关键词： 聚酰亚胺   形状记忆   石墨烯   聚六氢化三嗪   力学性能  

摘要： 以高分散性的氧化石墨烯(GO)作为增强相,通过溶剂挥发、高温环化的方法制备了聚六氢化三嗪交联聚酰亚胺/石墨烯(PI-PHT)形状记忆复合材料。利用核磁、红外光谱、热重分析等对材料的结构和热稳定性进行表征,通过万能试验机对复合材料的力学性能进行测试,通过动态热机械分析仪对热机械性能、形状记忆性能、形状回复力等进行分析。结果表明:引入石墨烯后,复合材料的强度、韧性、热机械性能以及形状记忆性能明显提升,其中当GO的质量分数为5%时,复合材料的拉伸强度和韧性分别达到105.7 MPa和12.4 MJ/m~3(相比未添加GO的PI-PHT分别提高了1.3倍和2倍),并且其形状固定率、回复率和回复应力分别达到了97.2%、92.6%和9.46 MPa。

关键词： 电化学   4-氨基苯酚   玻碳电极   铂催化剂  

摘要： 通过Hummer法将天然石墨粉氧化得到氧化石墨,再将其超声分散于去离子水中形成稳定的氧化石墨分散液。为了引入铂粒子并使之与氧化石墨烯片牢固锚定,将氧化石墨分散液与氯铂酸溶液混,合成Pt-PDDA/还原石墨烯(Pt NPs-PDDA/rGO)纳米电极材料。通过红外、紫外光谱分析以及扫描循环伏安曲线、交流阻抗曲线对该复合电极材料进行了表征。由于铂优良的催化性能,聚二烯丙基二甲基氯化铵(PDDA)的防聚合功能,石墨烯巨大的表面积、优异的电子传导性能及对4-氨基苯酚(4-AP)强大的吸附作用,将制备得到的Pt-PDDA/还原石墨烯纳米电极材料构建电化学传感器,用于对4-AP超灵敏的检测。结果表明,在0.5 mol/L的磷酸盐缓冲液(PBS)中对不同浓度的4-AP进行测定,Pt NPs-PDDA/rGO复合膜修饰的GCE与裸露的GCE和功能化石墨烯(PDDA-rGO)修饰的GCE相比,4-AP的氧化还原峰电流显著增加,表明Pt NPs-PDDA/rGO具有对4-AP的电催化活性。然后对实验条件进行了优化,研究了不同实验条件对电化学传感器性能的影响。结果表明,在最理想的条件下,4-AP浓度在1.00×10^(-5)~1.00×10^(-3)mol/L范围内时,氧化峰电流与浓度呈良好的线性关系,相关系数为0.992 2。最后将其应用于河水和自来水中的4-AP检测,获得令人满意的结果,回收率为98.0%~106.0%。

关键词： 顺丁橡胶   丁苯橡胶   导电炭黑   电导率   耐磨性能   石墨烯负载  

摘要： 采用单宁酸辅助液相剥离所制备的石墨烯,获得了比普通石墨烯更好的分散性,可以达到低成本、高产量和环保的要求。用硅烷偶联剂(KH550)改性处理的SiO_(2)和单宁酸修饰的石墨烯发生反应形成强杂化键,成功得到石墨烯-SiO_(2)杂化材料。研究了石墨烯-SiO_(2)杂化材料在丁苯/顺丁橡胶复合材料中的力学性能,同时还研究了将导电炭黑与石墨烯-SiO_(2)杂化材料共混后在丁苯/顺丁橡胶复合材料中的力学性能以及导电导热性能。结果表明:加入1份石墨烯-SiO_(2)杂化材料时,丁苯/顺丁橡胶复合材料获得了相对良好的耐磨性;如果负载超过1份,石墨烯填料之间会很容易发生再聚集,导致磨损体积相比于空白对照组有所增加;加入8份自制石墨烯时,电阻值降低至2×10^(6)Ω,橡胶复合材料的抗静电性能得到了明显的改善。

关键词： 石墨烯   磁性铁酸镍   沸石咪唑骨架   复合气凝胶   油水分离   有机溶剂   吸附  

摘要： 为解决溢油和有机污染物问题,以NiFe_(2)O_(4)为磁性载体、氧化石墨烯(GO)为气凝胶框架、ZIF-8为金属有机材料,通过化学还原法制备了一系列不同复合比的磁性ZIF-8/石墨烯气凝胶(GA/NiFe_(2)O_(4)/ZIF-8),探究了其对乙醇、正己烷、油酸、花生油、真空泵油5种有机溶剂的吸附性能。结果表明,该复合气凝胶具有高效的吸附分离能力(吸附能力是其自身质量的20.0~46.6倍),且均高于对照试验组的石墨烯气凝胶(GA)和磁性石墨烯气凝胶(GA/NiFe_(2)O_(4))。进一步以正己烷为目标污染物进行循环试验,经过5次循环实验后,其吸附量降低不明显,降低幅度为1%~6%。此外,以真空泵油为目标污染物,考察了-60~140℃范围内复合气凝胶的高效吸附稳定性。这些优异性质的GA/NiFe_(2)O_(4)/ZIF-8复合气凝胶的开发有望为含油污水的油水分离处理提供借鉴。

