纳米石墨基导电复合涂料的电磁屏蔽性能

以纳米石墨微片作为导电填料,高分子树脂作为粘结剂,制备高导电性复合涂料,研究其电磁屏蔽等相关性能.探讨纳米石墨微片、基体树脂、表面改性剂、溶剂,以及分散工艺和施工工艺对导电涂料的导电性及电磁屏蔽效能的影响.结果表明,质量分数为30%的纳米石墨微片,质量分数为5%的阳离子分散剂,质量分数为65%的丙烯酸树脂,以及适量混合溶剂为较佳配方,而以机械研磨辅以超声分散是较好分散工艺.通过该法制备得到的导电涂料,其涂膜的表面电阻率低至0.6Ω.m-1,电磁屏蔽效能达到38 dB(1.5 GHz).     

膨胀石墨微结构表征及其储能复合材料的制备

以膨胀石墨为吸附介质,制备新型的相变储能复合材料.对膨胀石墨的制备及微结构的表征、有机相变材料的热物理性能测试、复合相变材料的制备及其储(放)热性能的测试等进行了试验.试验结果表明,可膨胀石墨在600 w微波输出功率下处理10～15 s后,可以制得具有良好吸附性能的膨胀石墨材料.电镜观测和压汞分析都显示,膨胀石墨具有丰富的孔隙结构,孔隙尺寸以微米级为主.由于膨胀石墨为非极性材料,且具有多孔性质,很容易吸附有机相变材料,其最佳的吸附比例为12.5 mL/g.进行吸附处理后所制得的相变储能复合材料,具有明显的储能效应,能够起到调节环境温度的作用,同时根据上述特点可以达到将能量在不同的时间和空间进行转换的目的.     

TiO2/膨胀石墨复合材料的制备及表征

为了提高膨胀石墨和TiO2在污染领域的处理能力,提出了复合材料的制备方法.以硫酸为插层剂、双氧水为氧化剂,采用化学氧化法制备膨胀石墨,高温膨化得到低硫膨胀石墨,然后采用醇热法进一步制备了TiO2/膨胀石墨复合材料.采用扫描电子显微镜（SEM）和X射线衍射（XRD）对样品进行表征.以汽油为样品油,研究膨胀石墨及TiO2/膨胀石墨对汽油吸附性能.结果表明：TiO2成功负载于膨胀石墨的边缘和内壁,平均粒径为100 nm,形貌为球形.膨胀石墨对汽油的最大吸附量为40 g/g,复合材料对汽油的吸附量随着TiO2含量的增加而逐步降低.     

膨胀石墨的制备与表征

为研究膨胀石墨制备过程中添加剂和过程参数对其性能的影响,采用化学氧化插层法制备膨胀石墨,通过改变插层剂、氧化剂用量及反应温度、反应时间、干燥时间相关参数优化膨胀石墨的制备工艺.结果表明：石墨（g）、浓硫酸（mL）、高锰酸钾（g）用量比10：30：1、反应温度50 ℃、反应时间90 min、干燥时间24 h的条件下,制得的可膨胀石墨膨胀体积最大,为260 mL/g.采用X射线衍射仪和扫描电子显微镜对产物的组成和结构进行分析表征,结果显示膨胀石墨的结晶度高、晶粒大、排列规整、缺陷较少.     

石墨/丙烯酸树脂电磁屏蔽涂料制备的初步研究

在以水溶性丙烯酸树脂为基体,导电石墨为导电填料,通过高速分散制备电磁屏蔽涂料的体系中分别加入曲拉通X 100、OP-10、聚环氧乙烯基醚、阴离子型聚丙烯酸等分散助剂及钛酸酯偶联剂,采用不同共混工艺,希望改善石墨颗粒在聚合物中的分散性能,从而赋予涂料较高的电磁屏蔽效能;采用正交实验法,甄选在本实验条件下的最优导电填料用量、分散助剂及共混工艺.结果显示,该体系的最佳配方为:导电石墨用量为树脂重量的40%,分散剂种类为OP-10,分散剂用量为石墨重量的10%;共混工艺为偶联剂干法预处理;所选用偶联剂对实验影响相当较小.     

