FAGO/丙烯酸酯乳胶膜的制备及性能表征

采用种子乳液聚合法制备了丙烯酸功能化氧化石墨烯(FAGO)/丙烯酸酯纳米复合乳液,探讨了FAGO用量对FAGO/丙烯酸酯乳液粒径及乳胶膜性能的影响。通过动态光散射测试复合乳液的粒径及粒径分布、SEM表征了复合乳液的形貌,并对乳胶膜热稳定性、玻璃化温度、耐溶剂性、力学性能等性能进行测试。结果表明,FAGO/丙烯酸酯无皂复合乳液的粒径大小均一,乳胶粒子附着在FAGO片层边缘,分散性良好。随着FAGO用量的增加,复合乳液乳胶粒平均粒径逐渐变大,乳胶膜的热稳定性提高和吸水性逐渐降低,同时玻璃化温度升高,力学性能增强。

Covalent Functionalization of Multiwalled Carbon Nanotubes with Poly（acrylic acid）

Covalent functionalization of multiwalled carbon nanotubes （MWNT） with poly（acrylic acid） has been successfully achieved via grafting of poly（acryloyl chloride） on nanotube surface by esterification reaction of acyl chloride-bound polymer with hydroxyl functional groups present on acid-oxidized MWNT and hydrolysis of polymer attached to nanotubes. Polymer-functionalized MWNT could possess remarkably high solubility in water, and their aqueous solution was very stable without any observable black deposit for a long time. Characterizations of such functionalized MWNT samples using Fourier transform infrared spectrometer, transmission electron microscopy and nuclear magnetic resonance techniques indicated that poly（acrylic acid） was covalently attached to the surface of MWNT.

PAA/CS/GO水凝胶的制备及其吸附性能

为了克服壳聚糖在酸性条件下不稳定的缺点,提高氧化石墨烯的分散性能,提升壳聚糖/氧化石墨烯体系对亚甲基蓝的吸附性能,利用自由基聚合和热交联法将丙烯酸(AA)引入壳聚糖(CS)/氧化石墨烯(GO)体系,制备了聚丙烯酸(PAA)/CS/GO水凝胶,并采用电子扫描电镜和傅里叶变换红外光谱对水凝胶的表面结构及化学成分进行了表征,探究了丙烯酸用量、pH值、吸附时间、染料浓度和温度对水凝胶吸附亚甲基蓝容量的影响。结果表明:PAA/CS/GO水凝胶内部成功引入了大量羧酸基团,内部充满孔洞结构并具有稳定性和极佳的吸水溶胀性能;吸附实验表明,丙烯酸剂量为12 mL时制备的PAA/CS/GO水凝胶在温度为333 K时对亚甲基蓝(MB)具有最佳吸附效果,吸附量达到了771.5 mg/g;同时该水凝胶对亚甲基蓝的吸附过程遵循拟二阶动力学模型和Freundlich等温吸附模型。吸附机理研究发现,静电作用力、氢键、共轭作用和孔隙结构是高吸附性能的主要影响作用力。

丙烯酸水-氧化石墨烯水凝胶吸附氨氮热力学研究

以丙烯酸为单体,氧化石墨烯为改良剂,在致孔剂、交联剂和引发剂作用下,通过悬浮聚合得到丙烯酸-氧化石墨烯水凝胶(AA-GG),对丙烯酸水凝胶采用傅里叶变换红外光谱测试,结果表明材料中含有甲基、羟基、碳碳双键和氰基。通过静态吸附实验,研究AA-GG对低浓度氨氮的吸附热力学,结果表明,丙烯酸水凝胶对氨氮的吸附容量可达0.035 mmol/g, AA-GG对氨氮吸附符合Freundlich等温吸附方程,且ΔH<0,ΔG<0,ΔS<0,表明氨氮在AA-GG吸附属于可自发进行的物理吸附,吸附过程为放热且伴随熵减少过程。

