石墨烯复合材料
石墨烯纳米复合材料
石墨烯纳米复合材料
石墨烯是一种由碳原子构成的二维晶格结构材料,具有优异的导电性、热导性
和机械性能。
石墨烯的发现引起了科学界的广泛关注,人们开始探索如何将石墨烯与其他材料结合,以期望得到更多新颖的性能。
石墨烯纳米复合材料应运而生,成为了当前材料科学研究的热点之一。
石墨烯纳米复合材料是指将石墨烯与其他纳米材料进行复合,形成新的材料体系。
这种复合材料不仅继承了石墨烯的优异性能,还具有了其他纳米材料的特性,因此在电子器件、储能材料、传感器等领域具有广阔的应用前景。
首先,石墨烯与纳米金属复合材料在催化剂领域有着重要的应用。
石墨烯具有
大量的π共轭结构,能够提供丰富的活性位点,而纳米金属具有优异的催化性能,将两者复合能够有效提高催化剂的活性和稳定性,从而在化工领域有着广泛的应用。
其次,石墨烯与纳米陶瓷复合材料在耐磨材料领域有着重要的应用。
石墨烯具
有出色的机械性能和高强度,而纳米陶瓷具有硬度大、耐磨性好的特点,二者复合后能够有效提高材料的耐磨性能,因此在航空航天、汽车制造等领域有着广泛的应用。
此外,石墨烯与纳米聚合物复合材料在柔性电子领域也有着重要的应用。
石墨
烯具有优异的导电性和柔韧性,而纳米聚合物具有良好的柔韧性和成型性,二者复合后能够制备出柔性电子器件,如柔性传感器、柔性电池等,因此在可穿戴设备、医疗器械等领域有着广泛的应用前景。
综上所述,石墨烯纳米复合材料具有广泛的应用前景,在能源、材料、电子等
领域都有着重要的作用。
随着材料科学的不断发展,相信石墨烯纳米复合材料将会有更多的新突破,为人类社会的发展做出更大的贡献。
石墨烯复合材料
石墨烯复合材料石墨烯是单层碳原子通过sp2杂化形成的蜂窝点阵结构,属于二维原子晶体,此独特的空间结构,给石墨烯带来了优异的电学、力学、热学和比表面积大等性质。
但是二维石墨烯由于片层之间具有较强的π-π作用和范德华力,使得石墨烯容易聚集形成石墨,限制了石墨烯在各个领域中的应用。
因此,为了防止石墨烯的聚集和拓展石墨烯的应用,科研工作者将石墨烯与高分子或者无机纳米粒子进行复合,从而得到具有优异性能的复合材料。
石墨烯的复合材料具有化学稳定性高、比表面积大,易回收等特点,在环境治理方面受到了科学家的青睐。
一、石墨烯复合材料的分类和制备1、石墨烯-高分子复合材料石墨烯-高分子复合材料,石墨烯的独特的结构和性能,对于改善高分子的导电性、热性能和吸附能力等方面有非常大的应用价值。
制备石墨烯-高分复合材料最直接的方法是将高分子溶液与石墨烯的溶液混合,其中高分子和填充物在溶剂中的溶解能力是保证最佳分散度的重要因素。
因此,在溶液混合时,可以将石墨基质表面功能化来提高它在多种溶剂中的溶解度。
例如,异氰酸苯酯修饰的GO在在聚苯乙烯的DMF溶液中表现出了较好的溶解度。
2、石墨烯-无机纳米粒子复合材料无机纳米粒子存在着易于团簇的问题,并且选择合适的载体也是其广泛应用需要解决的问题。
石墨烯具有多种优异的性能,并且具有较大的比表面积,可以成为无机纳米材料的载体。
无机纳米粒子可以将易于团簇的石墨烯片层分开,防止团簇,从而两者形成石墨烯-无机纳米粒子新型的复合材料,这些材料广泛的应用于检测、催化和气体存储等方面。
目前已报道的有负载的金属纳米粒子Ag、Au、氧化物纳米粒子ZnO和Fe3O4等。
3、其它石墨烯复合材料石墨烯不仅仅可以和高分子、无机纳米材料复合,还可以同时结合高分子、纳米粒子和碳基材料中的一种或者两种,形成多元的含有石墨烯的复合材料。