可膨胀石墨/硬质聚氨酯复合材料的制备与性能

针对聚氨酯材料的阻燃问题,以可膨胀石墨作为阻燃剂,改善硬质聚氨酯泡沫的性能。考察可膨胀石墨的p H对聚氨酯泡沫制备的影响,分别制备不同可膨胀石墨质量分数的复合材料,对复合材料阻燃性能和力学性能进行实验分析。结果显示:碱性的可膨胀石墨有利于聚氨酯的发泡。当聚氨酯中添加可膨胀石墨(EG)后,其压缩强度有所降低,当EG质量分数达到15%时,复合材料的阻燃性能得到显著提高,且聚氨酯泡孔结构较为完整,在提高阻燃性能的同时,最大限度保留了其力学性能。     

氮掺杂还原氧化石墨包覆金属钴复合材料的制备及其氧还原性能的研究

采用搅拌反应法制备了ZnCo（ZIF）与氧化石墨（graphite oxide,GO）的复合材料,热处理得到Co@N-doped rGO催化剂。通过X射线衍射（X-ray diffraction,XRD）和扫描电子显微镜（scanning electron microscopy,SEM）对催化剂进行结构表征,通过X射线光电子能谱（X-ray photoelectron spectroscopy,XPS）对催化剂进行表面元素分析,分别考察了金属（Zn和Co）加入量和热处理温度对催化剂氧气还原反应（oxygen reduction reaction,ORR）催化性能的影响,结果表明：所制备的催化剂整体呈层状分布,表面附着金属小颗粒团簇;随着金属加入量的增加,催化剂的ORR催化性能先增强后减弱;随着热处理温度的升高,催化剂的ORR催化性能先增强后减弱。所制备的S-2-850催化剂具有最好的ORR催化性能,在0.1 mol/L KOH电解液中,其起始电位和半波电位分别为0.871 V和0.804 V,在相同测试条件下活性稳定性优于20% Pt/C。     

钼-钴氧化物中空纳米球/石墨烯复合结构的制备及其电磁性能

利用溶剂热结合煅烧法合成了空心球状的四氧化三钴和钼酸钴的复合氧化物纳米材料（Co₃O₄-CoMoO₄）,将其作为磁损耗材料,与石墨烯复合后进行了电磁性能测试,结果显示:复合后的材料具有更好的电磁波吸收能力,在2 mm时最小反射损耗值为?23.45 dB;吸收带宽为2.55 GHz;其有望成为一类具有“薄、强、轻、宽”优异特性的新型吸波材料．      

纳米Al2O3/膨胀石墨的制备及吸附性能

针对Al₂O₃和膨胀石墨（EG）单独作为吸附剂时存在不易分离和吸附性能较差等问题, 以EG为骨料、  Al(NO₃)₃9H₂O为铝源、  NH₃H₂O为沉淀剂、  无水乙醇为分散剂制备纳米Al₂O₃/EG, 并用Fourier变换红外光谱(FT-IR)、  X射线衍射（XRD）和扫描电子显微镜（SEM）等方法对吸附剂进行表征; 以Al₂O₃/EG为吸附剂, 对刚果红溶液进行吸附, 并考察加氨水方式、  活化温度、  活化时间、  Al₂O₃与EG质量比和浸渍时间对吸附性能的影响. 结果表明：  纳米级Al₂O₃成功负载在EG上; 逐滴加入氨水、  活化温度170 ℃、  活化时间3 h、  Al₂O₃与EG质量比为0.06∶1、  浸渍时间为20 min时, 吸附效果最好, 脱色率约为86%;  Al₂O₃/EG明显优于EG的吸附效果, 其脱色率是EG的2倍以上; 与Al₂O₃相比, 在吸附后的分离操作中, Al₂O₃/EG更易分离.     

石墨结构层包覆铁镍纳米粒子的电学及磁学性能表征

用金属钾还原不同阶结构的FeCl3-NiCl2石墨层间化合物前驱体制备了石墨结构层包覆铁镍纳米粒子材料（GEINP）。用四端电极法表征了样品常温电阻率以及电阻率随温度的变化规律,用古埃磁天平法测定了样品的磁化率。结果表明,GEINP电阻率高于原料石墨,呈半导体导电特征,表现为弱磁性,磁化率为10^-2量级。     

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。     

膨胀石墨导电改性技术研究

未加特殊工艺修饰的膨胀石墨电阻率较高,通过开展膨胀石墨导电改性技术研究,在可膨胀石墨中加入高导电率的改性添加剂来降低膨胀石墨的电阻率,使其具有良好的导电性能,为拓展膨胀石墨的应用范围奠定了基础。     

膨胀石墨与炭黑协同补强天然橡胶复合材料的性能研究

采用强氧化法制备插层石墨(GIC),用微波辐射处理插层石墨制备膨胀石墨(EG)。结果表明,膨胀石墨表面较天然鳞片石墨粗糙,内部空隙增大,结构疏松;且表面有机官能团增多,结晶度下降。用机械共混法制备膨胀石墨/炭黑/天然橡胶复合材料,添加膨胀石墨后,填料在复合材料中分散性改善,复合材料的100%、300%定伸强度明显提升,Payne效应减弱,加工性能提升;但复合材料动态损耗因子增大,滞后效应明显。     

