改性石墨烯/聚苯胺水性聚氨酯涂料力学及防腐性能研究

为了提高水性聚氨酯涂层防腐性能,以对苯二胺作为还原剂,采用Hummer法合成氧化石墨烯(GO)来得到改性石墨烯(PGO),最后与聚苯胺(PANI)进行复合制备得到PANI/PGO,将其作为填料加入水性聚氨酯乳液(WPU)中,混合均匀后涂刷至马口铁板上,对涂层进行FTIR和XRD表征.研究了复合涂层的热稳定性、力学性能、吸水性、疏水性能、耐腐蚀性能和耐酸碱性能.研究结果表明,复合涂层PANI/PGO2表现出较优异的耐腐蚀性能、耐酸碱性能及力学性能.当PGO含量为0.05%时,涂层抗拉强度达到19.8MPa,延伸率达到98.3%,涂层硬度5H,吸水率为2.26%,水接触角为70.3°,腐蚀速率可达到0.002mm/a,具备较好的防腐性能.改性石墨烯的添加,可以显著提高聚苯胺水性聚氨酯涂料的力学和防腐性能.

原位改性石墨烯在防腐涂料中的应用

对比了自制原位改性石墨烯与普通石墨烯的分散稳定性,采用自制原位改性石墨烯研制了一种防腐蚀涂料,并对涂层综合性能进行了测试。通过原位改性石墨烯掺量对涂层力学性能、耐盐雾性能、导电性能的分析,确定了最佳用量。研究结果表明:当原位改性石墨烯含量为0.3%时,制备的原位改性石墨烯防腐涂料具有优异的综合性能和较高的性价比;当原位改性石墨烯含量为0.4%时,制备的原位改性石墨烯防腐涂料可用于静电防腐领域。

改性石墨烯/天然橡胶复合材料的制备及性能

用γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(KH-570)对石墨烯(GE)进行改性,将得到的改性石墨烯(KHGE)与天然橡胶(NR)进行混炼制备出改性石墨烯/天然橡胶(KH-GE/NR)复合材料。采用傅里叶变换红外光谱仪、拉曼光谱仪、X射线衍射仪和扫描电镜对改性前后石墨烯的结构进行了表征,考察了KH-GE/NR复合材料的硫化性能、力学性能和导电性能。结果表明:KH-570对GE改性后,增大了GE的层间距,使GE在NR基体中的分散得到了改善;随着KH-GE用量的增加,KH-GE/NR复合材料力学性能提高,当KH-GE质量比(即KH-GE质量占NR质量的百分数,下同]为1.0%时,KH-GE/NR复合材料的拉伸强度和断裂伸长率分别为17.57 MPa和645.48%,比未添加KH-GE的复合材料分别提高了122%和21%,当KH-GE质量比为2.5%时,KH-GE/NR复合材料的体积电阻率最终下降约3个数量级。

改性石墨烯/溴化丁基橡胶纳米复合材料的制备、表征及性能（英文）

以天然石墨为原料通过改进的Hummers法制备了氧化石墨烯,并用十八烷基胺对氧化石墨烯进行了改性。X射线衍射分析结果表明,石墨烯分散成了单片层结构并成功接枝十八烷基胺。采用溶液共混法制备了溴化丁基橡胶/氧化石墨烯接枝十八胺复合材料,对该复合材料断面微观形态的观察分析未发现存在堆积的石墨烯,表明改性后的石墨烯在溴化丁基橡胶中得到了较好的分散。实验表明,加入了1.5份(质量)氧化石墨烯接枝十八烷基胺溴化丁基橡胶的拉伸强度从纯溴化丁基橡胶的2.89 MPa增大到6.67 MPa,提高了130%;扯断伸长率从680%增大到1 074%,提高了57.4%。

