花状ZnO/石墨烯复合微球制备及其光催化性能的研究

采用简单有效的水热法合成ZnO/石墨烯复合微球,运用SEM和XRD对制备样品的结构、形貌和性质进行表征和分析。ZnO/石墨烯复合微球的光催化性能通过紫外光照射光催化降解甲基橙进行分析,并进行了讨论。结果表明:复合材料中石墨烯质量的含量为3%时,在紫外线照射下,光催化时间140min时,甲基橙降解率最大到达率为90%。

氧化石墨烯/壳聚糖复合微球的制备及其对铌的吸附性能

实验采用改进Hummers法合成了氧化石墨烯(GO),再用壳聚糖(CS)与GO制备了交联壳聚糖微球(GCCS)和GO质量分数分别为2%、5%、10%的氧化石墨烯/壳聚糖复合微球(GOCS),对其进行了表征,并研究了其对Nb的草酸配合物的吸附性能。结果表明,在1mmol/L的H_2C_2O_4溶液介质中,优化的吸附条件为GOCS中GO的质量分数为5%、pH=3。该吸附反应符合Langmuir等温吸附模型,为单层吸附,理论最大吸附量为38.46mg/g。动力学实验表明,该吸附反应符合准二级动力学模型。热力学实验表明,该吸附反应为自发反应、放热反应。采用5mL 1mol/L的HNO_3溶液进行洗脱实验,洗脱率为84.9%。3次吸附洗脱循环实验,吸附率和洗脱率并未出现明显下降,表明再生性能良好。

高可见光活性微球状石墨烯/BiVO_4复合光催化剂的水热合成

采用水热法合成了微球状石墨烯/BiVO_4(Gr/BiVO_4)复合可见光光催化剂,以XRD、SEM、HRTEM、XPS及UV-vis漫反射技术对样品的晶相结构、微观形貌、组成和吸光性能等进行了表征分析。可见光照射下,Gr/BiVO_4样品对MB的降解性能均优于纯BiVO_4,当Gr含量为7.3%,可见光照射100 min时,对MB完全脱色,且重复使用6次后,依然具有较高的光催化活性。这是由于石墨烯与BiVO_4之间存在较强的相互作用,这种强的相互作用可加快BiVO_4粒子和石墨烯之间的电荷传输,有效抑制光生电子和空穴的复合。

镁合金表面微弧氧化/氧化石墨烯/硬脂酸复合超疏水涂层在不同盐雾条件下的腐蚀过程

[目的]研究镁合金表面超疏水复合涂层在标准中性盐雾(35℃)、45℃的中性盐雾和模拟海水盐雾3种试验条件下的腐蚀过程。[方法]在AZ91D镁合金表面先后采用微弧氧化、电沉积和自组装技术制备了微弧氧化/氧化石墨烯/硬脂酸(MAO/GO/SA)超疏水复合涂层。[结果]在3种盐雾试验条件中,复合涂层出现腐蚀坑前都能维持超疏水状态,水接触角保持在150°左右。出现腐蚀坑后,标准中性盐雾条件下涂层的水接触角比其他两种盐雾条件下降得更慢。极化曲线测试结果表明,复合涂层的腐蚀电流密度比镁合金基体降低了3个数量级。3种盐雾条件下试验192 h后,复合涂层的腐蚀电流密度仍比镁合金基体低,但标准模拟海水盐雾试验后试样的腐蚀电流密度增速最快,涂层最先被腐蚀。[结论]MAO/GO/SA超疏水复合涂层具有优异的耐蚀性,能够有效阻止介质对镁合金基体的腐蚀,令镁合金基体的腐蚀速率降低。

氧化石墨烯/硅藻土复合微球的制备及吸附性能研究

通过微波干燥工艺制备氧化石墨烯(GO)硅藻土(DE)复合微球,采用扫描电子显微镜(SEM)对微球结构进行了表征.以亚甲基蓝(MB)模拟水中的有机污染物,研究了不同制备工艺、吸附剂比例对所制备的复合微球吸附性能的影响.结果表明:通过微波干燥工艺制备出了具有三维立体结构的GO/DE复合微球;微波工艺显著改善了GO/DE复合微球对MB的吸附性能,当GO与DE的质量比为1∶150时去除率达99.9%,且微球经过循环吸附性能测试后吸附率仍大于90%.

