氧化石墨烯制备及其结构表征

本文以不同类型的石墨为原料,采用密闭氧化法制备了氧化石墨,并通过超声剥离得到氧化石墨烯,利用氨肼还原法将氧化石墨烯还原得到石墨烯。讨论了不同类型石墨原料对所制备氧化石墨烯微观形貌的影响,并且利用高分辨率扫描电子显微镜（SEM）和X射线衍射仪（XRD）对所制备的氧化石墨烯和石墨烯进行了结构表征,结果表明,在以不同类型石墨为原料所制备的氧化石墨烯中,50目天然鳞片制备的氧化石墨烯的微观形貌最好,呈波浪褶皱状。     

氧化石墨烯对盐酸利多卡因的高效装载和缓释性能及其经皮给药的渗透性研究

合成新型的功能性氧化石墨烯-β-环糊精/盐酸利多卡因包合物(Graphene Oxide-dextran-β-Cyclodextrin/Lidocaine hydrochloride,GO-DEX-β-CD/LDH),并研究其对盐酸利多卡因(lidocaine hydrochloride,LDH)的装载,释放和经皮给药的渗透性能。以高效液相色谱法测定利多卡因含量,并对制剂的高效装载和缓释性进行研究,以离心法测定GO-DEX-β-CD/LDH的包封率。将含药载体应用于离体和在体小鼠皮肤,研究GO-DEX-β-CD/LDH经小鼠皮肤给药的渗透性。GO-DEX-β-CD对盐酸利多卡因的载药率较高,其释放具有较好的缓释,经皮给药的渗透性能良好。结果显示,应用GO-DEX-β-CD/LDH后12 h累积渗透量是(11.029±0.521)μg。在体鼠皮渗透实验中,应用GO-DEX-β-CD/LDH,10 min时皮肤内药物浓度达峰值。GODEX-β-CD/LDH制备工艺可行,渗透速度较快,透皮效果良好,为进一步临床应用提供了良好的实验依据。     

玻片表面硅烷/氧化石墨烯复合涂层的制备及其摩擦性能

使用硅烷偶联剂 3-氨丙基甲基二甲氧基硅烷(3-(dimethoxymethylsilyl)propylamine) 和不同氧化程度的氧化石墨烯(graphene oxide, GO)在玻片表面采用浸渍法制备了一种在水环境下具有较好润滑性能的氧化石墨烯涂层. 通过傅里叶变换红外光谱 (Fourier transform infrared spectrometer, FTIR)仪、拉曼光谱(Raman spectra)分析法、水接触角(water contact angle, WCA)测试等方法研究了涂层的表面形貌及其特征. 研究结果表明, 所制备的硅烷/氧化石墨烯涂层表面均一, 没有明显的缺陷. 摩擦测试结果显示, 涂层能够有效提高耐磨性能, 不同氧化程度的氧化石墨烯对抗磨性能有着不同的影响, 氧化程度越高, 抗磨性能越好.     

硼酸钙/氧化石墨烯复合微粒的制备及摩擦学性能研究

以硼砂、硝酸钙和氧化石墨烯为原料利用水热技术制备硼酸钙/氧化石墨烯复合微粒.利用透射电镜(TEM)、X-射线衍射(XRD)和能谱(EDS)对硼酸钙/氧化石墨烯复合微粒形貌、结构及磨痕表面进行表征.将复合微粒用油酸修饰并添加到液体石蜡中,利用四球摩擦试验机分析其摩擦学性能,结果表明:复合微粒添加剂具有良好的减摩抗磨性能.     

羧基化氧化石墨烯的制备及其电化学性能

以Hummers法为基础一步合成了氧化石墨烯,并制备了羧基化石墨烯.用热失重、红外光谱法、XRD衍射以及扫描电子显微镜对羧基化石墨烯的官能团及结构进行了表征.并用循环伏安法和差分脉冲伏安法进行了电化学性能分析.结果表明制备的羧基化石墨烯不但具有较好的水溶性,而且具有较好的电催化作用.     

氧化石墨烯功能化磁性空心球的制备及载药性能

以纳米碳球和十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)为双模板合成了具有介孔核-壳结构的纳米复合材料;并通过刻蚀法,制备了磁性介孔纳米空心球(HMNPs);在交联剂1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐(EDC)和N-羟基硫代琥珀酰亚胺(NHS)的作用下,制备了氧化石墨烯(GO)功能化的磁性介孔纳米空心球(HMNPs-GO)。利用红外光谱(FT-IR)、X-射线粉末衍射(XRD)、拉曼光谱(Raman)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)和振动样品磁强计(VSM)等方法进行了表征。通过研究HMNPs-GO对藤黄酸(GA)的吸附等温线,得出HMNPs-GO对GA的吸附主要为两者之间的π-π堆积,且属于Freundlich吸附。同时,基于Bhaskar模型和准一级、准二级动力学模型,分别探讨了HMNPs-GO中GA药物分子的扩散机理和缓释动力学,得出GA在HMNPs-GO中的缓释具有pH依赖性,且在不同pH下的缓释更适合于准二级动力学模型。     

