膨胀石墨/二氧化钛复合材料的制备与性能研究

本文主要研究了膨胀石墨/二氧化钛复合材料的制备,采用直接膨化的膨胀石墨与钛酸丁酯的醇溶液混合法制备膨胀石墨/二氧化钛复合材料,并分析了膨胀石墨/二氧化钛复合材料的物理性能,以甲基橙溶液的光催化降解反应为探针反应,评价了该复合材料的催化性能。

二氧化钛/石墨氮化碳复合材料对棒曲霉素的吸附与光催化降解作用研究

目的探究二氧化钛/石墨氮化碳(titanium dioxid/graphite carbon nitride,TiO_(2)/g-C_(3)N_(4))复合材料对棒曲霉素(patulin,PAT)的吸附与光催化降解作用。方法通过超声混合后再煅烧的方法制备TiO_(2)和g-C_(3)N_(4)的复合材料(TiO_(2)/g-C_(3)N_(4))。分别使用傅里叶转换红外光谱分析仪(Fourier transform infrared spectrometer,FTIR)和比表面及孔径分析仪(specific surface and aperture analyzer,BET)对3种材料进行测试分析,并研究单一材料与复合材料分别对PAT的吸附作用、复合材料在可见光下的光催化效果及暗吸附与光降解之间的协同作用。结果TiO_(2)/g-C_(3)N_(4)复合材料的FTIR图中出现了TiO_(2)的特征峰O-H基团和Ti-O、g-C_(3)N_(4)的特征峰C=N和CN,表明成功合成了TiO_(2)/g-C_(3)N_(4)复合材料。结果表明TiO_(2)和g-C_(3)N_(4)复合后的吸附及光催化降解效果明显优于单一材料,且TiO_(2)/g-C_(3)N_(4)复合材料暗吸附与光降解之间存在协同作用,在温度为30℃、复合材料添加量为10 mg、吸附时间3 min、光照时间5 min时,可完全降解初始质量浓度为0.5μg/mL的PAT。此外,TiO_(2)/g-C_(3)N_(4)对PAT的吸附存在多分子层化学吸附,且过程符合准二级动力学模型,对PAT的光催化降解过程符合准一级动力学模型。结论该复合材料可快速、高效地去除PAT,因此在果蔬及其制品、谷物和饲料中PAT的去除方面有较好的应用前景。

石墨烯/二氧化钛复合材料富集-石墨炉原子吸收光谱法测定铅和镉

以石墨烯/二氧化钛复合材料为吸附剂,结合石墨炉原子吸收光谱法,建立了Pb？和Cd？的检测方法。优化的实验条件为：溶液pH=5.0,吸附时间为60 min,吸附剂用量为0.02 g。结果表明：吸附过程符合拟二级动力学反应模型;吸附反应是吸热过程。建立的石墨烯/二氧化钛复合材料富集-石墨炉原子吸收光谱法对Pb2＋和Cd2＋的检出限分别为0.086和0.006μg/L,相对标准偏差为3.2%和2.5%。将本方法应用于矿石标准样品的测定,测定结果与标准值相符;用于茶叶实际样品的测定,回收率为96.8%~105.0%。

石墨烯/二氧化钛复合材料的制备及催化性能研究

以石墨粉和钛酸四丁酯为原料，通过水热法一步合成了石墨烯／二氧化钛复合材料。采用XRD和SEM对该复合物进行了表征，并研究了光照条件、石墨烯含量、煅烧温度、光催化时间和pH等因素对聚丙烯酰胺降黏性能的影响。实验结果表明：在石墨烯／二氧化钛复合材料中，二氧化钛纳米颗粒均匀地分散在石墨烯层上；当在石墨烯质量分数为10％、煅烧温度为450℃、pH为6~7、光催化30min等条件下，石墨烯／二氧化钛复合材料在紫外光下对聚丙烯酰胺的光催化降黏率能达到96％以上。