这类材料具有多功能性,用于超级电容器或者传感器等。
二、石墨烯复合材料在水治理的应用1、吸附作用碳材料中活性碳和碳纳米管被广泛的应用于水净化领域,将石墨烯与其它化合物进行复合,这些复合材料在吸附污染物上有非常高的效率,可以应用于染料、多芳香环烃和汽油的吸附。
石墨烯复合材料
石墨烯复合材料复合材料,即是将两种或两种以上不同品质的材料,通过专门的成型工艺和制造方法复合而成的一种高性能材料,其中连续相为基体,其他相组分为增强体。
依据金属材料、无机非金属材料和有机高分子材料等的不同组合,可构成不同的复合材料体系。
在复合材料中,各种组成材料的互相作用在性能上产生协同效应,从而使材料的综合性能或某些特性优于原来的组成材料,因此可以满足各种不同的需求。
复合材料应用扩张的趋势十分迅猛,《中国制造2025》提出的重点发展的十大领域中,复合材料可在其中八个领域内发挥重要作用。
随着新的复合材料增强体和基体的不断涌现,纳米复合材料、智能复合材料和结构功能一体化复合材料等将成为复合材料发展的新方向。
石墨烯是在2004年成功制备出的一种新型材料,其中碳原子互相以共价键形成平面结构。
石墨烯具有许多优异的物理化学特性,近年来受到学术和产业界的高度重视,成为一种明星材料。
将石墨烯作为复合材料的组分之一,利用其高性能的特点提升现有复合材料的性能,或设计各种新型的复合材料,已成为科学与工程领域中的一个热点问题。
1.1 石墨烯的结构、性质与制备方法1.1.1 石墨烯的结构与性质石墨烯,是2004年由Andre Geim和Kanstantin Novoselov两位科学家制备出的一种全新的二维材料。
石墨烯是由碳原子之间互相以sp2杂化轨道键合形成蜂窝状结构的原子单层,厚度仅为0.34nm。
相邻的原子层则是以范德瓦尔斯力相互结合在一起。
在其原子层的内部,各个碳原子以p z轨道形成离域π键,赋予石墨烯特有的电子性能。
相对于层内的共价键,石墨烯层间的范德瓦尔斯作用力在强度上要弱一些,这使得石墨烯具有易于剥离的特性。
通过机械剥离法可以从石墨原料制备出一层或少层的石墨烯,也是基于这一原理。
作为一种二维材料,石墨烯和体相的石墨材料具有显著的差别。
在层数由多层降为少层之后,碳原子所处的晶格势场发生了改变,形成了特殊的电子结构。
石墨烯复合材料的制备及应用研究进展
石墨烯复合材料的制备及应用研究进展一、本文概述石墨烯,作为一种新兴的二维纳米材料,因其独特的电子结构、优异的物理和化学性能,在复合材料领域引起了广泛的关注。
石墨烯复合材料结合了石墨烯和其他材料的优点,使得这种新型复合材料在力学、电学、热学等方面表现出色,因此具有广阔的应用前景。
本文旨在综述石墨烯复合材料的制备方法、性能特点以及在不同领域的应用研究进展,以期为石墨烯复合材料的进一步研究和实际应用提供理论支持和参考。
本文将首先介绍石墨烯及其复合材料的基本概念和特性,然后重点综述石墨烯复合材料的制备方法,包括溶液混合法、原位合成法、熔融共混法等。
接着,文章将探讨石墨烯复合材料在能源、电子、生物医学、航空航天等领域的应用研究进展,分析其在提高材料性能、降低成本、推动相关产业发展等方面的重要作用。
本文还将对石墨烯复合材料未来的研究方向和应用前景进行展望,以期推动这一领域的持续发展和创新。