膨胀石墨氧化制备石墨烯

在氧化还原法制备石墨烯的工艺中,氧化石墨的制备尤为重要。以大鳞片石墨制备的膨胀石墨为原料,采用改进的Hummers法制备氧化程度高、可剥离度高的氧化石墨稀,研究中温氧化时间、氧化剂用量及高温反应对氧化石墨烯结构、形貌及氧化程度的影响,对样品进行扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)表征。结果表明:硫酸与膨胀石墨用量比为75 mL∶1 g,高锰酸钾与石墨用量比为4 g∶1 g,35℃水浴反应24 h,制备得到氧化程度高的大片氧化石墨烯。该方法工艺简单、反应温度低,无须进行高温反应,可以解决大鳞片石墨制备氧化石墨烯难度大,氧化效率低的问题。     

改性氧化石墨烯/二氧化硅/环氧树脂复合涂料的制备及性能研究

采用超声搅拌法制备A-GO/SiO₂/EP复合涂料,分别对A-GO与SiO₂的适宜比例(m(A-GO)∶m(SiO₂))进行研究并进行力学性能测试,通过电化学相关试验评价A-GO/SiO₂对涂层防腐性能的影响.     

本科教学实验氧化石墨烯的制备及其表征

氧化石墨烯是目前科研中热点最高的材料之一。基于Hummers法制备氧化石墨烯,可以进行水浴加热、离心、温度控制、超声、电极修饰以及电化学表征—循环伏安法等操作,同时可以扩展学生科研视野,激发学生科研探索热情。为了使实验内容适合本科教学实验,对制备方法进行了改进,将整个实验的温度控制在100℃以下,通过冰浴和水浴控制温度,使反应条件相对温和,提高了产量,确保了教学实验的成功率。     

四氧化三铁-石墨烯复合芬顿催化剂用于染料脱色的研究

芬顿催化是污水处理中最常用的技术之一,但是传统芬顿试剂需要对水体进行酸化并造成大量亚铁离子浪费.本文用水合肼还原法制备了四氧化三铁-石墨烯复合芬顿催化剂(Fe3O4-G),测试其催化脱色甲烯蓝的活性.Fe3O4-G样品用透射电镜、X射线光电子能谱和红外光谱等表征.Fe3O4-G能催化双氧水分解氧化脱色甲烯蓝.Fe3O4-G在pH3.5~9.5范围内均能有效催化脱色甲烯蓝,最佳pH为8.5.Fe3O4-G的催化活性几乎不受溶剂的影响,加入自由基淬灭剂叔丁醇对脱色也没有明显抑制.Fe3O4-G在较高的温度下催化能力更强,增大双氧水用量也能促进脱色反应.     

四氧化三铁-石墨烯复合芬顿催化剂用于染料脱色的研究

芬顿催化是污水处理中最常用的技术之一,但是传统芬顿试剂需要对水体进行酸化并造成大量亚铁离子浪费.本文用水合肼还原法制备了四氧化三铁-石墨烯复合芬顿催化剂(Fe3O4-G),测试其催化脱色甲烯蓝的活性.Fe3O4-G样品用透射电镜、X射线光电子能谱和红外光谱等表征.Fe3O4-G能催化双氧水分解氧化脱色甲烯蓝.Fe3O4-G在pH3.5~9.5范围内均能有效催化脱色甲烯蓝,最佳pH为8.5.Fe3O4-G的催化活性几乎不受溶剂的影响,加入自由基淬灭剂叔丁醇对脱色也没有明显抑制.Fe3O4-G在较高的温度下催化能力更强,增大双氧水用量也能促进脱色反应.     

氧化石墨烯增强环氧树脂复合材料的制备及其力学性能研究

以天然石墨为原料,利用改进的Hummers法制备氧化石墨烯,并对其进行X-射线衍射（XRD）和傅里叶变换红外光谱（FT-IR）表征。之后利用一种新型的有机溶剂三缩水甘油基对氨基苯酚（TGPAP）作为相转移剂和表面活性剂,将氧化石墨烯（GO）从水溶液转移到环氧树脂基体中,去除水分,加入固化剂进而得到混合液,最后利用浇铸法得到复合材料。通过万能测试拉力机对复合材料的拉伸性能和弯曲性能进行测试,结果表明氧化石墨烯的加入能够有效增强复合材料的力学性能：在添加0.1%（质量分数）的氧化石墨烯时,复合材料拉伸强度达到最大值77.29 MPa,与不添加氧化石墨烯相比提高了26.60%;在添加1.0%的氧化石墨烯时,拉伸模量达到最大值2 451.99 MPa,与纯环氧树脂相比提高了21.69%。     

多巴胺改性氧化石墨烯复合聚脲薄膜的制备及其水汽阻隔性能

采用多巴胺(DA)对氧化石墨烯(GO)改性制备DA@GO,并将GO和DA@GO分别填充到聚脲(PUA)薄膜中以增强其水汽阻隔性能,研究了GO,DA@GO在PUA中的分散效果及水汽阻隔性能.通过FT-IR,XPS,TEM和SEM等测试对GO,DA@GO的结构、微观形貌及分散性等进行表征分析,采用水汽透过率(WVTR)测试...     