丙烯酸接枝改性氧化石墨烯及其对Ce(Ⅲ)的吸附性能研究

以氧化石墨烯为基材,通过接枝丙烯酸单体,对其进行功能化改性,制备出对Ce(Ⅲ)具有良好吸附性能的吸附材料(GO-g-PAA)。系统研究了吸附时间、溶液pH值等不同实验条件对Ce(Ⅲ)吸附行为的影响。结果表明,GO-g-PAA用于吸附Ce(Ⅲ)时可在100 min达到吸附平衡,吸附过程符合准二级吸附动力学方程和Langmuir等温吸附模型,属于化学吸附和单分子层吸附,其理论最大吸附量为251.9 mg/g。XPS谱图证实GO-g-PAA吸附Ce(Ⅲ)时属于阳离子交换机理。此外,GO-g-PAA在pH=1时对Ce(Ⅲ)的吸附量仍可达到101.9 mg/g,说明该吸附剂可在强酸性条件下使用,因此GO-g-PAA在去除废水中的稀土离子污染物方面具有良好的应用前景。

GO-P(AA-AM)吸水树脂的制备及其性能

以氧化石墨烯(GO)为改性剂,丙烯酸(AA)、丙烯酰胺(AM)为单体,N,N-亚甲基双丙烯酰胺(NMBA)为交联剂,偶氮二异丁咪唑啉盐酸盐(Va-044)为引发剂,采用水溶液聚合法制备了GO-聚(AA-AM)[P(AA-AM)]吸水树脂,并研究了GO对吸水树脂吸水性能的影响。结果表明,GO改性吸水树脂的最佳制备条件:中和度为80%,GO,NMBA,Va-044用量分别为AA质量的0.3%,0.7%,0.7%,m(AA)∶m(AM)为3∶1,得到的吸水树脂的吸水倍率为293.0 g/g。GO的加入明显改善了吸水树脂的溶胀速率、保水性能及重复使用性能。

氧化石墨烯/聚海藻酸钠丙烯酸凝胶的制备及溶胀性能研究

采用化学交联法合成了新型的氧化石墨烯/聚海藻酸钠丙烯酸凝胶,考察了氧化石墨烯的用量对凝胶的结构和溶胀性能的影响,并对凝胶的溶胀行为与pH的响应性进行了研究。结果表明:随着氧化石墨烯含量的增大(w<0.05%),凝胶的溶胀性能也会随之增大;当氧化石墨烯质量分数为0.05%时,凝胶的溶胀性能最大;当氧化石墨烯含量(w>0.05%)继续增大时,凝胶的溶胀性能随之减小。在中性介质中,凝胶的溶胀能力最高,在酸性和碱性介质中,也保留着相对较高的溶胀能力。

石墨烯/木素磺酸钠有机-无机复合吸水树脂的超声合成及性能研究

以木素磺酸钠、丙烯酸(AA)、丙烯酰胺(AM)为原料,氧化石墨为无机添加剂,过硫酸铵为引发剂,N,N'-亚甲基双丙烯酰胺作为交联剂,采用超声辅助技术合成制备了石墨烯/木质素磺酸钠接枝丙烯酸-丙烯酰胺的有机-无机复合高吸水树脂。同时讨论了反应条件(pH和温度)对树脂吸水性能的影响。并借助红外光谱,扫描电镜对树脂分子结构和表面形态进行了表征。实验结果表明,优化配比下的平衡吸蒸馏水倍率为593 g/g,平衡吸0.9%盐水倍率为62 g/g;在中性条件下和温度为30℃时,该树脂的吸水倍率最优。