二、石墨烯复合材料的制备方法石墨烯复合材料的制备方法多种多样,每一种方法都有其独特的优点和适用范围。
以下是几种主要的制备方法:溶液混合法:这是最简单且最常用的方法之一。
首先将石墨烯分散在适当的溶剂中,然后通过搅拌或超声处理使其均匀分散。
接着,将所需的基体材料(如金属氧化物、聚合物等)加入溶液中,通过搅拌或热处理使石墨烯与基体材料充分混合。
通过过滤、干燥等步骤得到石墨烯复合材料。
这种方法操作简便,但石墨烯在溶剂中的分散性和稳定性是关键因素。
原位生长法:这种方法通常在高温或特定气氛下进行,利用石墨烯与基体材料之间的化学反应,使石墨烯在基体材料表面或内部原位生长。
例如,通过化学气相沉积(CVD)或热解等方法,在金属氧化物或聚合物表面生长石墨烯。
这种方法可以得到石墨烯与基体材料结合紧密、性能优异的复合材料,但操作过程较复杂,且需要特殊的设备。
熔融共混法:对于高温稳定的基体材料,如金属或某些聚合物,可以采用熔融共混法制备石墨烯复合材料。
稀土材料的石墨烯复合材料研究
稀土材料的石墨烯复合材料研究引言稀土材料是一类非常重要且具有广泛应用的功能材料,具有优异的物理和化学性质,被广泛用于电子器件、储能材料、催化剂等领域。
然而,稀土材料在某些方面存在一些限制和挑战,如自然资源有限、价格昂贵等。
为了克服这些限制并提高稀土材料的性能,石墨烯作为一种具有特殊结构和优异性能的二维材料,被广泛研究并用于稀土材料的复合材料中。
本文将介绍稀土材料的石墨烯复合材料的研究进展。
石墨烯的特性和应用石墨烯是由碳原子构成的二维晶格结构,具有很高的导电性、热传导性和机械强度。
它还具有非常高的比表面积和化学稳定性,被广泛应用于电子器件、能源存储和转换、催化剂等领域。
石墨烯与稀土材料的复合可以充分发挥两者的优势,提高材料性能。
稀土材料与石墨烯的复合方法稀土材料与石墨烯的复合通常采用物理混合、化学还原、电化学沉积等方法。
物理混合是将石墨烯与稀土材料一起机械混合,制备成复合材料。
化学还原是通过还原剂使稀土离子还原成稳定的金属氧化物,并与石墨烯发生化学反应,形成复合材料。
电化学沉积是利用电化学原理,在石墨烯表面通过电化学反应将稀土材料沉积上去。
稀土材料的石墨烯复合材料的性能改善稀土材料与石墨烯的复合可以显著改善稀土材料的性能。
首先,石墨烯具有很高的导电性和热传导性,可以提高稀土材料的导电性和热传导性能。
其次,石墨烯具有很高的比表面积,能够增加稀土材料与其他材料的接触面积,提高界面相互作用。
此外,稀土材料与石墨烯的复合还能够改善稀土材料的机械性能,提高复合材料的力学强度。
稀土材料的石墨烯复合材料的应用稀土材料与石墨烯的复合材料在各个领域具有广泛的应用。
在电子器件领域,稀土材料的石墨烯复合材料可以用于制备高性能的场效应晶体管和光电器件。
在能源存储和转换领域,稀土材料的石墨烯复合材料可以用于制备高性能的锂离子电池、超级电容器和光电催化剂。
此外,稀土材料的石墨烯复合材料还可以用于制备高效的催化剂、生物传感器等。
石墨烯基复合材料的制备与性能研究
石墨烯基复合材料的制备与性能研究石墨烯是一种单层碳原子排列成的二维晶体,具有极高的强度、导电性和导热性。
在过去的几年里,石墨烯在材料科学领域引起了广泛的关注。
为了进一步发展石墨烯的应用,研究人员开始将石墨烯与其他材料相结合,形成石墨烯基复合材料。
这些复合材料具有优异的性能和多样化的应用前景。
本文将探讨石墨烯基复合材料的制备方法以及其性能研究。
