氢氧化铜/石墨烯复合材料的制备与表征

为了减弱石墨烯纳米片的聚集并得到高性能的石墨烯基复合材料,先利用微波将氧化石墨烯还原为石墨烯,再与氢氧化铜进行复合得到氢氧化铜/石墨烯复合材料.用X射线衍射和扫描电子显微镜表征了复合材料的结构与微观形貌.结果表明氢氧化铜纳米颗粒均匀地分布在石墨烯表面,有效减弱了石墨烯纳米片的堆积聚集.并对氢氧化铜/石墨烯复合材料进行了染料吸附测试,复合材料对于甲基橙的去除率达到了91.77%.与单独的氢氧化铜相比,复合材料中石墨烯与氢氧化铜之间的相互作用使得复合材料具有高的吸附能力;与单独的石墨烯相比,复合材料中高密度的氢氧化铜使得复合材料容易从废水体系中分离回收,再次利用.这些特征使得氢氧化铜/石墨烯复合材料能被有效用于废水处理领域.

还原氧化石墨烯/四氧化三铁复合气凝胶的制备与染料吸附性能

为改进四氧化三铁(Fe3O4)复合材料吸附工业染料废水的性能,先制备了表面油酸修饰的Fe3O4,再以氧化石墨烯(GO)及表面油酸修饰的Fe3O4作为前驱物,通过水热法制备了还原氧化石墨烯/四氧化三铁(rGO/Fe3O4)复合水凝胶,最后冻干得到rGO/Fe3O4复合气凝胶。采用X射线衍射仪、扫描电子显微镜表征产物的微观形态和结构,并通过紫外-可见分光光度计对复合气凝胶对于亚甲基蓝染料(MB)的吸附性能进行研究。结果表明,rGO/Fe3O4复合气凝胶在微观上复合均匀,与单独的石墨烯和Fe3O4纳米粒子相比,rGO/Fe3O4复合气凝胶对MB染料的吸附性能更优,吸附能力达到108 mg·g-1,而且rGO/Fe3O4复合气凝胶可以方便地从废水中移出进行重复使用。研究其吸附动力学和吸附等温发现,该复合气凝胶的吸附行为符合拟二级动力学方程和Langmuir吸附模型。

四氧化三锰/聚吡咯/石墨烯复合材料的研制

聚吡咯与石墨烯都具有良好的导电性,并易于与其他材料复合.为了改善金属氧化物材料的电化学性能,采用两步法,先合成氧化石墨烯/聚吡咯复合物,利用高锰酸钾与乙二醇在微波下与氧化石墨烯/聚吡咯复合物反应,制备四氧化三锰/聚吡咯/还原氧化石墨(Mn3O4/PPy/r GO)复合材料,利用扫描电镜、傅立叶红外光谱和X射线衍射对Mn3O4/PPy/r GO复合材料的微观形貌及结构进行表征,并通过循环伏安法和计时电位法对其电化学性能进行测试.结果表明,电流密度为0.5 A/g时,Mn3O4/PPy/r GO复合材料的电容达到546 F/g,经过800圈循环伏安测试后的电容保持率为94.8%.表明Mn3O4/PPy/r GO复合材料具有良好的电化学可逆性与电化学稳定性.其优良的电化学性能可能是Mn3O4/PPy/r GO复合材料中三种组分共同作用的结果,可望应用于新型超级电容器.

石墨烯与四氧化三铁复合材料的制备与性能

为了得到具有良好吸附性能的石墨烯与含铁氧化物的复合材料,在碱性条件下通过亚铁离子与氧化石墨烯的一步反应制备石墨烯与四氧化三铁复合材料.采用X射线衍射、扫描电子显微镜和热失重分析对该复合材料的结构与微观形貌进行表征,并研究了石墨烯与四氧化三铁复合材料对罗丹明B的吸附性能.实验结果表明,亚铁离子在碱性条件下生成的四氧化三铁纳米颗粒较均匀地分布在石墨烯表面,破坏了石墨烯原有的结晶结构.与单独的石墨烯或者四氧化三铁相比,复合材料对罗丹明B有良好的吸附性能.吸附染料的复合材料可以用磁铁从溶液中移出,有利于复合材料的回收与重复使用.研究其吸附动力学和吸附等温线发现,该复合材料吸附罗丹明B符合准二级动力学方程和Langmuir吸附模型.