铜改性炭气凝胶的制备及其脱硫性能

采用溶胶-凝胶法,以间苯二酚、甲醛为有机相前驱体,无水碳酸钠作为催化剂制备得到炭气凝胶,通过研磨加热处理的方法将氯化亚铜负载到炭气凝胶上,得到铜改性炭气凝胶.利用X射线衍射和N2吸附-脱附法对样品的组成及孔结构分布进行表征.通过对模拟燃油中二苯并噻吩(DBT)的吸附考察样品的脱硫性能.结果表明,Cu负载量为5%(质量分数)的样品在非竞争和有苯竞争条件下的硫容最大,此时铜在炭基体上有较大的分散度,铜通过π络合作用增强了DBT与吸附剂的作用力,提高了吸附剂的选择性.但过多铜的引入使炭基体的孔道堵塞,吸附容量有所下降.     

超亲水超轻聚乙二醇/石墨烯气凝胶对喹啉的吸附性能研究

以抗坏血酸为还原剂、聚乙二醇为交联剂,采用还原自组装和交联诱导相结合的策略,制备聚乙二醇/石墨烯气凝胶(LPGA).该策略不仅能改善LPGA的亲水性,而且能提高其结构稳定性。结果显示,LPGA具有超亲水性(水接触角为0°)、超轻(密度约为6.5 mg/cm~3)和良好的结构稳定性(承受约自身重量2 500倍的重量)的特性。在298 K温度下,在初始质量浓度为50 mg/L的喹啉水溶液中进行吸附时,LPGA对喹啉的平衡吸附容量可达83.62 mg/g.     

多孔石墨烯的制备及其吸附性能

采用KOH高温刻蚀法制备多孔石墨烯.通过扫描电镜(SEM),X射线衍射(XRD),拉曼光谱,红外光谱(FTIR)比表面积(BET)对刻蚀前后石墨烯的表观形貌,晶体结构,化学组成进行分析.结果表明,处理后的石墨烯比表面积比原石墨烯增加到821 m2·g-1.利用气相沉积法对多孔石墨烯进行表面改性后,对水的静态疏水角可达158°,对多种有机溶剂显示了优异的选择性吸附性能.     

丝素蛋白/氨基氧化石墨烯复合水凝胶的制备及性能研究

本文采用京尼平交联方法,制备了不同氨基氧化石墨烯含量的丝素蛋白复合水凝胶.对该复合水凝胶的抗压力学性能、溶胀性、磷酸缓冲盐溶液(phosphate buffer saline,PBS)稳定性、电导率以及循环伏安曲线检测表明,氨基氧化石墨烯能够显著改进丝素蛋白复合水凝胶的弹性、PBS溶液中的稳定性以及导电性.该研究将促进...     

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.     

PEG/石墨烯气凝胶相变复合材料的制备及其性能研究

以聚乙二醇(PEG)为相变材料,石墨烯气凝胶(GA)为基体,分别采用水热法和热熔渗法两种方法制备PEG/GA相变复合材料。利用X线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)、热重-差示扫描量热仪(TG-DSC)等对相变复合材料的微观结构、化学组成和热物性参数进行表征,同时采用液相泄漏和表面温度测试实验表征材料的防泄漏和隔热性能。结果表明:水热法的最优水热反应温度为180℃,而最优反应时间为12 h,PEG与GA为物理混合且复合良好,无高温液相泄漏发生,相变复合材料的熔化焓为139.4 J/g,结晶焓为175.7 J/g,而50次热循环后的熔化焓降低到139.4 J/g,结晶焓减小到149.0 J/g。热熔渗法中最优热熔渗温度为90℃,而最优浸渍时间为45 min,PEG与GA为物理混合且PEG分子链以特定方向排布于石墨烯片层中间,同时该复合材料也无液相泄漏发生,相变复合材料的熔化焓为205.2 J/g,结晶焓为223.4 J/g,而50次热循环后相变焓基本没有变化,热熔渗法PEG/GA相变复合材料具有更优异的结构和性能。     

磁性氧化石墨烯的制备及对铜离子吸附性能的研究

以Hummers法制备二维氧化石墨烯,并通过原位合成Fe_3O_4赋予氧化石墨烯以磁性,得到具有良好铜离子吸附效率和高磁性的磁性氧化石墨烯材料.以NH_3·H_2O-NH_4Cl缓冲溶液替代碱液,克服了传统制备方法中由于体系pH值持续降低导致产品性能下降的缺陷.透射电镜测试结果表明,该材料具有良好的二维片层结构.磁学及吸附测试结果表明,该材料具有强磁性和优异的Cu~(2+)吸附性能.吸附动力学表明符合准二级吸附动力学模型,属于基于化学吸附机理控制速率的吸附方式.     