不同表面修饰石墨烯载Pd催化剂对甲酸氧化的电催化性能

采用对氨基苯磺酸对氧化石墨烯(GO)进行表面功能化,进而负载贵金属Pd,解决了Pd团聚和不易在载体表面负载的问题,从而提高了Pd基催化剂对于甲酸的催化能力。实验研究了相同实验条件下,Pd在氧化石墨烯、还原石墨烯(RGO)和磺化处理的石墨烯(SGO)表面的分散和负载量以及得到的复合催化剂的催化性能。实验结果表明,SGO更容易负载贵金属,得到的催化剂对O2气的电催化还原能力优于Pd/GO和Pd/RGO,此外Pd/SGO催化剂对CO的耐受力也明显提升,这可能是苯环上的π-π键和—SO3H的范德华力协同作用更有利于Pd的固定与分散。对Pd/SGO催化氧还原的机理也进行了分析,该氧还原为2电子反应过程。

氧化石墨烯改性聚(丙烯酸/丙烯酰胺)高吸水树脂的制备及性能研究

为得到综合性能较优的高吸水性树脂,研究了氧化石墨烯(GO)对聚(丙烯酸/丙烯酰胺)[P(AA/AM)]高吸水树脂的改性作用。首先通过Hummers法制备了GO,采用水溶液合成法合成了P(AA/AM)-GO高吸水树脂,采用SEM、FT-IR、TGR等手段分析了改性高吸水树脂的微观结构及热性能,并对其进行了溶胀测试和保水性能测试;研究了GO质量浓度、单体配比、交联剂用量、引发剂用量等因素对P(AA/AM)-GO的耐盐性、吸水性的影响。结果表明,GO改性P(AA/AM)后,所得树脂的吸水倍率(QW)和吸盐水倍率(QS)分别为502g/g和122g/g,与市场上广泛使用的P(AA/AM)相比,耐盐性提高了2.8倍,热稳定性提高了58%,在100℃失水60min时保水率提高了21.5%。所以GO的加入能有效改善传统高吸水树脂的综合性能,同时拓宽了GO的应用领域。

二次掺杂聚苯胺/氧化石墨烯的合成及应用

在高氯酸溶液中一次掺杂合成聚苯胺,并在合成过程中加入氧化石墨烯,得到聚苯胺/氧化石墨烯复合材料,经氨水解掺杂后,在植酸溶液中进行二次掺杂,得到二次掺杂聚苯胺/氧化石墨烯复合材料.利用复合材料对有机硅丙烯酸树脂进行改性.检测结果表明:改性涂层的T5%提高了71℃,Tmax提高了11℃.复合材料中氧化石墨烯质量分数为30%时腐蚀电压为-0.3V,腐蚀电流密度为4.73×10^(-10)A/cm^(2),极化电阻为2.31×109Ω·cm^(2),腐蚀速率为1.10×10^(-5)mm/a,防腐效果最好.

聚丙烯酸/氧化石墨烯自修复水凝胶的合成及性能

通过改进的Hummers方法成功制备了氧化石墨烯(GO)。以Fe^(3+)为交联剂、丙烯酸(AA)为单体、GO为增强剂,采用原位聚合法制备了聚丙烯酸(PAA)/GO自修复水凝胶。考查了不同GO含量下,PAA/GO自修复水凝胶的溶胀性能,并探讨了GO含量、Fe^(3+)含量和H_2O含量对PAA/GO自修复水凝胶力学性能的影响,研究了PAA/GO自修复水凝胶的自修复性能。结果表明,Fe^(3+)含量、GO含量和H_2O单体含量分别为0.5%(摩尔分数)、0.5%(质量分数,下同)、80%时,具有最佳力学性能(其拉伸强度为743.5 kPa,断裂伸长率为2940.5%);GO含量为0.25%时,PAA/GO自修复水凝胶的吸水性能最大;PAA/GO自修复水凝胶具有优异的自修复性能。

丙纶无纺织物的石墨烯表面功能化整理

为了提高丙纶无纺织物的多功能性,试验首先采用丙烯酸对丙纶无纺织物进行表面接枝改性反应,然后采用氧化石墨烯对改性丙纶无纺织物进行后整理,并经还原使石墨烯负载于丙纶无纺织物表面。试验考察了优化工艺处理织物的表面电阻、抗菌性能和电磁屏蔽等功能性。结果表明,丙烯酸表面接枝改性反应后,丙纶无纺织物更易于氧化石墨烯负载,且其接枝率的提高能够显著促进氧化石墨烯的负载作用。经石墨烯整理的丙纶无纺织物表现出优良的导电性、抗菌性能和电磁屏蔽等功能,且接枝率的增加会提高被整理丙纶无纺织物的多功能性。