壳聚糖/氧化石墨烯磁性复合微球的制备及其性能

为了获得一种高效可回收再生利用的染料废水吸附剂,用壳聚糖、氧化石墨烯（GO）和磁性Fe3O4粒子通过反相乳液交联法制备出壳聚糖/GO磁性复合微球（MCGO）.研究了油水比例对MCGO的粒径、形貌的影响,对MCGO的结构、形貌、热性能、磁性能等进行了表征.结果表明,MCGO平均粒径为1-5μm,饱和磁化强度（Ms）为18.35emu/g.通过考察GO含量、溶液pH值、溶液初始浓度以及吸附时间对吸附性能的影响,研究MCGO对甲基橙水溶液的吸附性能,研究结果对于制备高效和可回收利用的染料废水用吸附剂具有积极意义.

石墨烯-ZnIn_2S_4纳米复合微球的制备及光催化产氢活性

采用光催化还原法制备了石墨烯-Zn In2S4纳米复合微球。采用XRD、SEM、TEM、FT-IR、XPS和DRS等手段对样品进行表征,结果表明,经过光催化还原处理后氧化石墨被还原成石墨烯,Zn In2S4纳米微球负载在石墨烯表面。光催化产氢的实验结果表明,当石墨烯含量为2.0wt%、光催化还原时间为24 h时,石墨烯-Zn In2S4纳米复合微球在模拟太阳光下产氢量达到1540.8μmol,是纯Zn In2S4纳米微球的9.8倍。增强光催化性能的原因归结为石墨烯在复合光催化剂中起到了电子快速传输作用,同时还对纳米复合微球光催化产氢反应机理进行了分析讨论。

反应挤出原位阴离子聚合尼龙6/石墨烯复合微球的连续制备与表征

以己内酰胺(CL)、苯乙烯(St)及氧化石墨烯(GO)为主要原料,首先在熔融的CL中经自由基聚合得到聚苯乙烯(PS)/CL/GO混合熔体,然后在双螺杆挤出机中引发CL阴离子聚合生成尼龙6(PA6),获得PS为连续相、GO选择性分布于球状PA6分散相的PA6/PS/GO三元混合物,最后去除PS相制备PA6/GO复合微球。采用扫描电镜、透射电镜、热失重及差示扫描量热等方法,研究了GO在三元混合物中的选择分布、PA6/GO复合微球的结构及耐热性。结果表明,在三元混合物中GO选择性分布于PA6相中;随着GO含量增加,PA6/GO复合微球的直径减小;与纯PA6微球相比,PA6/GO复合微球具有更高的热稳定性。

褶皱石墨烯微球制备与浸润性调控及其丙酮感知研究

为了增加表面粗糙度,获得超疏水复合材料,本文引入水-丙酮的二元溶剂,探究氧化石墨烯(GO)在二元溶剂中的分散与蒸发,而后通过喷雾油炸法,得到褶皱石墨烯微球(FGO),探究溶剂组分对浸润性的影响,最后将FGO与聚二甲基硅氧烷(PDMS)复合,制成对丙酮敏感的超疏水传感器。结果表明:在二元溶剂中,水的组分为20%时,GO在其中分散良好并且有不错的蒸发率,得到的FGO接触角为149.1°;制备的复合材料结合良好,具备150.2°的超疏水性能,同时能在丙酮浓度为0.03~0.075 mol/L时具有良好感知性能,灵敏度达到115 (mol/L)^(-1)。

