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生物质基新型导电水凝胶材料在生物电子应用领域显示出广阔的应用前景。采用经典的双网络水凝胶构建策略,通过“一锅煮”的方法,引入具有较为优异导电性能的氧化石墨烯(GO),在水溶液体系中通过聚合和交联反应设计制备具有导电性能的木质素磺酸钠/聚丙烯酰胺/氧化石墨烯(LS/PAM/GO)复合水凝胶。由于双层高分子网络互穿作用和大分子间以及网络间氢键相互作用力,所得的复合水凝胶表现出较强的机械性能和自恢复性能,并通过红外光谱分析、扫描电子显微镜和万能试验机等对复合水凝胶的结构和性能进行了表征。研究结果表明:GO的添加显著影响了复合水凝胶的拉伸和压缩性能,当GO质量分数为6.1%时,材料的最大拉伸强度达到最大值421 kPa,与此对应的断裂伸长率达到483%;当材料的压缩强度在其应变为90%时可达到5.82 MPa。LS/PAM/GO复合水凝胶呈明显的多孔状立体网络结构,孔分布较均匀。复合水凝胶导电性能随GO含量增加而提高,GO质量分数为6.1%时,复合水凝胶电导率为0.0317 S/m,在压缩、拉伸过程中凝胶材料的电信号表现出明显的规律性,因此该水凝胶在柔性电子器件方面具有潜在的应用价值。 ...
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石墨烯量子点(GQDs)由于其独特的物理结构,使其在抗菌领域得到广泛的关注。以石墨粉为原料,采用震荡冲击法制备GQDs,探究在808 nm激光的照射下,GQDs对大肠杆菌的抑制效果。结果表明1.0 mg·mL-1的GQDs在光照20 min的情况下,可将大肠杆菌完全杀灭,而将光照时间提高至25 min时,0.6 mg·mL-1的GQDs即可将大肠杆菌完全杀灭。若提高GQDs质量浓度或光照时间,GQDs可短时、高效地杀灭抑菌。GQDs在抑菌过程中,不仅能产生活性氧,其自身结构也能对大肠杆菌的细胞膜造成破坏,在抗菌方面具有广阔的发展前景。 ...
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制备了一种氧化石墨烯包覆磁性纳米粒子复合材料,并运用X射线衍射、扫描/透射电镜、傅里叶红外光谱、振动样品磁强计对该复合材料进行了表征。研究结果表明,该复合材料具有Fe3O4核、氧化石墨烯壳的核壳结构,复合材料中皱纹丝状的氧化石墨烯紧密和磁性纳米粒子相连,Fe3O4成单晶状。该复合材料的制备首先在球形的Fe3O4纳米粒子表面包覆SiO2涂层,再在涂层表面赋予-NH基,最后和氧化石墨烯反应,最终得到具有核壳结构的复合材料。对复合材料的吸附性能进行了初步模拟测试,以亚甲基蓝为吸附质,对溶液pH值、吸附剂量对吸附量的影响以及吸附等温线进行了研究,结果表明该复合材料能够在吸附后在外加磁场下快速分离,是一种优异的吸附剂。 ...
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为了寻求改善城市人工景观水体水质的可靠方法,文章以合肥市的人工景观水体翡翠湖为研究对象,针对其部分水体黑臭的现状,选择石墨烯可见光催化技术对其进行水质提升实验研究,采用水质分析模拟程序(water quality analysis simulation program, WASP)模型构建翡翠湖水质模型,利用数值模拟的方法以溶解氧(dissolved oxygen, DO)、化学需氧量(chemical oxygen demand, COD)、氨氮(NH3-N)和总磷(total phosphorus, TP)为指标,模拟运用石墨烯可见光催化技术治理后的水质,并通过翡翠湖水质提升项目实验验证结果。结果表明:利用WASP水质模型可以有效地模拟石墨烯可见光催化技术对水体的水质提升效果,经过该技术治理后,翡翠湖实验河段水质在92 d内由劣Ⅴ类水提升至Ⅳ类水水质标准(ρ(COD)≤30 mg/L、ρ(NH3-N)≤1.5 mg/L、ρ(TP)≤0.1 mg/L),为类似黑臭景观水体的水污染治理提供了新的治理方案与思路。 ...
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透水混凝土对水体重金属离子的吸附功能受到了越来越多的关注,但是自身力学性能不足以及吸附效率偏低是限制其在更广泛地使用场景中发挥力学和环保功能的主要瓶颈。通过引入氧化石墨烯(GO),制备了GO超高性能透水混凝土材料,研究了其对水溶液中二价铅离子(Pb2+)的吸附性能。研究发现,GO超高性能透水混凝土在保证优异力学性能和透水能力的同时,能够对溶液中的Pb2+具有95%以上的去除率。溶液pH值对GO超高性能透水混凝土的吸附性能具有显著影响,当pH值=4时其吸附效果最佳。GO超高性能透水混凝土的吸附量随溶液中Pb2+的浓度的提高而增大,但吸附率呈现先增后减的趋势,当Pb2+的初始浓度为50 mg/L时吸附率达到峰值。通过参数拟合分析发现,GO超高性能透水混凝土对溶液中Pb2+的吸附过程与Freundlich模型较为符合,可以采用Freundlich模型描述GO超高性能透水混凝土对Pb2+的吸附等温线。 ...
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