聚丙烯酸/氧化石墨烯复合水凝胶制备及对亚甲基蓝吸附

以丙烯酸（AA）为原料,二丙烯酸酯（Pul DA）分散的氧化石墨烯（GO）纳米胶粒（GO-Pul DA）为增强剂,N,N＇-亚甲基双丙烯酰胺（BIS）为交联剂,通过自由基共聚合制备了一系列结构均一的聚丙烯酸/氧化石墨烯复合水凝胶（PAA/GO-Pul DA）。考察了BIS质量浓度、GO质量浓度以及溶液pH值对复合水凝胶力学性能、吸水性和亚甲基蓝（MB）吸附量的影响。结果表明,当GO质量浓度从0.1 g/L增加至1.0 g/L时,复合水凝胶拉伸强度从5.0 k Pa增加至10.4 k Pa,断裂伸长率高于100%,当GO的质量浓度为0.3 g/L时,复合水凝胶的断裂伸长率最高为151%;复合水凝胶表现出pH敏感的高吸湿性,pH从3.0增加至6.8时,平衡溶胀比（SRe）变化可达386 g/g,pH=6.8时最大SRe高达490 g/g。当溶液pH值从3.0增加至11.0时,PAA/GO-Pul D对MB的平衡吸附量（qe）可增加1 400~1 500 mg/g,pH=11.0时最大的qe高达1 789 mg/g。复合水凝胶对MB的吸附行为符合准一级动力学模型。5次吸附-解吸附循环后,相对于首次吸附,PAA/GO-Pul D对MB的吸附能力仍保持高达60%,解吸附效率高于90%。

高分配系数丙烯酸-氧化石墨烯水凝胶快速吸附吖啶橙动力学研究

本文探索了石墨烯水凝胶和H-AA-GO对吖啶橙(简称AO)的吸附动力学。结果表明:当浓度为50 mg/L,在100分钟内,石墨烯水凝胶和H-AA-GO对吖啶橙的去除率分别为35%和99.7%,H-AA-GO对AO吸附分配系数数值,从开始的30 min、0.7增加到2;30~60 min,从2增加到6;60~90 min,从6增加到18;90~120 min内,从18增加至最大值26,呈现较高的分配系数。H-AA-GO对吖啶橙的快速去除率源于羧基基团电离出的氢离子与吖啶橙分子中N带有的孤对电子形成路易斯酸碱。吸附动力学方程拟合数据表明:用准二级动力学描述H-AA-GO对吖啶橙的吸附行为更准确。

β-环糊精修饰磁性氧化石墨烯对酸性红R的吸附

利用Hummers法制备氧化石墨烯(GO),并结合原位沉淀法合成了一种复合吸附材料 β-环糊精修饰磁性氧化石墨烯(Fe3O4@GO/β-CD),用SEM、TEM、FTIR、激光粒度分析仪、比表面积测定仪(BET)和磁强计对Fe3O4@GO/β-CD进行了表征和测定,结果表明:合成的Fe3O4@GO/β-CD平均粒径为460 nm,比表面积为252.3 m2/g,饱和磁化强度为73.5 emu/g.Fe3O4@GO/β-CD对酸性红R的吸附是一个准二级动力学过程,其准二级反应速率常数为5.18×10–3 g/(mg·min),吸附等温线较好地符合Langmuir模型,在pH=3.0时对酸性红R的最大吸附量为228.31 mg/g.