一、石墨烯基复合材料的制备方法1. 化学气相沉积法(CVD)化学气相沉积法是一种常用的制备大面积石墨烯的方法。
该方法通过在金属衬底上加热挥发的碳源,使其在高温下与金属表面反应生成石墨烯。
石墨烯的生长在具有合适结晶特性的金属表面上进行,如铜、镍等。
CVD法制备的石墨烯可以获得高质量、大尺寸的单层石墨烯。
2. 液相剥离法液相剥离法是一种以石墨为原料制备石墨烯的方法。
通过在石墨表面涂覆一层粘性聚合物,然后利用粘性聚合物与石墨之间的相互作用力,将石墨从衬底上剥离,最终得到石墨烯。
这种方法能够制备出大面积的石墨烯,并且使用简便、成本较低。
3. 氧化石墨烯还原法氧化石墨烯还原法是一种制备石墨烯的简单方法。
首先将石墨烯氧化生成氧化石墨烯,然后通过还原处理,还原为石墨烯。
该方法可以在实验室条件下进行,操作简单方便。
然而,由于氧化石墨烯的导电性较差,所得石墨烯的质量较低。
二、石墨烯基复合材料的性能研究1. 机械性能石墨烯具有出色的机械性能,其强度和刚度超过大多数材料。
石墨烯基复合材料的机械性能主要取决于基体材料和石墨烯的界面相互作用。
研究表明,合适添加石墨烯可以显著提升材料的强度和硬度。
2. 电学性能石墨烯具有优异的电学性能,可以用作电极材料、导电填料等。
石墨烯基复合材料在导电性能方面表现出色,可以用于制备柔性电子器件、传感器等。
3. 热学性能由于石墨烯的热导率高达3000-5000 W/(m·K),石墨烯基复合材料在热学性能方面具有巨大的潜力。
石墨烯能够显著提高基体材料的热导率,因此可以应用于散热材料、热界面材料等领域。
石墨烯复合材料
石墨烯复合材料
石墨烯是一种由碳原子构成的二维晶格结构材料,具有极强的机械强度、导电性和热导性,因此被广泛应用于复合材料领域。
石墨烯复合材料是指将石墨烯与其他材料进行复合,以提高材料的性能和功能。
目前,石墨烯复合材料已经在航空航天、汽车制造、电子设备等领域得到了广泛的应用。
首先,石墨烯复合材料具有优异的机械强度。
石墨烯本身具有非常高的强度和韧性,能够有效增强复合材料的整体强度和硬度。
与传统材料相比,石墨烯复合材料更轻更薄,但却具有更高的强度和耐磨性,因此在航空航天领域得到了广泛的应用。
其次,石墨烯复合材料具有优异的导电性能。
石墨烯是一种优良的导电材料,能够有效提高复合材料的导电性能。
在电子设备制造领域,石墨烯复合材料可以用于制造柔性电路板、导电薄膜等产品,大大提高了电子设备的性能和可靠性。
另外,石墨烯复合材料还具有优异的热导性能。
石墨烯具有非常高的热导率,可以有效地将热量传导出去,因此在汽车制造领域得到了广泛的应用。
石墨烯复合材料可以用于制造散热片、发动机零部件等产品,提高了汽车的燃烧效率和安全性能。
总的来说,石墨烯复合材料具有优异的机械强度、导电性和热导性能,已经在航空航天、汽车制造、电子设备等领域得到了广泛的应用。
随着石墨烯制备技术的不断进步,相信石墨烯复合材料在未来会有更广阔的发展空间,为各个领域带来更多的创新和突破。
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单位 g/cm3
J/g·K W/m·K W/m·K
W/m2·K4
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°C μm/(m·°C)