三维石墨烯的制备及其对罗丹明B的吸附性能

提高材料的吸附及循环性能,是污染物治理的课题之一。以氧化石墨烯为前驱体,采用溶剂热还原自组装技术,成功制备了三维石墨烯块材。研究三维石墨烯对罗丹明B溶液的吸附效果和循环使用性能。以活性炭作为参比,探讨了三维石墨烯的吸附机理。结果表明:三维石墨烯对染料的吸附率与活性炭粉吸附率相当,经五次循环后,三维石墨烯的吸附率基本不变,其循环吸附利用率是活性炭的五倍。三维石墨烯对罗丹明B溶液具有良好的吸附性能和循环使用性能。     

炭气凝胶的常压制备及其超级电容器行为

采用溶胶一凝胶法,以间苯二酚（R）和糠醛（F）为原料,环六次甲基四胺（HMTA）作催化交联剂,通过常压干燥和高温碳化、活化等工艺制备分散性良好的炭气凝胶．研究溶剂的pH值和活化温度等工艺参数对炭气凝胶的比表面积和用作超级电容器电极的比电容的影响．确立具有最大比电容时炭气凝胶的最佳制备工艺条件．结果表明,当pH-9．0,活化温度为950℃时获得的炭气凝胶具有最大的比表面和．比电容．     

硅烷/石墨烯纳米带/蜜胺泡沫的制备与吸附性能

以纳米碳纤维(CNF)为原料,经氧化纵向剖开获得750nm宽带状的氧化石墨烯带(GONR),通过浸涂法将其包裹于蜜胺泡沫(MF)表面,将还原GONR/MF再进行十八烷基三甲氧基硅烷(S)处理,成功制得超疏水亲油、力学回弹性好的硅烷/石墨烯纳米带/蜜胺泡沫(S/rGONR/MF).并对材料的微观形貌、力学性能、疏水性、吸附性能、重复使用性与油水分离功能进行了研究.结果表明:石墨烯纳米带与蜜胺泡沫骨架紧密相连,泡沫骨架表面呈现大量褶皱状粗糙结构,且泡沫孔洞结构得到很好保持.疏水角由原来的0°提高到158°.饱和吸油能力达45～70g/g,且重复使用后吸出的油量仍保持90%以上,可实现对水面浮油与水下重油的高效分离.由此可见,其在油类与有机物泄露污染处理方面有着巨大的应用前景.     

磷酸活化对炭气凝胶结构和电化学性能的影响

采用溶胶-凝胶法,以间苯二酚(R)和甲醛(F)为原料,无水乙醇作溶剂,六次甲基四胺(HMTA)作催化交联剂,通过常压干燥和高温炭化工艺制备炭气凝胶。并采用磷酸活化法调整炭气凝胶的孔结构,探讨了磷酸活化对炭气凝胶孔结构和电容特性的影响。结果表明,磷酸活化可以有效地增加炭气凝胶的比表面积、总孔容和微孔孔容,但同时中孔孔容和平均孔径有所下降。增加的微孔比表面积主要由部分塌陷的中孔贡献。磷酸活化后炭气凝胶在有机电解质溶液中的比容量显著增加,但在大电流密度充放电时比容量下降较多。     

不饱和树脂/石墨烯复合材料的制备及性能

采用球磨法制备不饱和聚酯树脂/石墨烯纳米复合材料,并对其力学性能、动态力学性能和导电性能进行研究.结果表明:石墨烯微片经过球磨被剥离成厚度低于5层的石墨烯;制备的不饱和聚酯树脂石墨烯复合材料与纯的不饱和聚酯树脂相比,当石墨烯的质量分数为0.5%时,复合材料的拉伸强度、杨氏模量、弯曲强度均达到最大值,分别提高44.99%,47.67%和55.08%;复合材料的冲击性能基本不受石墨烯加入的影响;且复合材料的渗滤阀值为6%.     

醇溶剂对炭气凝胶结构和电化学性能的影响

以间苯二酚和甲醛为原料、六次甲基四胺(HMTA)为催化交联剂,在不同种类醇溶剂中通过溶液 - 溶胶 - 凝胶、常温常压干燥和炭化处理制备炭气凝胶.N2吸附测试表明,醇溶剂体系制备炭气凝胶的比表面积在650～740 m2/g之间.乙醇为溶剂制备的炭气凝胶在20～40 nm有集中孔径分布,异丙醇为溶剂时孔径集中在3～4 nm之间,而以甲醇为溶剂时中孔含量相对较少.采用直流充放电法、交流阻抗法和循环伏安法测定以上述炭气凝胶为电极的超级电容器的电化学性能,结果表明,以乙醇为溶剂制备的炭气凝胶电极电容性能最佳,在0.5 A/g充放电时电极的比电容为180 F/g ,电流密度增大10倍容量保持率仍达到86%.合理的孔径分布和较大中孔有利于提高炭气凝胶电极的充放电特性.     

HMTA对炭气凝胶结构的影响

采用溶胶-凝胶法,以间苯二酚(R)和甲醛(F)为原料,无水乙醇作溶剂,六次甲基四胺( HMTA)作催化交联剂,通过常压干燥和高温炭化工艺制备炭气凝胶.考察了催化交联剂用量对炭气凝胶的比表面积和孔结构的影响,结果表明,炭气凝胶的比表面积随催化交联剂用量或间苯二酚与六次甲基四胺的摩尔比(R/H)的增大而减小,控制适宜的催化交联剂用量,可制得BET比表面积达685.9m2/g的炭气凝胶.     

