端羟基超支化聚(胺-酯)非共价改性氧化石墨烯

采用改进的Hummer方法制备了氧化石墨烯(GO),并利用端羟基超支化聚(胺-酯)对其非共价功能化。采用傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、拉曼光谱(Raman)、X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和热重分析(TG)及紫外可见分光光度等方法对氧化石墨烯表面改性的性能进行了分析。FT-IR,Raman,XRD和TG分析结果表明,超支化聚(胺-酯)分子成功改性了氧化石墨烯;XRD分析表明,随着超支化聚(胺-酯)含量的增加,石墨烯片层层间距增大,这说明超支化分子能够渗透插入到氧化石墨烯片层之间;Raman分析表明,吸附在氧化石墨烯表面的超支化聚(胺-酯)提高了氧化石墨烯表面的无序化程度和石墨烯结构的不完善程度。SEM形貌分析表明超支化聚(胺-酯)大分子覆盖在氧化石墨烯的表面上,且通过对改性前后氧化石墨烯在乙醇和正己烷中透光率的对比,表明改性后的氧化石墨烯分散性能得到了明显提高。

非共价改性法制备聚苯乙烯/高分散石墨烯复合材料

以工业化石墨烯粉体(IGN)与苯乙烯为原料,聚乙烯醇、磷酸三钙为分散剂,过氧化苯甲酰为引发剂,聚苯乙烯(PS)树脂作为非共价改性组分,通过超声分散、悬浮聚合法制备了聚苯乙烯/高分散石墨烯复合材料,探究了超声分散时间与PS含量对IGN在复合材料中的分散性影响机理。结果表明,PS可提高IGN在苯乙烯(St)单体中的相容性;超声时间30min,PS添加量为St单体质量的3%时,复合材料微观形貌较好,IGN分散性较佳;随着PS/IGN中IGN含量的增加,复合材料的外延起始降解温度逐渐提高40℃,玻璃化转变温度最大提升7.3℃,拉伸强度由43.5 MPa增强至68.3MPa,提升近65%。

叶绿素铜钠非共价改性石墨烯的研究

为提高石墨烯的应用价值,本研究采用叶绿素铜钠对还原氧化石墨烯(RGO)进行非共价键改性,改性后的石墨烯在水溶液中具有良好的分散性能。采用红外光谱对产物结构进行了表征;通过紫外光谱对比分析了不同比例的复合物,发现在叶绿素铜钠和石墨烯之间存在较强的电子效应;热重分析(TGA)表明非共价的叶绿素铜钠-石墨烯复合物中叶绿素铜钠的含量比较高;扫描电镜(SEM)考察了叶绿素铜钠-石墨烯复合物的形貌特征。

超支化聚乙烯-b-聚甲基丙烯酸甲酯嵌段共聚物的合成、表征及其对多壁碳纳米管表面非共价改性作用研究

首先在烯烃聚合后过渡金属催化剂Pd-diimine结构中引入原子转移自由基聚合(ATRP)引发基团,随后利用所得含ATRP引发基团的Pd-diimine催化剂(Pd-ATRP)依次引发乙烯配位聚合和甲基丙烯酸甲酯(MMA)的原子转移自由基聚合,制得超支化聚乙烯-b-聚甲基丙酸甲酯(HBPE-b-PMMA)二元嵌段共聚物。分别运用氢核磁共振波谱(1HNMR)、傅立叶变换红外光谱(FTIR)及差示扫描量热分析(DSC)技术对所得共聚物的结构进行了表征,并通过透射电子显微镜(TEM)及热重分析(TGA)就其对多壁碳纳米管(MWCNTs)表面的非共价改性作用进行了考察。结果表明:所得共聚物HBPE-b-PMMA具有二元嵌段结构,借助其与MWCNTs间的非共价相互作用,可显著提高后者在有机溶剂及PMMA熔体中的纳米级分散能力。

非共价改性碳纳米管在ORR中的应用进展

氧气还原反应(ORR)是多种燃料电池的阴极反应,但是动力学过程缓慢等问题制约了ORR性能的提高。制备以改性碳纳米管为载体的电催化剂是提高ORR性能的有效手段,受到越来越多研究人员的关注。介绍了国内外学者有关非共价改性碳纳米管用于ORR的最新研究进展,着重综述了小分子改性和聚合物改性的方法,主要包括电中性小分子、离子型电解质、电中性高聚物、离子型聚电解质改性,并对非共价改性碳纳米管基ORR催化剂的研究前景进行了展望。

单宁基超支化叔碳酸酯非共价改性石墨烯的研究

用单宁酸(TA)和叔碳酸缩水甘油酯(CE10)通过环氧开环反应合成单宁基超支化叔碳酸缩水甘油酯(TACE)。将TACE加入氧化石墨烯(GO)的N,N-二甲基甲酰胺(DMF)溶液中,经水合肼还原得到最终产物RGO@TACE。采用傅里叶变换红外光谱、拉曼光谱、X射线衍射、热失重分析、透射电子显微镜等对产物进行表征。结果表明:TACE成功改性石墨烯;石墨烯表面TACE的负载量和反应过程中GO与TA的投料比有关;TACE的存在阻止了石墨烯片层在还原过程中发生堆叠,并且提高了石墨烯在DMF、丙酮等溶剂中的分散性。

