石墨烯/聚氨酯纳米复合材料的制备及力学性能研究

采用改进的Hummers法制备出氧化石墨烯(GO),并用苯基异氰酸酯对其功能化,接着将功能化的氧化石墨烯(iGO)与4,4’-二苯甲烷二异氰酸酯(MDI)在二甲基甲酰胺(DMF)溶剂中进行超声混合得到均匀混合液,再将混合液与聚四亚甲基醚二醇(PTMG)、1,4-丁二醇(BD)在DMF溶剂中进行原位聚合制备iGO/热塑性聚氨酯(TPU)纳米复合材料(GO-TPU),同时在相同条件下合成PU以供对比.采用XRD、FT-IR、XPS、Raman光谱、SEM和万能拉伸试验机对GO的功能化效果及GO-TPU的性能进行了表征.结果表明:苯基异氰酸酯成功接枝于GO表面,iGO在TPU基体中分散均匀,复合材料的拉伸强度和断裂伸长率均随GO含量的增加表现为先增大后减小的变化规律,当iGO的质量分数为1%时GO-TPU的拉伸强度和断裂伸长率均为最大值,分别为4.26 MPa和500%,与纯TPU相比,分别提高了127.1%和27.3%.     

利用原位聚合反应制备柔性氨基化石墨烯/聚酰亚胺纳米复合膜

以酰基化反应制备的氨基化石墨烯纳米复合物为填料,通过原位聚合反应制备氨基化石墨烯/聚酰亚胺(Amine-Graphene/Polyimide(A-Gr/PI))复合膜.利用红外光谱分析和场发射扫描电镜(FESEM)对其组成和形貌结构进行表征,利用热失重分析法对其热稳定性进行分析研究.与氨基化氧化石墨烯/聚酰亚胺相比,在聚酰亚胺中掺杂少量的A-Gr(w(A-Gr)=10%)后,复合物的堆叠致密度明显提高,该复合材料的导电能力可以通过控制PI基底中填料的含量加以调控.     

石墨烯/聚酰亚胺复合膜的制备及性能

分别以氧化石墨烯(GO)和改性氧化石墨烯(iGO)为添加物,通过溶液混合的方法制备了氧化石墨烯/聚酰亚胺(GO/PI)和改性氧化石墨烯/聚酰亚胺(iGO/PI)复合膜,采用傅里叶变换红外光谱仪、扫描电子显微镜、电子万能试验机、热机械分析仪对复合膜的结构与性能进行分析.结果表明:iGO/PI复合膜的相容性及拉伸力学性能均高于GO/PI复合膜;GO的加入使GO/PI复合膜的玻璃化温度较纯PI膜升高,而iGO使iGO/PI复合膜的玻璃化温度较纯PI膜降低.     

PAN/SWCNTs复合纳米纤维纱线的制备及其性能

采用改进的静电纺丝装置,分别制备了纯聚丙烯腈(PAN)纳米纤维纱线和不同单壁碳纳米管(SWCNTs)质量分数的PAN/SWCNTs复合纳米纤维纱线.利用扫描电子显微镜、透射电子显微镜、傅里叶红外-拉曼光谱仪和X射线多晶衍射仪分别对复合纳米纤维纱线进行了形貌和直径表征、分子结构分析、结晶结构分析,并测试了不同SWCNTs质量分数对复合纳米纤维纱线力学性能的影响.结果表明:不同SWCNTs质量分数的PAN/SWCNTs复合纳米纤维纱线均具有良好的形态且沿着纱线轴向有序排列;随着SWCNTs质量分数的增加,纱线和纤维的直径均呈现减小的趋势,并且纤维中的串珠增多;碳纳米管沿纤维轴向均匀分布;碳纳米管的加入没有产生新的特征峰,但PAN的峰值有所减弱或增强;碳纳米管的加入改变了PAN的结晶性能;当SWCNTs质量分数为5%时,复合纳米纤维纱线的拉伸强度达到最高值为24.25 MPa.     

