、还原剂用量和反应温度对还原氧化石墨烯纸电导率影响的大小,并推出最佳反应条件.对比肼溶液还原、肼蒸汽还原和高温脱氧还原氧化石墨烯纸,发现肼溶液还原制备的石墨烯纸质地均匀,并具有良好的柔韧性和导电性;而高温脱氧得到的还原氧化石墨烯纸具有金属光泽和最高的电导率,但由于质脆,直接作为柔性导电纸应用仍有一定难度.     

氧化石墨烯/环氧改性酚醛树脂的制备及性能

针对酚醛树脂(PF)性能的缺陷,用硅烷偶联剂KH550对氧化石墨烯(GO)改性得到功能化GO,并制备了功能化GO改性酚醛树脂、环氧树脂(EP)改性酚醛树脂、功能化GO/EP双改性酚醛树脂,研究改性对酚醛树脂性能的影响。结果表明,双改性酚醛树脂(GO加入量为0.32%时)的冲击强度和弯曲强度随环氧树脂加入量的增大呈现先增大后减小的趋势,冲击强度和弯曲强度的最大值较未改性的酚醛树脂分别提高了89.4%和100%,双改性酚醛树脂的耐热性能也有显著的提高。     

氧化石墨烯/纤维素/氧化锌水凝胶的制备 及其吸附-光催化性能

采用水热法制备环境友好型氧化石墨烯/纤维素/氧化锌水凝胶复合材料, 研究了该复合材料对亚甲基蓝 (methylene blue, MB) 的吸附-光催化降解性能。利用扫描电子显微镜、X 射线衍射等对复合水凝胶材料进行结构表 征。结果表明, 氧化石墨烯的引入抑制了氧化锌的团聚, 同时与纤维素结合增大了表面积, 有助于固定光催化剂以 及能够与污染物更好地结合。水凝胶独特的多孔结构具有很好的吸附效果, 将其作为光催化剂, 经500 W 氙灯照射 300 min 基本可将MB 分子完全降解。经过5 次循环使用后水凝胶的形状与第1 次使用时外观形状基本相同, 同时 催化效率也没有明显降低。因此, 制备的石墨烯/纤维素/氧化锌可作为一种环保、稳定、易回收的光催化剂和吸附 剂用于去除MB, 该水凝胶在块状催化剂降解染料废水中具有广阔的应用前景。     

单宁酸改性多壁碳纳米管/聚醚砜混合基质膜的制备及性能

为了改善聚醚砜(PES)分离膜的分离效率和力学性能,使用单宁酸(TA)通过非共价接枝的改性方法对多壁碳纳米管(MWCNTs)进行修饰得到功能化的TA-MWCNTs,然后将其按照不同比例的添加量与PES共混,使用浸没沉淀相转化成膜的方法成功制备TA-MWCNT/PES混合基质膜,探究不同添加量对膜性能的影响,并使用FT-...     

一步法制备的还原氧化石墨烯/二氧化锰复合材料形貌控制及其电化学性能

提出了一种简易的一步水热法,通过原位合成的方法制备还原氧化石墨烯和MnO_2(rGO/MnO_2)复合电极材料。通过改变GO悬浮液的初始浓度对其形貌进行调控,制备了具有纳米花状、纳米棒状以及混合纳米结构MnO_2的rGO/MnO_2复合电极。MnO_2的形貌在提高电化学性能方面起着重要的作用。与其它两种形貌相比,纳米花状结构的rGO/MnO_2复合材料提供了更多的空间和氧化还原活性位点,因此具有更好的电化学能量储存能力。纳米花状结构的rGO/MnO_2在6 mol·L~(-1) KOH电解质中表现出高的比电容(在电流密度为1 A·g~(-1)时,比电容为310 F·g~(-1))、高扫描速率下超高的氧化还原反应活性和良好的循环稳定性(15 A·g~(-1)电流密度下循环1 000次后容量保持率为93%),表明纳米花状结构的rGO/MnO_2在储能领域具有良好的前景。     

还原氧化石墨烯/石墨相氮化碳复合膜的制备及其脱盐性能

采用真空抽滤法制备了以氧化石墨烯为基体的rGO/g-C_3N_4复合膜,系统研究了光催化还原时间、GO与g-C_3N_4质量比及GO沉积密度等工艺参数对复合膜脱盐性能的影响,优选出rGO/g-C_3N_4复合膜成膜工艺条件;并基于优选工艺所制备复合膜研究了NaCl溶液浓度对复合膜脱盐性能的影响,为复合膜的制备及应用提供实验依据。研究结果表明:紫外光照射时间为30h,GO与g-C_3N_4的质量比为6∶1,GO沉积密度为477.7mg·m~(-2)时制备的rGO/g-C_3N_4复合膜对NaCl溶液的脱盐性能最佳;复合膜对NaCl截留率和溶液通量均随NaCl溶液浓度降低而升高,对浓度为0.01mol·L~(-1)的NaCl溶液,截留率达到61.1%。     