石墨烯-二氧化钛复合材料光催化性能的研究进展

综述了石墨烯-二氧化钛复合光催化材料的发展进程、合成方法、优点和缺点。通过纳米石墨烯掺杂,添加EDTA和甲醇使纳米木质纤维素基磁性中空材料光催化活性提高,但也有可见光利用率低和定量回收和再利用难的问题。因此,在对磁性中空光催化材料未来发展方向进行展望时,提出应对磁性中空光催化材料进行优化,以提高中空材料对可见光利用率和定量回收和再利用的能力。

膨胀石墨和二氧化钛协同阻燃PA6复合材料及其性能研究

以膨胀石墨(EG)和二氧化钛(TiO2)为阻燃剂,制备了聚酰胺6(PA6)/EG/TiO2和PA6/EG复合材料,研究了EG和TiO2对PA6阻燃性能、力学和热稳定性能的影响。结果表明,EG对PA6的结晶性能没有影响,而TiO2的加入使EG的衍射主峰发生了偏移。EG单独加入及与TiO2复配加入PA6中都提高了复合材料的分解温度,后者使复合材料残炭率从0.48%达到最高值17.29%,热变形温度随着EG含量的增加而显著提高,当EG含量为20%时,热变形温度较纯PA6提高了92.9%,TiO2的加入对热变形温度影响不大。当EG含量20%时,LOI达到26.5%,UL94测试中达到V-2。TiO2复配后PA6/EG15复合材料的LOI提升,且滴落速度降低。EG在低含量(<10%)时对弯曲性能有提升作用,而对拉伸强度影响不大。在EG较大含量时(≥10%),复合材料的弯曲强度和拉伸强度都下降。TiO2的共同加入起到了协同增强的效果,弯曲强度较拉伸强度提升更明显。

不同工作介质下二氧化锰/膨胀石墨复合材料的电化学电容器行为

研究了氧化还原法制备二氧化锰/膨胀石墨复合材料用作电化学电容器,利用热重分析、比表面及X射线衍射方法对材料的组成及结构进行了表征,利用三电极循环伏安及充放电循环法研究了材料在硫酸钠、氯化钠、氯化钾及硝酸钾不同电解质中的电化学行为.研究结果表明,二氧化锰以非晶态的形式在复合材料中存在,膨胀石墨起良好电导作用,随其用量的增加,复合材料的比表面下降,但二氧化锰的比电容增加.不同工作介质中电化学行为显示,复合材料电化学行为的不同主要跟阳离子的种类有关.在钠离子电解质中,复合材料电极体现较高的表观电容和真实电容,在钾盐电解质体系中,复合材料电极的电流响应速度比较快,这是由于钠盐和钾盐溶液具有不同的水合数、水合半径和电导率.当复合材料中膨胀石墨的用量为24%左右时,复合材料在2mV/s扫描速度下,在1mol/LNa2SO4溶液中体现的比电容为220F/g,复合材料显示优良的循环性能.

二氧化钛/石墨烯复合材料的光电催化活性及动力学研究

利用Ti(SO4)2水解,在氧化石墨烯层间成核生长纳米Ti O2颗粒,制得Ti O2/氧化石墨烯复合材料,再通过还原反应制得Ti O2/石墨烯复合材料。通过XRD、FTIR、FE-SEM、HR-TEM等测试手段对复合材料进行表征。在可见光照射下,以复合材料为工作电极,光电催化降解酸性红B,研究复合材料的催化性能及反应动力学。结果表明:复合材料具有优良的可见光响应能力和光电催化能力。在外加电极电位为+0.05 V,30 min内的光电催化降解效率为1.08 mg/(min·g)。催化反应为一级反应,其活化能为24.55 k J/mol。

溶胶-凝胶法原位制备还原氧化石墨烯/二氧化钛复合材料及光催化性能

采用溶胶-凝胶法和改进的Hummers法制备了还原氧化石墨烯/二氧化钛(RGO/TiO2)复合光催化剂。对该光催化剂的形貌、结构进行了表征与分析,并以亚甲基蓝(MB)模拟有机废水,研究了该复合材料的光催化性能。结果表明,大量TiO2粒子负载在RGO片层表面形成膜层,分散均匀;在RGO/TiO2中,TiO2为锐钛矿型,RGO仍保留部分含氧官能团;RGO的引入使得RGO/TiO2吸收带发生红移,能带宽度由3.2 eV降低至3.0 eV;RGO/TiO2复合光催化剂具有良好的光催化降解性及循环稳定性,在持续光照MB溶液30 min后,最高降解率可达96.9%,5次循环光催化降解后,RGO/TiO2仍有近90%的降解效率。