氮化硼纳米材料功能化改性及对聚合物基材性能调控研究进展

氮化硼纳米材料因具有良好的机械性能、绝缘性能、抗氧化性能以及优良的导热性能等,通常将其添加到聚合物中来调控和改善聚合物基复合材料的性能,但无机氮化硼纳米材料与有机聚合物材料的不相容性会导致纳米复合材料的机械和热性能削弱,使其难以充分发挥自身优越性能。因此,对氮化硼纳米材料进行功能化改性处理以改善界面相容性、提高材料分散能力和调整纳米材料的表面性质的研究迫在眉睫。综述了功能化改性氮化硼纳米材料的研究进展,详细介绍了氮化硼的结构特征、物理和化学性质,归纳了氮化硼功能化改性在聚合物基复合材料的应用。最后,对功能化改性氮化硼纳米材料的发展趋势进行了展望。

非共价键功能化石墨烯/高分子纳米复合材料的制备及性能研究进展

因石墨烯杰出的电学、热学、力学及生物学特性,石墨烯基复合材料引起了广泛的关注。综述了非共价键改性石墨烯/高分子纳米复合材料的制备及其性能。研究发现,所制备的石墨烯基复合材料具有高比表面积、较好的柔韧性、优良的相容性等特性,石墨烯的加入拓宽了高分子在物理、化学、生物医药等领域的研究。

原子转移自由基聚合法在改性碳纳米管中的应用

原子转移自由基聚合(ATRP)以其适用单体范围广、反应条件温和、分子设计能力强等优点受到各领域科学家的普遍关注。在介绍ATRP原理及特点的基础上,综述了ATRP在改性碳纳米管方面的研究进展,主要包括通过ATRP对碳纳米管进行非共价改性、共价改性以及ATRP与其他技术共同作用的改性方法,对应用ATRP改性碳纳米管的研究方向进行了分析。

单宁酸改性制备光敏碳纳米管及UV光固化AESO复合膜的制备

本文以单宁酸(TA)和甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)为原料,通过开环反应制备出含有双键的光敏单宁酸(pTA),并通过π-π非共价键作用使其吸附到碳纳米管上,得到pTA修饰后的具有良好分散性的光敏碳纳米管(pTA/MWCNTs)。再将该pTA/MWCNTs作为填料添加到环氧大豆油丙烯酸酯(AESO)中,通过UV光固化得到AESO-pTA/MWCNTs复合膜。利用pTA对MWCNTs进行改性,提高了MWCNTs的分散性,同时引入双键,使得pTA/MWCNTs能够参与到光固化过程中,提高了碳纳米管与AESO基质间的界面粘结力,对AESO起到了比较好的增强作用。本文还研究了pTA/MWCNTs的加入对AESO复合涂料光固化动力学及涂膜性能的影响,结果表明该pTA/MWCNTs的掺入提高了光固化AESO复合膜的力学性能,当掺入量为0.8%时,对膜的增强效果最好,与纯AESO比较,其拉伸模量提高了390%,拉伸强度提高了110%。

石墨烯的改性及其在复合材料中的应用

综述了石墨烯在以取代反应、缩合反应和加成反应为主的共价键改性领域,以及自组装、范德华力和氢键为主的非共价键改性领域的研究进展及其在复合材料中的应用。同时分析总结了未来石墨烯改性技术的发展思路。今后该领域的研究将更加侧重于石墨烯改性的环保性和经济性,开发环境污染小、成本低的石墨烯改性新工艺和新技术将成为未来追求的主要目标。

石墨烯表面改性研究进展

石墨烯(Graphene)是一种具有优异的电学、热学、力学等物理化学性能的二维碳纳米材料。其应用涵盖电池、传感器、超级电容器和复合材料等领域。但石墨烯片层之间具有很强的π-π相互作用以及高比表面能导致其具有很强的化学惰性,易趋于聚集,限制其优异的性能的发挥。因此石墨烯必须经过适当的改性以促进其在溶剂或基体树脂的分散,进一步拓展石墨烯的应用范围。石墨烯表面改性方式一般分为化学改性(共价键改性)、物理改性(非共价键改性)以及元素掺杂改性。本文从这三种改性方式综述了石墨烯的表面处理方法目前取得的进展,并展望了石墨烯改性未来的发展。

石墨烯制备与改性的研究进展

石墨烯具有优异的光学、电学和力学特性,在材料科学、超级电容器、能源、传感器、纳米器件和锂离子电池等领域具有巨大的应用前景,石墨烯的制备及改性是石墨烯应用的前提。介绍了石墨烯的主要制备方法和还原方法,然后从改性原理出发,分类概述了基于羧基、环氧基团和共轭结构的共价键改性石墨烯的研究进展,及基于π-π堆叠作用、静电力作用和氢键作用的非共价键改性石墨烯的研究进展。最后,对石墨烯材料发展存在的主要问题及发展方向进行了展望。