粉体应用
将氧化石墨烯(GO)与白炭黑(SiO 2)在液相中实现纳米杂化,并通过3-氨基丙基三乙氧基硅烷(KH 550)构建化学键合,然后经喷雾干燥制备GO-SiO 2纳米杂化填料,进一步与溶聚丁苯(SSBR)-顺丁橡胶(BR)共混制备了GO-SiO 2/SSBR-BR纳米复合材料。通过X射线衍射和电子显微镜表征了GO-SiO 2杂化填料的内部结构,结果证实GO实现了纳米剥离,并与白炭黑在纳米尺度上相互穿插隔离。性能研究结果表明,GO-SiO 2纳米杂化填料与橡胶基质的相容性大幅改善,二者具有更强的界面相互作用;在GO填充量为3份(质量)时,相比于未填充GO的试样,复合材料的拉伸强度、100%定伸应力和撕裂强度分别提高了23%、55%和18%,滚阻温升降低了13%,耐磨性能提高了31%。GO-SiO 2纳米杂化填料有望应用于绿色节能轮胎胎面中,而喷雾干燥技术也有望实现GO在橡胶纳米复合材料中的规模化应用。 ...
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为了提高氧化铝陶瓷涂层性能,将碳纳米管及石墨烯的一种或两种材料植入涂层中。并对氧化铝陶瓷涂层开展电化学试验进行耐腐蚀性能研究,研究结果表明:添加0.2%石墨烯和0.2%混杂功能化碳纳米管的复合涂层的耐腐蚀性能最优异,电流密度从2.890×10-6 A/cm^2下降到1.536×10-6 A/cm^2,电阻抗从11388Ω提高到28079Ω,耐腐蚀效率最大46.85%。微观结构表明,相比于纯的氧化铝涂层,碳纳米管和石墨烯的植入能提高陶瓷涂层的致密性,同时,碳纳米管和石墨烯的结构能够有效阻断裂纹扩散,从而起到保护基体的作用。 ...
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以环氧树脂为代表的高分子聚合物在电子设备、电子封装和航空航天领域中有着广泛的用途,但环氧树脂极低的热导率限制了其应用。本文以泡沫氧化铝为骨架,在其表面负载氧化石墨烯, 600~1 000℃温度下,对氧化石墨烯进行热还原,制备不同浓度的石墨烯负载的泡沫氧化铝,进一步与环氧树脂复合,得到复合材料。对泡沫氧化铝陶瓷所负载的石墨烯进行了XRD、Raman、SEM表征,对复合材料的热导率和电导率进行了测试。结果表明:热还原温度越高,氧化铝泡孔表面的氧化石墨烯被还原越充分。由于泡孔氧化铝的互相联通的管道,提供了声子传输的通道,0.533%负载量石墨烯就可以使复合材料的热导率达到了2.11 W/m·K,电导率达到了45 S/m。 ...
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针对纳米催化剂在有机染料氧化降解反应中存在的问题,开发高效纳米Fe基催化剂成为当前研究的重点。基于“创新纳米结构调变催化功能”的新策略,利用类水滑石层板金属离子和层间阴离子与氧化石墨烯(GO)表面官能团之间的静电作用,采用水热法制备氧化石墨烯复合类水滑石Fe-LDH@GO纳米催化剂。利用XRD、N2吸附-脱附和TEM对催化剂的形貌、尺寸、孔道及FeOx粒子尺寸等物化性质进行表征,发现氧化石墨烯的引入不改变水滑石纳米片结构和形貌,但能够增加催化剂的比表面积,有效锚定FeOx纳米粒子,使其粒径减小并均匀分散在载体表面,提供更多的有效活性位点。XPS结果表明,催化剂表面存在的Fe2+是芬顿反应的活性中心,氧化石墨烯的引入提高含氧官能团数量,使其在RhB降解反应中表现出优异的催化活性,反应14min时,RhB转化率100%。 ...
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由于生活污水中含有的大量磷酸盐,寻找高效吸附性能良好的吸附剂进行除磷吸附已成为亟待解决的问题.针对此问题,利用石墨烯复合水滑石纳米材料高效的除磷吸附剂进行吸附磷酸盐性能研究.从复合材料用量,磷酸盐溶液pH,共存离子种类和质量浓度,复合材料和磷酸盐溶液接触时间四个方面对复合材料吸附性能进行了研究.实验结果表明,石墨烯复合水滑石纳米材料最合适投加量为1 g/L,磷酸盐溶液最合适pH为8,复合材料和磷酸盐最佳接触时间为300 min,共存离子实验发现对磷酸盐吸附的抑制作用大小排序为SO 2-4>Cl->NO-3.通过最优条件调整得到的石墨烯复合水滑石纳米材料具有高效,稳定的吸附性能,具有很好的应用前景,可为复合材料的吸附研究提供一定的参考价值. ...
产业研究
近年来,高分子材料已广泛应用于民用、工业和建筑等各个领域,但其具有潜在的火灾危险,因此,在实际生产过程中,制备阻燃型高分子材料具有一定的必要性。制备阻燃型高分子材料常用的方法是在高分子材料中引入阻燃剂,不仅可以消除或降低材料的可燃性,还可减少火灾的发生和蔓延。阻燃剂主要分为两种,一是有机阻燃剂,二是无机阻燃剂。随着人类对环保问题的重视,无机阻燃剂由于具有危害性小、抑烟效果好、污染小而被广泛应用于高分子加工过程中,以提高高分子基体的阻燃性能。随着科技的发展,无机纳米材料已逐渐应用于人们的日常生活中。水滑石和石墨烯因具有独特的结构和特殊的性能而受到研究者的广泛关注。水滑石是由层间阴离子及带正电荷层板堆积而成的二维层状材料,具有主体层板金属离子组成的可调变性、主体层板电荷密度及其分布的可调变性、插层阴离子客体种类及数量可调变性和层内空间可调变性等多种结构特点,可将其引入高分子基体中,从而广泛应用于阻燃、吸附和催化等不同的领域。而石墨烯也是一种二维层状材料,是目前已知最薄、最坚硬的纳米材料,具有结构稳定、超强导电性、超高强度和优异的韧度等优异特性,可将其引入高分子基体中,由于其特殊的组成和结构,可广泛应用在阻燃、电子信息和生物医学等领域。因此,水滑石和石墨烯两种二维层状材料在阻燃领域均有一定的发展前景。为进一步提高高分子材料的阻燃性能,有不少研究者采用不同方法制备水滑石-石墨烯(LDH-rGO)复合材料,并将其引入高分子体系中,制备聚合物基LDH-rGO复合材料,探究其阻燃性能。本文将主要综述LDH-rGO的基本性能及制备方法和聚合物基LDH-rGO复合材料的制备方法,重点介绍聚合物基LDH-rGO复合材料在阻燃方面的应用研究进展。 ...
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