改性石墨对Al_2O_3-SiC-C质铁沟浇注料性能的影响

为了解决鳞片石墨因密度小、润湿性差和分散困难而难以在浇注料中使用的问题,首先采用硅烷偶联剂KH-560对≤0.178和≤0.074 mm的鳞片石墨分别进行改性处理,得到两种粒度的改性石墨;然后在传统Al2O3-SiC-C质铁沟浇注料配方(w):电熔致密刚玉62%、SiC粉24%、α-Al2O3微粉5%、纯铝酸钙水泥4%、SiO2微粉3%、球状沥青(≤1 mm)2%的基础上,分别用0.5%(w)的改性前后的石墨等量取代球状沥青,以研究KH-560硅烷偶联剂改性鳞片石墨对Al2O3-SiC-C铁沟浇注料性能的影响。结果表明:与原石墨相比,改性后石墨的分散性明显改善,浇注料的需水量大幅降低,且加入≤0.178 mm改性石墨的试样分散效果较好;含石墨试样的常温物理性能均有所下降,但加入≤0.178 mm改性石墨的试样强度和体积密度都明显高于加入其他石墨的,仅略低于无石墨的;加入石墨的试样抗渣性能明显得到提高,且加入≤0.178 mm改性石墨试样的抗渣性能最佳。综合考虑浇注料的各项性能,认为经硅烷偶联剂改性的鳞片石墨可部分取代球状沥青,且最佳粒度为≤0.178 mm。

改性石墨对天然橡胶复合材料导热性能的影响

研究表面活性剂或不同偶联剂对石墨改性效果以及石墨用量对天然橡胶(NR)复合材料物理性能、导热性能及微观结构的影响。结果表明:偶联剂Si69对石墨的改性效果最好,石墨呈现亲油性;与未改性石墨填充NR复合材料相比,偶联剂Si69改性石墨填充NR复合材料中石墨与NR间的界面相容性得到改善,物理性能和导热性能提高;随着偶联剂Si69改性石墨用量的增大,复合材料导热性能提高,物理性能先提高后下降。当改性石墨用量为30份时,复合材料的综合性能较好。

改性石墨对Al2O3-SiC-C质浇注料性能的影响

以传统Al2O3-SiC-C质浇注料的基本配方为基础,制备成沥青质量分数为2%的Al2O3-SiC-C质浇注料和改性石墨质量分数分别为2%、4%和6%的Al2O3-SiC-C质浇注料,对比研究了这几种浇注料的流动性及经110℃、1 100℃和1 500℃处理后浇注体的体积密度、体积稳定性、强度、抗氧化性和抗渣性。结果表明:随着碳源由沥青改为改性石墨以及随着改性石墨加入量的增多,浇注料的需水量增多;不同温度处理后浇注体的体积密度均先增后降;烘干后强度降低较多,烧后强度变化相对较小;抗氧化性差别不大;高温抗折强度明显提高;添加改性石墨的浇注料比添加等量沥青的抗渣性差,但随着改性石墨加入量的逐渐增多,其抗渣性又有所提高。

微波熔盐法制备SiC改性石墨

为了改善石墨的水润湿性,使其在浇注料中易分散,以鳞片石墨和硅粉为原料,以NaCl-NaF为复合熔盐介质,采用微波熔盐法在石墨表面原位生成SiC涂层对其进行改性,并研究了反应温度(分别为1 100、1 150与1 200℃,均保温2 h)、石墨与硅粉的比例(n(C)n(Si)分别为1、3和5)以及复合熔盐与反应物料的比例(m盐m料分别为1、2和3)对SiC改性石墨润湿性的影响。结果表明:1)采用微波熔盐法,在1 150℃的较低温度下就可以在石墨表面形成均匀的SiC涂层,而经SiC改性后的石墨,其水润湿性得到了明显改善;2)在本试验条件下,当鳞片石墨与Si粉的比例为n(C)n(Si)=3,m盐m料=2,反应温度为1 200℃时,得到的改性石墨性能较好。

聚苯胺/改性石墨电极的制备及电容性能研究

采用恒电流法、脉冲电流法、循环伏安法及自聚合法4种聚合方法将聚苯胺(PANI)沉积在改性石墨(MGE)上,制备了PANI/MGE复合电极。利用扫描电镜和红外光谱对PANI/MGE的微观形貌和分子结构进行表征;利用循环伏安法、恒电流充放电及电化学阻抗谱测试研究PANI/MGE的电化学性能。结果表明:脉冲电流法聚合所得PANI/MGE具有最高的单位面积电容量和良好的倍率特性,放电电流为10mA/cm2时,比电容可达3.35F/cm^2;在-0.2~0.8V区间内具有良好的电容性能,且经1000次扫描后,循环电容保持率为82.64%,可以用作赝电容器的电极材料。