还原法制备银纳米粒子/氧化石墨烯的纳米复合物及其表征

基于聚乙烯亚胺高分子链上富含氨基这一特性,用绿色还原法制备了聚乙烯亚胺/石墨烯(PEI/GO)纳米复合材料,然后利用未反应的氨基对银离子的还原作用和银纳米粒子的保护作用,将银纳米粒子固载到PEI/GO纳米复合物表面,制备了AgNPs/PEI/GO复合物.研究了反应时间和银离子浓度对所制备的银纳米复合材料的影响,并利用红外光谱、紫外光谱、XRD、TEM等手段对所制备的AgNPs/PEI/GO复合物进行了表征.结果表明,PEI被成功地修饰到了GO表面,Ag+被还原并固载到了GO表面,且所制备的银纳米粒子具有良好的晶型结构及导电性质.     

纳米碳纤维/聚二甲基硅氧烷复合材料的制备及其力学性能

为制备综合力学性能优异的纳米碳纤维(CNFs)增强聚合物复合材料,利用超声分散设备,采用1.6g/L的十二烷基酸钠(SDS)对纳米碳纤维进行表面处理,制备出不同纳米碳纤维质量分数的纳米碳纤维/聚二甲基硅氧烷复合材料.SEM和复合材料拉伸结果表明SDS分散处理在一定程度上能改善碳纳米纤维与基体的界面结合和分散情况,提高复合材料的拉伸性能.当纳米碳纤维的含量在3wt%左右时,复合材料的拉伸强度达到最大.动态拉伸结果表明对CNFs的表面处理能增加复合材料在动态变形时的内摩擦,且材料的动态力学性能稳定.     

氧化亚铜/壳聚糖纳米复合膜制备与表征

采用电化学沉积法制备了氧化亚铜/壳聚糖纳米复合膜材料,并探讨了沉积时间和分散剂对复合膜的表面形貌的影响,确定了CTAB的投放量为100 mg/L,沉积时间为30 min作为最优化的实验条件.研究了氧化亚铜复合前后晶体结构的变化,探讨了氧化亚铜/壳聚糖纳米复合膜对可见光的吸收性能,为壳聚糖在半导体光催化材料中的应用提供了新的思路.     

石墨烯/金丝桃素纳米复合材料的制备及其应用研究

正金丝桃素~([1])(hypericin,HY)是从金丝桃属植物中分离得到的一种活性组分,属于萘骈二蒽酮类化合物,其分子结构如图1.研究表明,HY具有重要的生物学活性,有抗肿瘤、抗抑郁、抗病毒和增强免疫力等作用,除此之外,HY作为一种天然的光敏染料,具有光敏活性高和特征吸收波长长的特点.与目前已应用到染料敏化太阳能电池研究领域中的一些经典光敏染料N3、N719和黑染料等相比~([2]),     

PAN/CNT复合纳米纤维膜的制备及其红外辐射特性

采用静电纺丝技术制备了聚丙烯腈/碳纳米管(PAN/CNT)复合纳米纤维膜,利用扫描电子显微镜、透射电子显微镜、傅里叶变换红外光谱仪和拉曼光谱仪对CNT质量分数不同的PAN/CNT复合纳米纤维膜进行了表征和分析,并利用紫外可见近红外光谱仪和配备有积分球的傅里叶变换红外光谱仪对PAN/CNT复合纳米纤维膜在可见光和红外光段的辐射特性进行了测试和考察。结果表明:静电纺丝技术可制备CNT分布均匀的PAN/CNT复合纳米纤维膜;相较于纯PAN纳米纤维膜,PAN/CNT复合纳米纤维膜的可见光谱和红外光谱吸收率显著增强,且随着CNT质量分数的增加,复合纳米纤维膜的红外光谱吸收率呈增大趋势。研究结果为PAN/CNT复合纳米纤维膜在太阳能光热转化和中红外辐射领域的进一步应用提供了理论依据。     

石墨烯/二氧化锆纳米复合材料的制备及其防腐性能研究

采用静电吸附与水热法制备一种石墨烯/二氧化锆（rGO/ZrO₂）复合材料,将所制备的rGO/ZrO₂作为填料加入环氧树脂涂料中,得到环氧复合防腐涂料。通过X射线衍射（XRD）、透射电子显微镜（TEM）及红外光谱（FI-IR）分析rGO/ZrO₂的结构及微观形貌,采用电化学阻抗谱（EIS）分析rGO/ZrO₂环氧涂层的防腐性能。结果表明：ZrO₂纳米颗粒均匀分散在rGO上,平均粒径约为5~10 nm;与纯环氧涂层、rGO环氧涂层、ZrO₂环氧涂层相比,rGO/ZrO₂环氧涂层的防腐性能最好,其阻抗值为7.00 GΩ·cm²。     