石墨烯/Al复合材料的显微组织和物理性能研究

铝基复合材料具有重量轻、高耐蚀性、热膨胀系数低、导电导热性能优异和加工性能优良等优点而成为当前轻金属基复合材料研究的主流,其中,石墨烯/Al复合材料是目前研究的热点方向。为了研究石墨烯含量对石墨烯/Al复合材料物理性能的影响,本文采用了冷压烧结法制备了石墨烯质量分数为0%(纯铝)、0.3%、0.6%和0.9%的石墨烯/Al复合材料,采用光学显微镜、扫描电子显微镜及其自带的能谱仪分析石墨烯/Al复合材料的微观形貌及化学成分,采用高精度固体密度仪、显微硬度计、高温DSC分析仪和激光导热系数测量仪测试分析石墨烯/Al复合材料的密度、硬度、比热容、热扩散系数和导热系数,对比分析了不同石墨烯含量对石墨烯/Al复合材料性能的影响机制。结果表明,石墨烯/Al复合材料中石墨烯均匀的分布在铝基体中,石墨烯的添加能够使基体产生明显的晶粒细化,当石墨烯含量超过0.6%时,在复合材料中出现石墨烯的团聚现象。随着石墨烯含量的增加,复合材料的密度和致密度逐渐减小,硬度值呈现先增大后减小的趋势,比热容逐渐降低,热扩散系数先增大后略微减小,导热系数缓慢上升。

分散聚合原位制备聚苯乙烯/氧化石墨烯复合微球

为获得粒径分布较窄的聚苯乙烯/氧化石墨烯(PS/GO)复合微球,以偶氮二异丁腈(AIBN)为引发剂、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)为分散剂,在乙醇-水混合分散介质中进行苯乙烯的分散聚合。研究醇水质量比、GO的添加时间和GO的添加量对复合微球形貌和粒径分布的影响。采用傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、原子力显微镜(AFM)、冷场发射扫描电子显微镜(FESEM)、X线衍射仪(XRD)、差示扫描量热法(DSC)和黏度法表征复合微球的微观结构、相互作用力与分子量。结果表明:粒径为0. 78～1. 15μm的PS/GO复合微球呈单分散; GO片层与PS链段之间存在较强的相互作用;微球的分子量和产率都随着GO添加量的增大先增大后减小。

氧化石墨烯/纤维素复合微球对亚甲基蓝的吸附性能研究

为处理废水中的亚甲基蓝(MB),本文在NaOH/尿素水溶液中,将微晶纤维素(MCC)与氧化石墨烯(GO)复合,利用反相悬浮法制备出复合物微球(MCC/GO)。通过傅里叶红外光谱(FTIR)表征复合物证实MCC与GO成功复合,利用热重分析(TGA)表征后证实其具有良好的热稳定性。将其应用于吸附MB,研究了吸附时间和吸附剂用量对其吸附性能的影响。实验结果表明,MCC/GO用于吸附MB时,可在6 h达到吸附平衡;当吸附剂用量为30 mg时,吸附量达到最大值88.4 mg·g^(-1)。

氧化石墨烯复合材料载药微球的制备与性能研究

背景:重度骨结核治愈率低且需要长期服药,但口服药物不良反应大。将载药缓释微球定量置于病灶处不仅可以确保药物浓度和精准治疗,还能有效调控药物释放速度,减少不良反应。目的:优化氧化石墨烯/丝素蛋白/利福平微球的制备工艺。方法:采用乳化法制备氧化石墨烯/丝素蛋白/利福平微球,在确定丝素蛋白浓度3.5%、水油比为1∶6、司盘80与石蜡比1∶10、温度为50℃、利福平与药物载体溶液比50mg∶1mL作为定量的前提下,考察不同搅拌速度(200,500,800 r/min)、不同有机溶剂与水相体积比(1∶1、4∶1、6∶1)及不同氧化石墨烯溶液与丝素溶液溶质比(0.1%,0.25%,0.5%)条件下制备出载药微球的微观形貌、载药率和包封率,确定较佳的制备工艺。结果与结论:(1)扫描电镜显示,500 r/min制备的微球大小均匀,成球性较好;有机溶剂与水相体积比为4∶1制备的微球成球效率较好;氧化石墨烯溶液与丝素溶液溶质比为0.1%制备的微球成球率较高。(2)综合载药率和包封率检测结果,再结合氧化石墨烯/丝素蛋白微球的细胞毒性实验结果,选择在搅拌速度500 r/min、有机溶剂与水相体积比为4∶1、氧化石墨烯溶液与丝素溶液溶质比为0.1%的条件下制备微球,微球的成球率高,载药量为13.5%,包封率为61%,并且该微球在体外可稳定释放药物,在96 h内累计释药量约为67.3%,药物缓控释过程由扩散和溶蚀共同作用。