改性石墨烯/聚苯胺的制备及其环氧涂层的防腐蚀性能

为了改善环氧树脂防腐蚀涂料存在的孔洞缺陷,以改性石墨烯/聚苯胺复合材料作填料来提高环氧涂料的防腐蚀性能。首先采用改进的Hummers法制备了氧化石墨烯(GO),再利用对苯二胺还原GO得到改性石墨烯(PGO),进一步制备出改性石墨烯/聚苯胺(PGO/PANI)复合材料。通过拉曼光谱仪、场发射扫描电镜等研究了PGO/PANI的结构和微观形貌,利用盐雾试验、Tafel曲线和电化学阻抗谱研究了 PGO/PANI的防腐蚀性能。结果表明:PGO/PANI涂层的腐蚀等级由空白环氧涂层的10级提高到5级;PGO与PANI有良好的协同作用,PGO与苯胺单体质量比为0.10时,所制备的PGO/PANI复合涂层的防腐蚀效果较好,腐蚀电压为-194.59mV (vs SCE)、腐蚀电流密度为2.12×10^-9A/cm^2.

pH值对改性石墨表面覆层形成及性态的影响

对应用非均匀成核法进行石墨表面改性时 ,改性溶液 p H值对石墨表面 Al(OH) 3包覆层形成及其性态的影响进行了讨论。结果表明 :改性溶液 p H值对石墨表面包覆层的形成具有重要的影响 ,仅当改性溶液 p H值为 6 .5～ 7时 ,石墨颗粒表面才能形成一层均匀的 Al(OH) 3粒子包覆层。此覆层使改性石墨的表面电性与 Al(OH) 3粉体的基本相同 ,并因此而使石墨的抗氧化性和润湿性得到改善。

KOH改性石墨烯对甲苯的吸附动力学及吸附机制

以改进Hummer's 法制备石墨烯,再经超声辅助KOH浸渍法制备改性石墨烯(MGE)材料,并采用TEM、XRD、N2吸-脱附、FT-IR光谱对材料的形貌结构、官能团、孔径、孔容进行表征。考察不同浓度KOH、超声时间、温度条件下制备的改性石墨烯甲苯性能,分析吸附动力学和吸附机制。结果表明石墨烯和改性石墨烯的比表面积分别为427.72和439.24 m^(2)/g;在一定条件下,甲苯饱和吸附率与超声时间、温度呈正相关关系,并随KOH浓度的增加先增后减;在实验温度为25℃、甲苯质量浓度为1.3 g/m^(3),吸附剂质量为0.3 g条件下,经6 mol/L KOH、3 h超声处理制备的改性石墨烯对甲苯的饱和吸附率为212.75×10^(-3);吸附过程符合准二级吸附动力学模型;吸附机制为孔道填充、疏水性作用、π-π键作用和H键作用。

硫酸溶液中电化学改性石墨电极对Fe^(3+)/Fe^(2+)的电催化性能与准电容特性

通过循环伏安(CV)、恒电流充放电和电化学阻抗谱(EIS)等测试方法,研究了电化学改性石墨电极对硫酸溶液中Fe3+/Fe2+的电催化性能与准电容特性.结果表明:由于电化学改性石墨电极表面存在大量的含氧活性官能团,使其对Fe3+/Fe2+的氧化还原反应具有极高的电催化性能,并具有可逆反应过程特征.在含有0.5mo·lL-1Fe3++0.5mo·lL-1Fe2+的2.0mo·lL-1H2SO4溶液中,其表观面积比电容是不含铁离子硫酸溶液的1.808倍,达到2.157F·cm-2;同时,铁离子浓度的增大也能够进一步提高其电容量.Fe3+/Fe2+电对的加入增加了充放电时间,有效提高了电化学电容器(EC)的电容存储容量和高功率特性.电化学阻抗谱测试同样证实体系具有明显的电容特性.因此,可以利用电化学改性石墨电极表面的含氧活性官能团和溶液中Fe3+/Fe2+的氧化还原特性来共同储存和释放能量.

改性石墨烯/氯丁橡胶复合材料的制备及性能

以γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(KH-570)改性石墨烯(GE)为分散相加入氯丁橡胶(CR)基体中,混炼制备出改性石墨烯/氯丁橡胶(KH-GE/CR)复合材料.采用傅里叶红外光谱仪,X射线衍射仪和扫描电镜对改性前后石墨烯的结构进行表征,考察了硫化温度、不同含量KH-GE对KH-GE/CR复合材料力学性能和导电性能影响.结果表明:KH-570改性后的GE层间距增大,改善了在CR基体中的分散性;KH-GE/CR复合材料较佳硫化温度为180℃;KH-GE含量为1.5g时力学性能和导电性能良好,拉伸强度、断裂伸长率和弯曲强度较未添加KH-GE分别提高了123%、32%和29%.