ER-GO-MCFE/毛细管电泳法测定饮料中的抗坏血酸

制备了电化学还原氧化石墨烯修饰碳纤维微盘电极（ER-GO-MCFE）,将此电极与毛细管电泳联用,对氧化石墨烯的电化学还原时间和电位、缓冲溶液的浓度和pH值、分离电压和检测电位等条件进行了优化。在最佳条件下,抗坏血酸的线性范围为1.0×10^-6～1.0×10^-5mol/L和1.0×10^-5～0.8×10^-3 mol/L,线性相关系数分别为0.9985和0.9998;当信噪比为3时,检测下限为6.5×10^-7 mol/L。将此电极用做毛细管电泳电化学检测的工作电极,实现了对饮料样品中的抗坏血酸的定性和定量检测。

氨基化氧化石墨烯和脂肪酸在水-油界面的共吸附动力学

合成了氨基化氧化石墨烯(NH_(2)-PEG-GO),利用界面张力仪研究了脂肪酸质量浓度、NH_(2)-PEG-GO质量浓度以及脂肪酸链长度对于NH_(2)-PEG-GO与脂肪酸在水-油界面共吸附行为的影响。结果表明,当NH_(2)-PEG-GO与脂肪酸共同存在于液相且质量浓度较低时,此时的水-油界面张力值要明显低于体系中只添加NH_(2)-PEG-GO或脂肪酸时的张力值。脂肪酸的链长越长,NH_(2)-PEG-GO与脂肪酸共吸附降低界面张力能力越强。由于相对于NH_(2)-PEG-GO,脂肪酸尺寸较小,所以初期的界面张力降低由脂肪酸吸附引起,而且,脂肪酸在水-油界面的吸附能够吸引NH_(2)-PEG-GO向界面扩散,表现出吸附的协同效应。而在吸附后期,界面张力降低现象由NH_(2)-PEG-GO主导,NH_(2)-PEG-GO与脂肪酸之间存在竞争吸附。

丙烯酸功能化纳米氧化石墨烯/丙烯酸酯复合乳液的制备及性能

以烯丙基磺酸钠(ALS)为可聚合乳化剂,采用种子乳液聚合法制备丙烯酸功能化纳米氧化石墨烯(FAGO)/丙烯酸酯复合乳液。通过红外光谱、XRD表征GO、FAGO的结构,通过SEM和TEM观察GO、FAGO、纳米FAGO/丙烯酸酯复合乳液的形貌。结果表明,丙烯酸上的羧基与GO羟基反应生成了酯键;FAGO的边缘发生扭曲变形,局部产生较多褶皱,体系的不规整度显著增加;纳米FAGO/丙烯酸酯乳胶粒子呈规则的球形。纳米粒径电位分析表明,纳米FAGO/丙烯酸酯复合乳液粒径大小均一,分散性良好,随着ALS加入量的增加,纳米FAGO/丙烯酸酯乳胶粒子的粒径逐渐减小,其分散性指数(PDI)先减小后增大,相应的Zeta电位逐渐升高,乳液的黏度逐渐增大,乳胶膜耐水性变差,当ALS用量为0.8wt%时,纳米FAGO/丙烯酸酯复合乳液综合性能最佳。

腐植酸钠-聚丙烯酸/氧化石墨烯复合材料的制备及其对Cd2+的吸附

以腐植酸钠、丙烯酸为原料,以过氧化苯甲酰为引发剂,采用自由基共聚反应合成腐植酸钠-聚丙烯酸树脂,通过红外光谱分析腐植酸钠-聚丙烯酸树脂的结构。在此基础上,与氧化石墨烯复合制备腐植酸钠-聚丙烯酸/氧化石墨烯复合材料,进行腐植酸钠-聚丙烯酸/氧化石墨烯复合材料对Cd2+的吸附性能研究。实验结果表明,腐植酸钠-聚丙烯酸/氧化石墨烯复合材料吸附Cd2+的最优条件:吸附时间为70 min,腐植酸钠-聚丙烯酸/氧化石墨烯复合材料用量为0.2 g,吸附温度为60℃,pH为4,腐植酸钠-聚丙烯酸/氧化石墨烯复合材料吸附Cd2+的效果优于腐植酸钠。