石墨烯/壳聚糖复合微球的制备及其蛋白质吸附评价

针对石墨烯材料存在活性基团少和不可逆相互叠堆的缺陷,以及难以制备成球这一问题,利用微流控装置控制微球形貌和尺寸,通过酰胺化反应对微球结构进行固化,表面改性后获得石墨烯/壳聚糖复合微球(G/CS microsphere)吸附剂。通过光学显微镜和扫描电子显微镜(scanning electron microscope,SEM)观察,证实微球具有较好的球形度,颗粒尺寸约为200μm。随后,以牛血清白蛋白(bovine albumin,BSA)和血红蛋白(hemoglobin,Hb)为分离对象,考察了新型吸附微球的静态、动态吸附行为。结果表明,复合微球对模型蛋白质的吸附与其等电点密切相关,吸附行为符合Langmuir吸附等温线模型及二级动力学模型,最大吸附容量分别为76.01 mg/g(BSA pH=5.8)和189.21 mg/g(Hb pH=6.8)。

三维石墨烯/磁性空心微球/导电聚合物的复合吸波材料的制备与性能测试

采用模板法制备磁性空心微球,导电聚合物(聚吡咯、聚苯胺等)和氧化石墨烯(GO)凝胶复合,制得GO/导电聚合物的二元材料,再将上述材料和磁性空心微球用水热法制备得到三维石墨烯(3DrGO)/磁性空心微球/导电聚合物的三元复合吸波材料.采用SEM、TEM、XRD、Raman等表征手段对三元复合吸波材料的微观形貌、结构特征、电化学性能进行表征对比分析,解释其复合和吸波的机制和原理.通过网络矢量分析仪测量在不同频率的屏蔽效能和吸波效能,调整磁性空心微球的负载率以及磁性空心微球的成分比例,从而得到综合性能最为优良的吸波材料.

金属有机骨架/石墨烯复合气凝胶微球的制备

为提高金属有机骨架材料ZIF-8(Zn(Hmim)_(2),Hmim=2-甲基咪唑)的性能及扩展其应用范围,以石墨烯气凝胶微球(rGOAM)为载体,将ZIF-8均匀负载于石墨烯片层上,制得ZIF-8/石墨烯复合气凝胶微球(ZIF/rGOAM)。首先通过静电喷雾结合热/微波还原得到2种多孔、疏水的rGOAM,然后采用原位生长的方法,在水溶液中使ZIF-8于石墨烯微球的片层原位生成,得到ZIF/rGOAM。通过表征2种不同还原方式得到的ZIF/rGOAM,结果表明ZIF-8能够均匀紧密地负载到石墨烯气凝胶微球上。而相比于微波还原,热还原的石墨烯气凝胶微球的还原程度更低,具有更多含氧基团,能够固定更高含量的金属离子,因此ZIF-8的负载量更高,得到具有更好性能的复合气凝胶微球。所得ZIF/rGOAM由于气凝胶微球的多孔性,提高了ZIF-8的利用率,在气体吸附、电极材料等方面具有很大的应用潜力。

