UiO-66/氧化石墨烯的制备及对水中四氯化碳的吸附

采用溶剂热法制备了UiO-66和UiO-66/氧化石墨烯复合材料;以水中四氯化碳为处理对象,研究了吸附时间、污染物浓度及温度等因素对吸附过程的影响,并对吸附过程进行动力学和热力学模拟探讨。结果表明,当四氯化碳浓度为10 mg·L^(-1)、30℃时,吸附反应在6 h达到平衡,四氯化碳的去除率为87.5%。UiO-66/氧化石墨烯材料对四氯化碳的吸附过程符合拟二级动力学模型。热力学结果显示ΔG<0、ΔH>0、ΔS>0,由此判断吸附过程是自发、吸热和熵增加的过程。UiO-66/氧化石墨烯材料中比表面积、表面分散力和晶体缺陷的增加使其对四氯化碳具有更好的吸附性能。

尼龙66/氧化石墨烯纳米复合材料力学性能的分子动力学模拟

氧化石墨烯是一种理想的纳米填料,可以用于提高聚合物复合材料的力学性能。利用分子动力学模拟和ReaxFF反应力场研究了尼龙66/氧化石墨烯纳米复合材料的力学性能。模拟结果表明:氧化石墨烯片在尼龙66基体中具有较好的分散性,加入5片氧化石墨烯片后(质量分数为3%),尼龙复合材料在室温下的密度为1.12g/cm3,玻璃化转变温度为389 K;复合材料的屈服强度和杨氏模量比纯尼龙66分别提高了27%和49%,达到2 512 MPa和9 448 MPa;氧化石墨烯分子和尼龙分子链间能形成分子间氢键,通过氢键分析揭示了尼龙66/氧化石墨烯复合材料力学性能增强的微观机理,当拉伸过程开始后,每片氧化石墨烯和尼龙分子链间的氢键数量保持在3~4个,这些分子间氢键使得氧化石墨烯片和尼龙分子间保持着较强的结合力,尼龙基体所受的拉伸应力能够转移到强度更高的氧化石墨烯片上,从而实现材料力学性能增强的效果。

功能化UiO-66/GO光催化剂的微波合成及其光响应特性研究

光催化降解是一种有效的环境修复方法,金属有机骨架材料(MOFs)具有高比表面积、丰富的拓扑结构和易于调节的多孔结构等优点,近年来,在光催化领域引起了越来越多的关注。利用方便的微波辅助一步法,合成了氨基化UiO-66/GO复合材料,并用于去除水中有机染料的可见光催化降解。氧化石墨烯(GO)含有大量的羟基和羧基,可以用来捕获电子、促进电子移动和限制光子产生载流子的复合。通过对功能化UiO-66/GO光响应特性的研究证实了GO的加入可以有效提高氨基化UiO-66的结构稳定性和光稳定性,抑制光腐蚀,提升光催化降解效果。

UiO-66/GO纳米复合材料的制备及吸附性能

以四氯化锆（ZrCl4）、对苯二甲酸（H2BDC）和氧化石墨烯（GO）为原料,采用溶剂热法合成了一种纳米复合材料UiO-66/氧化石墨烯（UiO-66/GO）。采用SEM、TEM、XRD、FTIR和N2吸附-解吸对UiO-66/GO进行了测试和表征。结果显示：UiO-66均匀生长在GO片上形成一种2D负载结构;GO的添加不影响UiO-66的晶型;当GO的质量分数为2%时,UiO-66/GO-2复合材料具有最高的比表面积（738 m^2/g）。UiO-66/GO-2的协同效应使其对刚果红（CR）的去除率远高于UiO-66和GO,其Langmuir模型的理论最大吸附量为561.79 mg/g,分别是相同条件下UiO-66和GO对CR吸附量的2.8倍和7.1倍。

GO-g-PPE改性PA66复合材料的制备与性能

首先通过静电作用将氧化石墨烯(GO)与2,3–环氧丙基三甲基氯化铵(GTMAC)结合,再与马来酸酐(MAH)接枝聚苯醚(PPE)(PPE-g-MAH)发生反应,制得PPE接枝GO (GO-g-PPE)作为尼龙66 (PA66)材料的改性剂,采用共混挤出方式得到GO-g-PPE改性PA66复合材料。探讨了接枝前后的改性剂及添加量对复合材料力学性能、吸水率和摩擦性能的影响,采用扫描电子显微镜、差示扫描量热分析对复合材料界面相容性及热性能进行表征。结果表明,接枝后的GO-g-PPE与PA66的界面相容性明显优于仅添加GO/PPE的效果;当加入GO-g-PPE的质量分数≤0.8%时,随着GO-g-PPE用量的增加,GO-g-PPE改性PA66复合材料的力学性能有所提升,再继续增加GOg-PPE的用量反而使复合材料的力学性能下降。添加质量分数0.8%的GO-g-PPE时,GO-g-PPE改性PA66复合材料的热性能、力学性能最佳,与纯PA66相比,复合材料的结晶温度升高4℃,拉伸强度提高8.9%,断裂伸长率提高17.9%,缺口冲击强度提高37.6%;添加质量分数1.0%的GO-g-PPE时,复合材料的吸水率降低35.1%,摩擦系数减小14.3%。

无针电纺空气过滤用尼龙66复合纳米纤维膜的研究

为减少空气污染带来的危害,使用无针静电纺丝设备制备了PA66/SiO_(2)、PA66/GO复合纳米纤维过滤膜。研究了不同浓度的SiO_(2)、GO对复合纳米纤维膜形貌、孔径分布、强度及过滤性能的影响。结果表明:当SiO_(2)浓度为20%时,复合膜的过滤性能最佳,对0.3μm NaCl气溶胶颗粒的过滤效率达99.84%,阻力122.85Pa,品质因子为0.0524Pa^(-1),相比较于未改性品质因子提升了36.8%。而当GO浓度为0.3%时,复合膜拉伸性能最好,断裂强度和断裂伸长率分别为7.52MPa和47.05%,相比较于未改性,分别增加了88.47%和22.85%。