交联NFC/PVA水凝胶的制备及对重金属吸附研究

使用戊二醛做交联剂,将羧基化的纳纤化纤维素(NFC)与聚乙烯醇(PVA)通过化学交联,制备出含羧基的NFC/PVA复合水凝胶,对水凝胶进行了红外光谱、扫描电镜、热重分析、含水率等表征,研究了NFC/PVA复合水凝胶对重金属离子的吸附性能。结果表明,水凝胶内部呈多孔结构,PVA的加入提高了水凝胶的热稳定性,戊二醛交联增强了水凝胶的机械强度,交联剂用量为2%时,复合水凝胶对重金属离子的吸附效果最好。     

基于β–环糊精聚合物气凝胶的制备及吸附性能

以环氧氯丙烷为交联剂,采用交联聚合的方法,并辅以聚乙二醇为软段聚合物,制备β–环糊精聚合物水凝胶,然后经冷冻干燥得到β–环糊精聚合物气凝胶新材料.探索环氧氯丙烷、聚乙二醇及凝胶固含量等条件对β–环糊精聚合物气凝胶的性质及微观结构的影响,研究β–环糊精聚合物气凝胶对芳香类微污染水样的吸附性能,并对吸附过程中的热力学数据进行了拟合.结果表明:β–环糊精聚合物气凝胶表观密度为0.138～0.739 g/cm3,具有三维贯通的多孔网络结构,其机械强度可通过改变环氧氯丙烷比例或聚乙二醇相对分子质量大小调节;当加入60 mg表观密度为0.138 g/cm3的气凝胶时,甲苯的去除率在85%以上,其实验最大吸附容量为167.6 mg/g.     

聚乙烯亚胺交联三维石墨烯制备与吸附性能

以聚乙烯亚胺(PEI)为交联剂,制备了PEI交联石墨烯絮状分散液。采用冷冻干燥法除掉絮状分散液中的溶剂水后,得到三维石墨烯。通过X射线衍射、扫描电子显微镜和红外光谱表征了所得三维石墨烯的结构及形貌特征,并测试了三维石墨烯对亚甲基蓝的吸附性能。研究结果表明:聚乙烯亚胺分子链的胺基可以与氧化石墨烯片层的环氧基和羧基反应,使PEI接枝到多个氧化石墨烯片层上,形成PEI交联的三维石墨烯。三维石墨烯能够快速吸附亚甲基蓝,当三维石墨烯添加量为10 mg、吸附时间为20 min时,亚甲基蓝去除率为85%,接近平衡去除率。     

炭气凝胶前处理对其负载PtRu催化性能影响

以间苯二酚和甲醛为原料,碳酸钠为催化剂制备了炭气凝胶,考察了浓硝酸处理时间对炭气凝胶结构及其负载PtRu催化剂甲醇电氧化催化性能的影响.结果表明经硝酸氧化处理后炭气凝胶表面含氧量增大、催化剂结晶状态良好、金属颗粒分散均匀;以浓硝酸氧化处理2 h的炭气凝胶为载体制备的PtRu/CAs具有最佳的甲醇氧化催化活性.     

碳纳米管/氧化石墨烯气凝胶的制备与表征

采用改进的Hummers法制备出氧化石墨烯(GO),再通过超声分散将实验室自制的改性碳纳米管(CNTs)与GO在水溶液均匀混合,通过冷冻干燥得到CNTs/GO气凝胶材料.采用扫描电镜(SEM),透射电镜(TEM),X射线衍射(XRD)对其形貌和结构进行表征,结果表明CNTs:GO的质量比为3:7时得到的气凝胶的孔隙最大且最均匀,适合做与聚合物材料复合的基体材料.     

Ag/石墨烯复合涂层的制备及抗菌性能

首先用改进的Hummers法制备氧化石墨烯（GO）; 其次用原位还原法将银氨溶液中的Ag纳米粒子通过还原剂葡萄糖和GO复合, 获得Ag/GO胶体; 最后在真空干燥条件下得到Ag/GO涂层, 并用真空阶梯热还原技术制备Ag/还原氧化石墨烯(rGO)涂层. 利用X射线衍射、 扫描电子显微镜、 透射电子显微镜等方法对膜样品结构形貌进行表征, 并用润湿角测量仪和抑菌环方法分别检测样品的亲/疏水性和抗菌性能. 实验结果表明: 石墨烯基膜材料与基底结合较好, Ag纳米粒子在石墨烯片层间呈球形均匀分布, 粒径为20~50 nm; 纯GO和rGO膜表面未见菌落, 大肠杆菌与金黄色葡萄球菌均未出现有效抑菌环; 复合Ag纳米粒子后, 涂层的抑菌效果得到显著提高; 与Ag/GO复合膜相比, Ag/rGO复合膜呈更强的抗菌活性, 即低温退火有助于提高石墨烯基复合涂层的抗菌性能.