交联氧化石墨烯/海藻酸钙共混膜的制备与性能表征

用环氧氯丙烷成功地制备出氧化石墨烯/海藻酸钙(环氧氯丙烷交联)共混膜。并通过红外光谱(FT-IR)、力学性能测试、膨胀性能测试和导电性测试对共混膜的结构和性能进行了表征与测试。结果表明,环氧氯丙烷与共混膜中的羟基发生了交联反应,环氧氯丙烷的交联作用提高了共混膜的抗张强度和膨胀性能,再经硼氢化钠还原后显著地提高了共混膜的导电性能。     

水热法制备硫化镉-氧化石墨烯复合物及其电化学性能研究

采用Hummers法以鳞片状石墨粉为原料制备了还原氧化石墨烯,并用水热法使其与硫化镉复合,制得还原氧化石墨烯与纳米硫化镉的复合物.采用X-射线衍射、扫描电镜、能量弥散X射线谱、傅里叶变换红外光谱等多种现代测试方法对还原氧化石墨烯、还原氧化石墨烯与纳米硫化镉复合物的结构和形貌进行了表征,并使用电化学工作站测试其电化学性能.     

氧化石墨烯/磷钼酸复合物的制备及其液晶性研究

由Hummer's方法制备的氧化石墨烯负载磷钼酸,制备了氧化石墨烯/磷钼酸复合物,其水溶液展现出较好的溶致液晶性.透射电镜分析表明,纯氧化石墨烯呈现出透明的褶皱薄纱状形貌,氧化石墨烯/磷钼酸复合物中磷钼酸微粒均匀分布在氧化石墨烯片层中.红外光谱说明氧化石墨烯和磷钼酸之间存在较强的相互作用.所得氧化石墨烯/磷钼酸复合物在偏振光下具有明显的溶致液晶性.相比相同条件下的纯氧化石墨烯,磷钼酸的引入没有破坏氧化石墨液晶体系的介晶结构,复合物表现出更明显的明暗交织的液晶织构,旨在将多酸嵌入氧化石墨液晶体系中并为多酸和氧化石墨烯的应用开拓一个新思路.     

单层氧化石墨烯的快速制备及表征

通过Hummers法制备氧化石墨,经过超声波细胞粉碎机分散,制备了稳定的氧化石墨烯悬浮液.采用红外光谱和原子力显微镜等手段对样品进行光谱和形貌分析.结果表明:石墨被氧化成含有C=O、—COOH、C—OH和C—O—C的氧化石墨,经较短时间的超声波细胞粉碎机分散,能够形成高浓度、稳定的氧化石墨烯悬浮液,而且在较高功率下可形成雪花状氧化石墨烯,为其功能化研究提供了基础.     

磺酸基改性氧化石墨烯/环氧树脂复合材料的制备及其性能研究

以木质素磺酸钠为磺化试剂,制备磺酸基改性氧化石墨烯,然后与环氧树脂复合制备磺酸基改性氧化石墨烯/环氧树脂复合材料,实验结果表明:在环氧树脂中添加磺酸基改性氧化石墨烯进行复合,能够提高环氧树脂的热稳定性及复合材料图层的硬度和附着力,有效提升环氧树脂的防腐蚀性能.     

氧化石墨烯/聚乙二醇复合相变材料的研究

采用化学法直接获得亲水氧化石墨烯(GO),并利用超声处理和微波辅助的方法制备氧化石墨烯定型的聚乙二醇(PEG)基复合相变材料(PCMs).氧化石墨烯作为支撑材料加入到聚乙二醇基体材料中来提高其热学性质,同时起到对聚乙二醇定型的效果.在超声处理和微波的辅助下,氧化石墨烯片层被扩展开且整个合成过程简便高效.少量(质量分数约4%)的氧化石墨烯便可使相变材料具有优异的定型效果.差示扫描量热法结果显示这种定型相变材料的焓值为174. 5 J/g,是聚乙二醇相变焓值的95. 6%.热重分析结果表明该相变材料在温度低于350℃时热稳定性突出.同时,本研究还探讨了该复合材料的光热转换性能,结果显示氧化石墨烯的加入显著提高了复合材料的热学性能.