功能化石墨烯/聚乙烯醇缩丁醛纳米复合膜的制备与表征

首先用Hummers法从石墨制得氧化石墨烯(GO),并用十六烷基三甲氧基硅烷(HTS)改性GO,然后将其化学还原得到功能化石墨烯(FG),X射线衍射和红外光谱分析表明,HTS已成功接到了石墨烯上;利用溶液共混法制备了聚乙烯醇缩丁醛(PVB)/FG纳米复合膜。用万能试验机、扫描电镜、电阻率测试仪、紫外-可见光透光率对材料进行了表征,结果表明,FG的质量分数为6.0%时,复合材料的拉伸强度可达到34.5 MPa,断裂伸长率达到44.5%;3.0%的FG就能让材料的导电率提高7个数量级;含FG 1.0%的复合膜(厚度为1 mm)对270~400 nm波长范围内紫外光的吸收率可以达到60%~80%。

功能化石墨烯改性聚乙烯热力学特性的分子动力学模拟

聚乙烯绝缘材料在我国高压电缆中有着广泛的应用.为了提高其耐热稳定性和力学性能,利用石墨烯对聚乙烯进行掺杂改性,并基于分子动力学模拟的研究方法分别建立了低密度聚乙烯(LDPE)、石墨烯和3种官能团接枝石墨烯掺杂聚乙烯的复合模型.研究表明,相比石墨烯直接掺杂聚乙烯,羧基(-COOH)、氨基(-NH)和羟基(-OH)接枝石墨烯能够更加有效地提高聚乙烯的玻璃化温度(分别提高了16 K、7 K、5 K),减弱聚乙烯分子链的移动和降低聚乙烯的热膨胀系数、均方位移(MSD),从而使得聚乙烯复合体系的热学性能得到了有效增强.此外发现石墨烯的掺杂能够提高复合模型的力学模量,其中官能团接枝石墨烯改进效果更明显,室温下弹性模量和剪切模量的提升幅度由不接枝的33.98%、36.18%,提升到了44%和42.89%(羧基功能化体系).研究结果可为聚乙烯绝缘材料的热老化抑制和力学性能的改善提供有益的参考.

油酸功能化石墨烯的制备及其在聚乙烯中的应用

以氧化石墨烯为原料,将油酸分子连接在石墨烯的表面,得到油酸功能化石墨烯,并通过溶液法将其与聚乙烯基体共混获得聚乙烯/功能化石墨烯复合材料,研究了复合材料的导电性能。结果表明,在低石墨烯含量下可大幅提高聚乙烯的导电性能。当油酸功能化石墨烯质量分数为8%时,复合材料的电导率达1 S/m;当油酸功能化石墨烯质量分数为10%时,复合材料的电导率达3 S/m。聚乙烯/功能化石墨烯复合材料在电缆屏蔽、电磁屏蔽和抗静电领域具有应用价值。

PVP功能化石墨烯高效吸附废水中大分子染料

利用聚乙烯吡咯烷酮(PVP)和石墨烯与染料分子的结合特性,合成了PVP功能化石墨烯纳米材料(PVPGNs),对其进行了表征,并考察该材料对水中酸性红(ASG)和孔雀石绿(MG)等染料的吸附能力。结果表明,当pH为7、温度为40℃、时间为10 min、材料的质量浓度1 g/L时,ASG的最大吸附率达到93.41%,最大吸附量达到93.41 mg/g;当pH为5、温度为40℃、时间为10 min、材料用量0.5 m L,材料的质量浓度1 g/L时,MG的最大吸附率达到83.38%,最大吸附量达到83.38 mg/g。等温吸附模型的拟合结果表明,PVP-GNs对ASG和MG的理论最大吸附量分别达到1 887、1 976 mg/g。且PVP-GNs具备良好的染料脱附性能。因此,该材料在染料废水脱色方面具有很大的应用潜力与价值。

基于聚对氨基苯磺酸、功能化石墨烯和纳米金修饰电极的构筑及用于双酚A的测定

通过电聚合方法制备聚对氨基苯磺酸修饰的玻碳电极(GCE/pABSA),然后把带有正电荷的超支化聚乙烯亚胺功能化还原氧化石墨烯(BPEIGr)和带有负电荷的金纳米粒子(AuNPs)依次修饰到电极上,制得GCE/pABSA/BPEIGr/AuNPs修饰电极。研究了双酚A在GCE/pABSA/BPEIGr/AuNPs修饰电极上的电化学行为。结果表明,所制备的修饰电极对双酚A有良好的电催化效果,在pH 7.0的PBS溶液中进行循环伏安扫描,双酚A在0.2~0.8 V范围内出现1个不可逆的氧化还原峰。采用差分脉冲伏安法(DPV)对双酚A进行了检测,在优化的条件下,双酚A的浓度在0.05~10μmol/L范围内与氧化峰电流呈线性关系,检出限为0.02μmol/L(3σ)。将基于此修饰电极的传感器用于浑河水和自来水中双酚A含量的测定,加标回收率在97.0%~105.0%之间。

石墨烯制备与应用研究进展

石墨烯以其独特的二维结构和优异的电学、力学等性能吸引了物理、化学、材料等多个领域研究学者的高度关注,并且已经在多个应用领域表现出了广泛的应用前景,势必再次掀起一场碳化学的革命热潮。本文介绍了近年石墨烯在制备、功能化、以及应用等方面的一些研究情况,并对其未来发展做了展望。