改性石墨对镁碳砖性能的影响

为了提高钢包渣线镁碳砖的使用寿命，将0～1％质量分数的改性石墨引入到钢包渣线用镁碳砖中，研究了其加入量对镁碳砖体积密度、显气孔率、常温耐压强度、热膨胀率和抗渣性的影响，并采用偏光显微镜分析了试样的显微结构。结果表明：引入少量改性石墨对镁碳砖的致密度略有负面影响，但改性石墨在高温下产生的体积膨胀能弥补砖的基质收缩和砖与砖之间的缝隙，从而提高镁碳砖的抗渣性；当改性石墨加入质量分数为0．8％时，镁碳砖中骨料与基质的缝隙最小，抗渣性最好。

改性石墨烯/天然橡胶复合材料热性能的研究进展

天然橡胶(NR)具有优异的力学性能,但其热性能不佳,如导热性差、不耐热老化的缺点使其在工业生产中受到了很大限制。综述了性能优良的石墨烯改性NR热性能的应用研究,介绍了石墨烯的改性方法以及石墨烯增强NR复合材料方法,比较并分析了国内外改性石墨烯增强NR热性能研究的发展现状,并对石墨烯/NR复合材料的前景进行了展望。

热处理改性石墨的嵌锂行为

通过浸渍的方法在天然鳞片石墨的表面包覆上一层酚醛树脂，然后在Ｎ２保护下于６００℃～１ ０００℃炭化１ｈ制得改性石墨．应用 ＴＧ－ＤＴＡ法研究了酚醛树脂的热失重行为；ＳＥＭ，ＸＲＤ及恒电流充放电等技术研究了所得改性石墨的表面物理形态、微晶结构及恒电流充放电性能．结果表明包覆在石墨表面的具有无定形结构的酚醛树脂炭能够有效阻止石墨在充放电过程中发生层状剥落，从而提高了石墨的循环稳定性．

基于改性石墨材质接地体的应用研究

针对传统接地体材料易腐蚀的缺点和全球能源互联网的发展要求,研制开发一种以改性石墨为主要原材料的新型复合接地体材料。通过对石墨材质的改性和内部伺服不锈合金体,提高接地体的导电性能、结构致密性、力学性能及抗拉、抗压强度和耐折性能。测试结果和实际工程应用表明,改性石墨复合接地体适用于变电站和输电线路杆塔接地网。

匀胶法制备改性石墨烯光催化薄膜的工艺及光催化性能

采用改进的Hummers法制备改性石墨烯分散液,然后用匀胶法在玻璃基底上制备改性石墨烯薄膜,研究低速(600~800 r/min)、中速(1 000~2 000 r/min)、高速(3 000~5 000 r/min)、滴胶时间(10~30 s)、加速度(100~700r/(min·s))和pH值(4~11)等匀胶工艺参数对改性石墨烯薄膜附着力的影响,优化匀胶工艺参数。通过扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、能谱仪、拉曼光谱以及激光共聚焦光谱,对最佳工艺下制备的改性石墨烯及其薄膜进行表征,重点研究可见光下改性石墨烯薄膜对亚甲基蓝的光催化降解性能,分析其可见光光催化原理。结果表明:在低速800 r/min旋转60 s,然后中速1 500 r/min旋转30 s,高转速4 000 r/min下旋转60 s,滴胶时间为20 s,加速度为100 r/(min·s),分散液pH=7条件下制备的改性石墨烯薄膜附着力最好。薄膜在可见光波段波长为421 nm处有最大吸收峰,对亚甲基蓝溶液进行光催化降解,4 h时降解率达到34.4%。其催化原理为改性石墨烯薄膜在可见光的作用下,产生强氧化剂·OH,把亚甲基蓝等污染物逐步氧化成二氧化碳和水,达到降解的目的。

改性石墨烯对水中亚甲基蓝的吸附性能研究

当下我国的染料废水排放十分多,里面含有大量的亚甲基蓝,会对水资源造成严重的污染,严重影响了居民的生活和我国的生态环境。而吸附法是一种操作简便、成本较低的污水处理办法。本文对改性石墨烯在水中对亚甲基蓝的去除进行了仔细研究,用各种显微镜和扫描仪器对普通石墨烯和改性石墨烯进行对比分析,实验分析了温度等因素对于两种石墨烯去除的实际影响。