还原石墨烯改性二氧化钛/壳聚糖多孔复合材料的光催化性能

采用冷冻浇注法制备TiO_2/壳聚糖多孔复合材料,研究二氧化钛含量对该复合材料的微观结构、抗压强度及光催化性能的影响。结果表明:TiO_2/壳聚糖多孔复合材料具有明显的长程有序结构,片层状排列的平行度良好。随TiO_2含量(质量分数,下同)从66.7%增加到88.8%,片层中的孔间距从50~45μm逐渐减小到5~10μm,片层厚度从2~3μm增加到20~25μm,多孔片层的致密度增大,复合材料的抗压强度也从0.05 MPa提高到0.12 MPa。当壳聚糖含量为13.3%、二氧化钛含量为85.7%、还原石墨烯含量为1%时,通过添加还原石墨烯对二氧化钛进行改性,所得的TiO_2/壳聚糖多孔复合材料在300 min时对甲基橙的光降解率由92.4%提高到97.0%。

二氧化钛嵌入膨胀石墨材料制备

采用重铬酸钾和过氧化氢为氧化剂,浓硫酸、乙酸酐和钛酸四正丁酯为插入剂,水洗、干燥、高温膨化法,成功地将膨胀石墨的制备方法与二氧化钛的制备方法相结合。嵌入后膨胀石墨的膨胀体积为280ml/g。实验证明了该材料不仅具有物化吸附性能,还可进行农药污水的降解。

一种石墨相氮化碳/二氧化钛复合材料催化剂的制备方法

本发明涉及一种石墨相氮化碳/二氧化钛复合材料催化剂的制备方法,包括：将尿素、硫脲和二氧化钛通过研磨混合均匀,450-500℃焙烧20-30 min,将得到的固体用稀硝酸超声处理,离心,洗涤,烘干,

膨胀石墨负载纳米二氧化钛光催化剂的制备、表征与其光催化性能

采用Degussa P25(P25)改性溶胶-凝胶法制备膨胀石墨(exfoliated graphite,EG)负载纳米二氧化钛(TiO2)光催化材料。用X射线衍射分析、扫描电镜、Brunauer-Emmett-Teller(BET)比表面积等分析技术对样品结构进行表征。讨论了材料制备过程中热处理温度、负载次数、改性溶胶中P25浓度对其结构与光催化剂活性的影响。结果表明:TiO2以纳米颗粒的形式牢固负载在EG薄片表面。具有疏松多孔蠕虫状结构的EG为TiO2提供高浓度的三维降解环境。当P25浓度为5g/L时,与EG复合的材料经500℃热处理3h后,对甲基橙溶液的降解效能最高。

负载二氧化钛的膨胀石墨的制备及表征

将干燥的天然鳞片石墨、浓硫酸、重铬酸钾、乙酸酐、过氧化氢和钛酸四正丁酯混合搅拌,洗涤,烘干,在高温下膨化制备得到具有光催化作用的吸附材料负载二氧化钛的膨胀石墨。并利用能谱、SEM、XRD等方法对二氧化钛膨胀石墨进行分析和表征。

氢氧化镁/膨胀石墨复合材料的制备

为改善膨胀石墨的阻燃性能,以天然鳞片石墨为原料、重铬酸钾为氧化剂、浓硫酸为插层剂制备可膨胀石墨,经原位滴定法得到氢氧化镁/膨胀石墨复合材料。用扫描电子显微镜和X射线衍射仪对样品进行微观形貌和物相分析。结果表明,所制备的膨胀石墨为蠕虫多孔结构,氢氧化镁为六方晶系,形貌为球形,平均粒径约为250 nm,且氢氧化镁纳米粒子成功负载于膨胀石墨的边缘和内壁。XRD表征显示,膨胀石墨的存在并未改变氢氧化镁的晶型结构。该研究可以为制备氢氧化镁/膨胀石墨复合型阻燃剂提供理论参考。