改性纳米TiO2/LDPE复合膜的制备及其抗菌性能

摘要：本文以钛酸丁酯为原料,用溶剂凝胶法制备纳米TiO2,利用SEM观察粉体表面形貌和结构.分别用硅烷偶联剂(KH550, KH570, A171)对纳米粉体进行表面改性,利用SEM、XRD和FTIR,考察改性粉体的表面结构和性质变化.同时测定经改性后粉体的亲油化度值和在水、甲苯和石油醚中的分散情况;采用甲苯作溶剂,将改性粉体与LDPE树脂混合,经流延得到抗菌聚乙烯复合薄膜.利用SEM和数码相机,观察改性纳米TiO2抗菌剂/LDPE复合薄膜的抗菌性能.结果表明,KH570改性粉体在甲苯中的分散性最好,当抗菌粉体的添加量为3.0%时,制得复合薄膜的抗菌性能最好,抗菌率达到99.99%,即具有最好的抗菌效果.     

纳米TiO2/聚苯胺复合膜电极的电化学制备及其表征

采用1 mol/L硫酸作为介质, 扫描速度为100 mV/s, 扫描电位为-0.2~0.8 V, 用循环伏安法在纳米二氧化钛（Nano-TiO₂）膜电极上实现了苯胺的电化学聚合 , 借助透射电镜、 原子力显微镜、 X射线衍射仪、 红外光谱对制得的Nano-TiO_{2/聚苯胺（Nano-TiO2/PANI）复合膜进行表征. 结果表明, 复合膜的生成、 峰电流的大小受溶液浓度、 扫描速度以及扫描电位的影响, 成膜速度随溶液浓度增大而加 快, 但膜稳定性降低, 峰电流随扫描速度和电位增大而提高, 可逆性降低, 复合膜中Ti O2以10~35 nm晶粒分散于聚苯胺中.}     

纸基石墨烯复合膜的制备及其智能变形研究

柔性智能驱动器能将外部能量转换为机械能输出,在人工肌肉、软体机器人等领域具有良好的应用前景。文章设计并制备了纸基石墨烯复合双层薄膜,并实现了其在外部光照或湿度变化刺激下的驱动变形。通过多次浸渍-干燥及还原的方法制备了具有良好柔韧特性的纸基石墨烯膜,并与聚丙烯薄膜组成双层复合薄膜驱动器。利用石墨烯的光热转换特性、纸张的吸湿膨胀特性及聚丙烯薄膜的热膨胀特性,实现了该薄膜驱动器在外部光照刺激下的快速弯曲大变形。通过利用纸张中的纤维排列的各向异性,进一步调控该驱动器的光致变形幅度。此外,该驱动器也能对湿度变化进行响应,在环境湿度的变化为10%时,驱动器可产生弯曲角度为41°的弯曲变形。这是由于纸张中纤维素纤维对于环境水分子的吸附以及解吸附从而导致纸张的膨胀或收缩而造成的。该智能驱动器具有光照/湿度的双刺激源响应特性,结合其较简单的制备方法,有望在折纸机器人、智能机械等应用领域发挥作用。     

壳聚糖/纳米SiOx复合膜的制备及机械性能

采用二次回归旋转正交试验方法,探讨了制备壳聚糖/纳米SiOx复合膜的优化工艺条件,用流延法制得分散比较均匀的纳米复合膜,并对涂膜结构进行红外光谱(IR)、X射线衍射(XRD)及透射电镜(TEM)表征.结果表明:复合膜(CTS-SiOx)中壳聚糖与SiOx粒子表面的大量羟基存在强烈的氢键作用;当配料为壳聚糖1.98 g、SiOx 0.017 g、单甘酯0.04 g时,壳聚糖复合涂膜拉伸强度达到最优值、与纯壳聚糖单膜相比,复合膜的拉伸强度、断裂伸长率和直角撕裂强度分别提高了63.3%,45.4%和11.6%,透水率降低了73.1%.可见复合膜的性能优于单膜.     