海藻酸钠/氧化石墨烯复合水凝胶的制备与性能

为了研究氧化石墨烯（GO）对海藻酸钠（SA）凝胶性能的影响,以Ca2+与Fe3+作为交联剂,在SA水凝胶自组装过程中加入GO水溶液,一步法得到了海藻酸钠/氧化石墨烯（SA/GO）复合水凝胶。通过扫描电子显微镜与X射线衍射表征了所得凝胶的结构与微观形貌,测试了不同凝胶样品的平衡溶胀性能和力学性能。研究结果表明,Fe3+交联得到的凝胶结构相比Ca2+交联得到的凝胶更加紧凑,平衡溶胀性能降低较多;随着GO的加入,复合水凝胶的力学性能提升,平衡溶胀性能降低,这表明SA/GO复合水凝胶的性能可以通过选择合适的交联剂与GO用量进行调控。关键词:海藻酸钠;氧化石墨烯;复合水凝胶     

原位聚合制备石墨烯/PET及其性能研究

选用硅烷偶联剂KH560改性石墨烯,通过原位聚合法制备石墨烯/PET。用TEM对表面改性前后的石墨烯进行表征,并用FTIR、TG、DSC和特性黏度测试对石墨烯/PET的结构、热稳定性及结晶性能等进行研究。结果表明:石墨烯经硅烷偶联剂处理后分散效果较好;在实验范围内,原位聚合制备的石墨烯/PET中未检测到石墨烯与PET分子之间的化学结合键;石墨烯的加入使PET的DSC曲线发生了明显的变化,结晶曲线中出现了细而窄的结晶峰,熔融曲线中出现了明显的熔融双峰;石墨烯的加入提高了PET的热稳定性、结晶温度和结晶速率;当石墨烯含量为0.075wt%时,石墨烯/PET比纯PET的结晶峰顶温度Tp提高了34.20℃,过冷度ΔT降低了29.37℃。     

界面自组装法制备高性能氧化石墨烯膜

为制备可靠、精确的分子筛氧化石墨烯(GO)膜,克服基于厚度调控的抽滤自组装GO膜分离性能提升和通量减小之间的矛盾关系,采用界面自组装法,制备了具有更加紧密层间结构的GO膜,并对其性能进行了表征。实验结果表明:与抽滤自组装法制备GO膜相比,界面自组装法可以实现更加紧密的层间结构;在化学环境相似的条件下,界面自组装膜的层间距可达0.75 nm,较抽滤自组装膜减小了0.10 nm左右;成膜机理和速率是GO膜层间结构的主要影响因素。将该膜用于金属离子水溶液的截留实验,结果表明:界面自组装GO膜对Mg~(2+)的截留率可达70%左右,是抽滤自组装膜的1.3倍。     

酞菁铁改性氧化石墨烯的制备及其超级电容器性能

为了提高超级电容器的能量密度以及倍率性能,以浓硫酸作为溶剂,以氧化石墨烯、酞菁铁(FePc)作为原料,用自组装的方法制备酞菁铁改性氧化石墨烯(FePcGO)复合材料,通过XRD、FTIR、拉曼光谱、XPS等方法证实FePc通过π-π堆积的作用均匀分布在氧化石墨烯表面,研究其超级电容器性能.电化学测试结果表明:FePcG...     

氧化镍与氧化石墨烯复合电极的制备及其光电催化性能

通过水热法、电泳法制备了氧化镍-氧化石墨烯复合电极,利用XRD、SEM等对其进行了晶体结构和形貌表征.将所得电极材料用于降解活性艳蓝染料废水,利用电化学工作站、PL、DRS和废水降解考察了样品的理化性质及光电催化活性.结果表明,电泳时间为15 min时,氧化石墨烯修饰后的电极降解效果最好,降解率高达84.45％,与纯氧...     

氧化石墨烯增强水性环氧形状记忆复合材料的制备及其性能

水性环氧树脂(Water-borne epoxy, WEP)具有优异的形状记忆性能,但其力学性能差、导热系数低。为了改善WEP的力学和导热性能,以氧化石墨烯(Graphene oxide, GO)为填料制备GO/WEP形状记忆复合材料,采用原子力显微镜(AFM)、透射电子显微镜(TEM)、X射线光电子能谱仪(XPS)和X射线衍射(XRD)分析和表征GO的微观结构和化学性质,利用扫描电镜(SEM)、万能试验机、Hot Disk导热仪和热机械分析仪(TMA)测定和观察所得GO/WEP复合材料的微观形貌、力学性能、导热性能和形状记忆性能。研究结果表明:随GO含量的增加,制备所得GO/WEP形状记忆复合材料的力学性能与导热系数都得到显著提高;与WEP相比,GO含量为6 wt%的GO/WEP复合材料的拉伸强度与导热系数分别提高了80%和156%,但所得复合材料的断裂伸长率随GO含量的增加逐渐减小。     

磺化聚砜的制备工艺及其成膜性能

研究7磺化聚砜的制备I艺及其成膜性能．通过磺化反应,在聚砜的苯环上引入磺酸基,考察磺化剂用量、反应温度和反应时间对磺化度的影响．制备了磺化聚砜膜,并对其性能进行表征．鲒粜表明,在45,0℃下磺化1．00 h,得到磺化度为32．8％的磺化聚砜,由其制得的磺化聚砜膜性能最佳．