关键词： 石墨烯气凝胶   储能材料   复合材料   储能应用   电化学  

摘要： 石墨烯气凝胶作为一种内部互连的三维框架体,在微观和宏观尺度上具有突出的维度特性,成为各种零维、一维、二维和三维材料的理想宿主。其高导电性、高比表面积及高结构稳定性等特点令石墨烯气凝胶在储能领域得到了广泛的应用,特别是在高比容量金属离子电池负极和超级电容器电极等领域。首先,本文对石墨烯前体及气凝胶的处理策略进行整理,介绍当前不同处理方式对石墨烯前体及气凝胶成型影响。其次,根据储能机制的不同,介绍石墨烯气凝胶复合材料在主流储能器件中的改性应用及性能表现。最后,对电化学储能用石墨烯气凝胶复合材料的研究进展进行总结,指出当前存在的挑战并展望未来的研究方向。

关键词： 胶结面   石墨烯   直剪试验   爬坡滑移   开裂剪切位移  

摘要： 为探究浆液—裂隙胶结面的剪切开裂破坏规律与力学响应机制,以新型石墨烯基注浆材料PPGF为研究对象,开展了不同石墨烯掺量、不同裂隙粗糙度以及不同法向载荷条件下的PPGF-灰岩胶结体直剪试验,得到了石墨烯、裂隙粗糙度与法向载荷对胶结面开裂、剪切应力与法向位移的影响规律。结果表明:随石墨烯掺量的增加,最大剪切应力呈先增大再减小的变化规律,并且掺量为0.036%时增幅最大。当胶结面的剪切破坏以爬坡滑移为主导时,石墨烯与法向载荷对剪胀位移的影响较小,当剪切破坏以剪断滑动为主导时,石墨烯和法向载荷对剪胀位移影响较大。石墨烯可以增加PPGF的黏结强度,延缓胶结面开裂。开裂剪切位移随粗糙度的增大而增大,随法向载荷的增加而减小。

关键词： 石墨烯   层数   摩擦学性能   分散性   有序化转变  

摘要： 为了提高传动油基础油的摩擦学性能并探究石墨烯层数对其的影响,选用了不同层数的石墨烯纳米片和纳米石墨(NG)作为传动油基础油的润滑添加剂,使用UMT-3往复摩擦试验机测试了不同层数石墨烯以及纳米石墨传动油基础油的润滑特性。结果显示:不同层数的石墨烯在传动油基础油中的分散稳定性不同。其中,单层石墨烯由于其表面积大,层间作用力较弱,油分子可以充分填充石墨烯层间发生位阻效应,因而拥有最优异的分散稳定性。此外,不同层数的石墨烯以及NG作为传动油润滑添加剂都可以提高传动油基础油的润滑特性。其中,单层石墨烯(SGN)传动油展现出最佳的摩擦学性能,其磨损量与基础油相比减少了98%。另外,对石墨烯以及NG传动油润滑的磨损表面的Raman测试中检测出明显的石墨烯峰,说明石墨烯以及NG在摩擦区域的吸附形成了致密的摩擦膜从而降低了摩擦系数和磨损率。对SGN传动油的摩擦产物进行收集并观察,有力地揭示了其润滑机理。SGN优异的摩擦学性能主要归因于其优异的分散稳定性以及剪切作用下发生的结构有序化转变。

关键词： 氧化石墨烯膜   层间距   金属有机框架  

摘要： 膜分离法以其独特的优势在气体分离中占重要地位。氧化石墨烯(GO)膜具有层间距分布窄、物化稳定性高的特点,非常适用于气体分离。但GO膜层间距难以控制,无法精确分离亚纳米级气体分子。对GO膜进行改性可以优化薄膜对气体分子的筛分作用。对GO膜层间通道的调控进展进行综述,包括热还原法、分子交联以及插层纳米粒子等途径,并介绍了GO/金属有机框架复合材料研究进展。

关键词： 石墨烯复合气凝胶   水污染治理   有机溶剂  

摘要： 为提升GA材料的机械性能,实现水污染的有效治理,通过将天然橡胶乳液与GA的水性分散液混合制备GA/NRL,吸附测试结果表明:对MB正电性染料吸附效果好,且对轻油、重油有机溶剂的吸收量分别是自身质量130、276倍,吸油、吸水效果好。循环吸附效果表明:对十二烷的吸油能力随循环系数的增加而保持稳定,且经4次循环后,还能够将材料中70%左右的油去除,循环利用性能好。

关键词： 纳米复合材料   纳米填料   橡胶基体   丁苯橡胶   天然橡胶   纳米粘土   石墨烯   填充量  

摘要： (接上期)3.4拉伸应力-应变特性NR和SBR纳米复合材料的拉伸应力-应变曲线如图7所示。很明显,纳米填料的加入提高了橡胶基体的拉伸强度,增强的程度因填料的种类而异。图7a和图7b中的黑色实线表示无填料的橡胶基体。值得注意的是,通过加入一些高断面高宽比的纳米填料,如碳纳米管、XG、纳米粘土和石墨烯,可以实现拉伸强度和伸长率的同步提高(如图7所示)。