超临界乙醇制备TiO2/石墨烯纳米复合材料及其表征

以氧化石墨为载体、钛酸异丙酯为前驱体,利用超临界乙醇的超临界性能和还原性,制得了晶型完善的锐钛矿TiO2/石墨烯纳米复合材料.通过红外光谱（FTIR）、X射线光电子能谱（XPS）对采用Hummers法制得的氧化石墨（GO）进行表征;同时利用透射电子显微镜（TEM）、X射线衍射仪（XRD）对TiO2/石墨烯纳米复合材料进行研究.结果表明：成功制得了氧化石墨（GO）和晶型完善的锐钛矿TiO2/石墨烯纳米复合材料,并且发现二氧化钛在石墨烯纳米片层上呈现为有规则的颗粒,分散均匀,平均粒径为8.24 nm.     

纳米Cu 2O/碳纳米管复合膜电极制备及其光电性能

以铜醇盐为原料,搀杂碳纳米管(CNT)采用溶胶-凝胶法在FTO玻璃基片上制备Cu2O/CNT薄膜,通过X射线衍射仪,电镜等分析和表征,确定了Cu2O/CNT薄膜的性质和结构;并对CNT 加入量的控制来研究膜阻抗的变化和光电催化性能的改变.通过循环伏安和交流阻抗测试表明Cu2O/CNT复合膜有更低的膜阻抗和优异的催化活性,在偏压-0.5V的条件下膜的光电流可以达到0.15mA. 由此证明了CNT 的搀杂有效的提高膜电极的光电催化活性和电导率.     

石墨烯/金属纳米复合材料制备及研究进展

石墨烯由于具有较高的热导率、优异的力学性能、低的热膨胀系数以及良好的化学稳定性等特点,吸引了人们广泛的关注.综述了石墨烯与金属纳米复合材料的制备方法,包括自组装法、化学还原法、水热法、电化学沉积法和热蒸发法等,以及其在化学催化、超级电容器和导电薄膜等方面的应用研究进展,指出了石墨烯与金属纳米复合材料研究所存在的问题.     

石墨烯纳米墙/硅纳米线阵列太阳能电池的制备及其性能

硅纳米线阵列(SiNWA)因其优异的陷光性在石墨烯/硅异质结太阳能电池研究中引起了广泛关注.然而平面结构的石墨烯难以与SiNWA形成包覆结构,严重影响了器件的光伏性能.该文采用等离子体增强化学气相沉积法直接在SiNWA上生长石墨烯纳米墙(GNWs),与SiNWA形成核壳结构,增加了器件的有效结区面积并抑制了硅纳米线表面的载流子复合;研究了生长时间对GNWs的晶体质量、光学和电学性能、形貌的影响.结果表明:所制备的GNWs可形成良好的导电网络并表现出p型掺杂;随着生长时间的延长,GNWs的透光性下降,导电性增强,对SiNWA的包覆性变好;当GNWs生长时间为120 s时,制备的GNWs/SiNWA太阳能电池获得了4.11%的最佳光电转换效率.该研究为制备低成本、高效率的石墨烯/硅太阳能电池提供了一条工艺简单而有效的途径.     

医用Ag-壳聚糖/水凝胶纳米复合膜的制备

水凝胶敷料是一类性能优良的新型创面敷料,它具有高吸收、保湿、抗菌、易更换等优点。该文以热敏性N-异丙基丙烯酰胺（PNIPAM）为基体,通过化学交联法将CS接枝到PNIPAM基体上,再采用紫外光照引发自由基聚合将一种具有生物兼容性和抑菌性的纳米银交联到CS/PNIPAM水凝胶,合成具有温敏抗菌性的Ag/Chitosan/PNIPAM的水凝胶微粒。所得产物通过XRD、FT-IR、UV-Vis、TEM、SEM等手段进行了表征。结果表明,Ag/Chitosan复合粒子形成分散性较好的核壳包裹,Ag/Chitosan/PNIPAM通过化学交联法成功实现交联聚合。