石墨烯/SiO2复合气凝胶微球的制备及其吸附性能研究

以硅溶胶为原料,通过W/O乳液法结合溶胶-凝胶过程制备SiO2气凝胶微球。在硅溶胶中掺杂氧化石墨烯(GO),经过洗涤、溶剂替换、表面改性、真空干燥制备出掺杂量不同的氧化石墨烯/SiO2复合气凝胶微球(GOS-CAMs),最后经高温处理得到石墨烯/SiO2复合气凝胶微球(GS-CAMs)。经过堆密度、氮气吸附-脱附、扫描电子显微镜及傅里叶变换红外光谱等测试,选择GO掺杂量为0.4%(wt,质量分数,下同)的GS-CAMs,分别与石墨烯、SiO2气凝胶微球进行对比,研究其在不同温度下对水溶液中不同浓度甲苯的吸附性能,并从吸附热力学、吸附动力学探讨其吸附机理。结果表明:掺杂量为0.4%的GO制备的GS-CAMs的综合性能最好,其松散堆密度为300kg/m3,比表面积、平均孔径分别为328m2/g、31.23nm;与纯SiO2气凝胶微球相比,GS-CAMs的比表面积、孔径明显增加;GS-CAMs对不同温度下不同浓度甲苯水溶液的最大饱和吸附量为211mg/g,约为SiO2气凝胶微球、石墨烯吸附量的1.2倍、1.6倍。吸附过程符合Langmuir等温吸附模型和准二级动力学模型。

羟基磷灰石-氧化石墨烯复合微球的制备及性能

载药微球目前在生物医用材料方面得到广泛研究,但存在载药量不高和突释等问题,为解决此类问题,利用羟基磷灰石(hydroxyapatite,HA)和氧化石墨烯(graphene oxide,GO)制备羟基磷灰石-氧化石墨烯(HA-GO)复合微球.首先采用硬模板法合成球状碳酸钙-氧化石墨烯(CaCO_(3)-GO)复合材料,然后通过水热法以离子交换方式成功制备了球状中空HA-GO复合微球,研究不同合成条件对HA-GO复合材料的影响.通过X射线粉末衍射、傅里叶红外光谱、拉曼红外光谱、场发射扫描电子显微镜和紫外可见分光光度计等测试方法对所制备样品进行分析和表征,并以姜黄素作为载药模型对复合微球载药性能进行测试,通过包封率及载药量两个指标对复合微球的载药性能进行评估,同时测试微球样品材料的细胞毒性.研究表明:体系反应物的浓度及水热反应时间对复合微球的成型效果影响较大,在初始反应物浓度为0.3 mol/L、水热反应时间为6 h时,可制得形貌良好的中空HA-GO复合微球,所制的复合微球粒径为5.1~7.7μm,孔径约为40 nm.研究还发现,球状结构能提高药物的负载量,复合微球的药物包封效率为(20.90±0.31)%,载药量为(2.95±0.19)%.由此表明,该方法制备的HA-GO复合微球有良好的医用价值.

氧化石墨烯/聚苯乙烯复合微球的制备及热性能

采用表面活性剂为分散剂,通过悬浮聚合制得氧化石墨烯/交联聚苯乙烯复合微球,并对复合微球进行了扫描电镜、X射线衍射、红外光谱及热重等测试表征。结果表明,氧化石墨烯能够均匀分散在交联聚苯乙烯微球中;并且氧化石墨烯片层上能够牢固吸附聚苯乙烯分子链。氧化石墨烯的良好分散及对分子链段的吸附可有效地提高复合微球的热稳定性,氧化石墨烯质量分数为0.4%时,复合微球外推起始分解温度提高约50℃;然而氧化石墨烯的加入一定程度降低了复合微球的交联密度,其玻璃化转变温度仅提高2~4℃。

氧化石墨烯/多孔SiO_(2)微球复合材料的吸附性能研究

制革原料皮在加工过程中会产生大量的蛋白质残留物,利用吸附剂从制革废水中分离回收蛋白质可以实现制革废水污染物的循环使用。以鱼皮胶原蛋白为生物质模板,加入氧化石墨烯(GO)粉末,合成了氧化石墨烯/多孔SiO_(2)微球复合材料(GO/C-PSM)。以蛋白水解酶溶菌酶(LZ)为理论研究对象,结果表明GO/C-PSM对LZ的最大吸附量为45.4 mg/g,吸附过程与拟二级吸附动力学模型相符,同时GO/C-PSM对LZ的吸附等温线模型与Langmuir等温线模型相契合。GO/C-PSM在经过5次循环后,吸附率仍达到80%以上。此外,GO/C-PSM对实际制革工业废水中的蛋白质也有一定的吸附分离效果。