负载氢氧化镧的膨胀石墨除磷剂的制备、性能及再生

采用浸渍法成功制备了负载LaOH 的膨胀石墨除磷剂(expanded graphite-LaOH, EG-LaOH), 探讨了制备过程中的最优工艺条件, 考察了初始磷浓度、投加量、干扰离子和再生对吸附剂除磷性能的影响. 制备EG-LaOH 的最优工艺条件如下: 镧浓度为0.10 mol/L, 浸渍时间为40 min. 随着初始磷浓度的增加, EG-LaOH 的除磷吸附容量逐渐增大, 继而保持恒定. 随着吸附剂投加量的增加, 其除磷吸附容量逐渐降低. 溶液中F⁻, Cl⁻的存在对该吸附剂的除磷效果有一定的干扰. 该吸附剂在25 和90 ℃下再生一次后, 其除磷吸附容量分别为9.48 和14.40 mg/g.     

镀铜膨胀石墨的制备

为改善铜与石墨的表面性能,采用化学镀铜工艺对膨胀石墨粉体进行表面镀覆,制备镀铜膨胀石墨,并利用TG-DTA、XRD、SEM分析方法对其进行表征.结果表明：在400～600 ℃范围内,镀铜膨胀石墨因膨胀石墨及镀铜层的氧化而增重,600 ℃后膨胀石墨烧蚀严重;镀铜膨胀石墨有明显的Cu衍射峰;铜颗粒均匀镀覆在膨胀石墨表面.该研究为膨胀石墨改性提供了借鉴.     

采用宽带同轴装置的材料屏蔽效能测试

为满足现代电子设备高频段检测的需求,研制了一种平面材料屏蔽效能宽带同轴测试装置。通过改变同轴内外径大小,将同轴装置的上限测试频率提高到了6.3 GHz,应用该装置对平面屏蔽材料进行了屏蔽效能频域测试,并与实验室1.6GHz同轴测试装置进行了对比,宽带同轴装置的测试曲线更加趋于"平坦"。对银纤维材料的屏蔽效能进行了测试,表明该装置的测试结果更加逼近于材料实际的屏蔽效能。实验结果表明该装置不仅具有良好的低频性能,同时也提高了测试上限频率,可较为准确地测试导电布,导电膜等电薄材料的屏蔽效能,为评价材料电磁防护能力提供了更为可靠的手段。     

镧氧化物/膨胀石墨复合吸附剂的制备、除磷性能及机理

为了获得除磷性能更优的吸附剂, 以负载 LaOH 的膨胀石墨(expanded graphite-LaOH, EG-LaOH)为前驱体, 分别于 340, 500 和 750 ${^\circ}$C 下焙烧制备了镧氧化物/膨胀石墨复合吸附剂 EG-LaO-340, EG-LaO-500 和 EG-LaO-750. 通过吸附动力学和等温线实验, 考察了 EG-LaO-340, EG-LaO-500 和 EG-LaO-750 的除磷性能. 结果发现, 制备温度不同对吸附剂的除磷性能影响明显, 其中 EG-LaO-340 的吸附速率和吸附容量均为最优. 通过研究热力学参数和溶液初始 pH 对吸附容量的影响, 以及扫描电镜(scanning electron microscope, SEM)和傅里叶变换红外(Fouier transform infrared, FTIR)光谱的分析进一步探讨了 EG-LaO-340 的除磷机理. 结果表明: 该吸附是一个能够自发进行的吸热过程; 吸附除磷主要通过静电作用、离子交换作用和路易斯酸碱作用实现.     

膨胀石墨对染料溶液和油类的吸附效果

研究膨胀石墨对染料溶液和油类的吸附效果,并与活性炭的吸附效果进行对比,探讨膨胀石墨的吸附机理.结果表明：膨胀石墨（180 mL/g）吸附染料溶液的平衡吸附量比活性炭大,吸附速度比活性炭快,它对亚甲基蓝的吸附速度是活性炭吸附速度的7.5倍;膨胀石墨对食用油、机油、柴油的吸油率分别为30.52％、17.37％和9.20％,活性炭对三种油品的吸油率分别为0.62％、0.45％和0.10％,膨胀石墨吸附食用油的吸油率是活性炭的49倍.研究证明,膨胀石墨是一种良好的吸附剂.     

膨胀石墨负载二氧化钛改善亲水性的研究

以可膨胀石墨为原材料制备了表面负载有纳米级二氧化钛颗粒的载钛膨胀石墨,并对其微观形貌、接触角、孔径分布、孔容积、吸附能力进行了分析和表征。优化了膨胀石墨负载二氧化钛工艺,在负载温度50 ℃、钛柱撑液体积分数10%、反应时间6 h时,制备的载钛膨胀石墨亲水性最优。二氧化钛的引入使膨胀石墨接触角由93.0°降低至69.6°左右,亲水性能提高,增强了对水体中溶解或悬浮的微量苯系物的吸附能力。