膨胀石墨基复合材料在电化学中的应用

膨胀石墨(EG)是由天然鳞片石墨制得的一种疏松多孔的蠕虫状新型碳材料,具有多孔结构、大比表面积、高表面能、良好的导电性和机械柔韧性等优点,有着广泛的用途。为了进一步提高原始多孔材料的性能,常常会将多孔材料与其他材料相结合,构建的复合材料能表现更优异的性能。在这篇综述中,着重介绍了基于膨胀石墨与金属纳米粒子、金属氧化物、金属硫化物、金属氢氧化物、导电聚合物以及金属有机骨架等构建的复合材料在电化学传感、电催化、电化学储能等方面的应用。

膨胀石墨负载氮掺杂二氧化钛降解甲基橙的光催化性能

采用溶胶-凝胶法制备了膨胀石墨负载TiO2和负载氮掺杂TiO2(N-TiO2)光催化剂,用XRD和SEM对样品进行表征,并以甲基橙溶液为目标降解物进行光催化性能的评价。结果表明:纳米TiO2可牢固地负载在膨胀石墨表面和层间,当达到吸附平衡后,煅烧温度为500℃条件下制备的膨胀石墨负载N-TiO2光催化剂在加入量为10 g/L、反应时间60 min的条件下,对初始浓度为15 mg/L的甲基橙溶液的降解率达到95.2%。

硬质聚氨酯泡沫/EG/MPP复合材料的制备及阻燃性能

将三聚氰胺聚磷酸盐(MPP)与可膨胀石墨(EG)进行复配,并采用一步法全水发泡法制备了硬质聚氨酯泡沫/可膨胀石墨/三聚氰胺聚磷酸盐(RPUF/EG/MPP)复合材料。在此基础上,采用热重分析(TG)、阻燃测试、微型量热(MCC)、扫描电镜(SEM)系统研究RPUF/EG/MPP复合材料的热稳定性、阻燃性、燃烧特性和炭渣微观形貌。研究表明,EG和MPP的加入可以明显提高RPUF/EG/MPP复合材料的热稳定性,40.6份MPP和20.3份EG的加入使得RPUF-2在800℃时,残炭率高达31.7%。阻燃测试表明,MPP和EG之间存在协效阻燃作用,其最大极限氧指数可达29.9%。微型量热测试表明,MPP和EG的加入可以有效降低RPUF复合材料燃烧过程中的热释放,提升其火灾安全性能。

膨胀石墨复合材料的电磁特性及其3mm、8mm波动态衰减性能研究

通过高温下膨化二茂铁与可膨胀石墨混合物的方法,制得附着铁氧化物的膨胀石墨复合材料．铁氧化物的主要成分为Fe2O3、Fe3O4,随着铁氧化物含量的增加,其平均电导率呈下降趋势,而磁化强度逐渐增强,复合材料呈亚铁磁性．在不影响膨胀石墨电损耗吸收的同时,复合材料增加了磁损耗吸收,其3mm、8mm波动态衰减效果明显优于单纯的膨胀石墨．二茂铁和可膨胀石墨的质量比为2-3:5时,3mm、8mm波动态衰减能力最强．

丁腈橡胶/膨胀石墨导电纳米复合材料的制备和性能

采用熔融插层法制备了丁腈橡胶/膨胀石墨纳米复合材料。扫描电镜(SEM)研究表明,超声处理后的膨胀石墨薄片厚度为纳米级。透射电镜(TEM)研究证实,膨胀石墨确以纳米级尺寸分散在橡胶基体中。力学性能研究表明,填加5份膨胀石墨时,纳米复合材料的拉伸强度最大,为28·4MPa,是不含膨胀石墨的复合材料的1·8倍。导电性能研究显示,填加10份膨胀石墨时,纳米复合材料的表面电导率和体积电导率分别为1·1×10-9S/cm和1·2×10-9S/cm,是不含膨胀石墨的复合材料的100倍和43倍。