Ω·m Change rate of mass % Change rate of mass %
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TK-PB07-SR TK-PB07
1.75
1.7
1.882
1.880
50
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14
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0.94
泰启力飞通过不懈的努力,搭建了完整的工业体系,建立了对石墨烯的品相进行精 确的鉴定、筛选和后道处理的方法和标准,这是泰启力飞石墨烯产业化的核心能力
石石墨墨烯复合
材料复合的基本认知
•复合只是物理的结合,不存在石墨烯和高分子基材产生化学反应而导致
石墨烯分子结构的变化
•复合后目标物性的提升与两个方面有关
加热Leabharlann 结泰启力飞的石墨烯复合材料具备有以下多个优良特性
• 介于导热塑料和金属之间的导热率,密度远低于金属, • 远高于金属的耐化学特性和远高普通塑料的抗氧化耐UV性能 • 10-4∼10-3Ω⋅m的体电阻率,具备最佳低电压焦耳效应条件 • 较高介质损耗和较金属低的电阻率,良好的吸收电磁波和抑制电磁波辐射性能 • 环保低能耗,每公斤产品碳排放小于2Kg。而铝至少需要10kg.
石墨烯纳米复合材料
石墨烯纳米复合材料
石墨烯是一种由碳原子构成的二维晶格结构材料,具有优异的导热、导电、机械强度和化学稳定性等特性。
因此,石墨烯被广泛应用于电子、能源、材料和生物医药等领域。
而石墨烯纳米复合材料则是将石墨烯与其他纳米材料进行复合,以期望获得更加优异的性能和应用。
本文将介绍石墨烯纳米复合材料的制备方法、性能以及应用前景。
首先,石墨烯纳米复合材料的制备方法包括物理法、化学法和生物法等多种途径。
物理法主要包括机械剥离法、化学气相沉积法和化学氧化还原法等;化学法主要包括溶液剥离法、化学还原法和化学气相沉积法等;生物法则是利用生物体内的生物合成途径来制备石墨烯。
不同的制备方法会影响石墨烯纳米复合材料的结构和性能。
其次,石墨烯纳米复合材料具有优异的性能。
首先,石墨烯的高导热、高导电性能使得纳米复合材料具有优异的导热、导电性能,可应用于导热材料和导电材料领域;其次,石墨烯的高机械强度和化学稳定性使得纳米复合材料具有优异的机械性能和耐腐蚀性能,可应用于材料强化和防腐蚀领域;最后,石墨烯的大比表面积和丰富的官能团使得纳米复合材料具有优异的吸附性能和催化性能,可应用于吸附材料和催化材料领域。
最后,石墨烯纳米复合材料具有广阔的应用前景。
首先,在电子领域,石墨烯纳米复合材料可应用于柔性电子、导电油墨和电磁屏蔽材料等领域;其次,在能源领域,石墨烯纳米复合材料可应用于锂离子电池、超级电容器和光伏材料等领域;最后,在材料和生物医药领域,石墨烯纳米复合材料可应用于复合材料、药物载体和生物传感器等领域。
综上所述,石墨烯纳米复合材料具有优异的性能和广阔的应用前景,其制备方法、性能和应用前景将会在未来得到更加广泛的研究和应用。
石墨烯基复合材料的制备及性能分析
石墨烯基复合材料的制备及性能分析石墨烯是一种新型的碳材料,由于其独特的结构和优异的性能,被广泛应用于材料科学领域。
石墨烯基复合材料作为一种将石墨烯与其他材料复合而成的新材料,具有石墨烯的优势和复合材料的多功能性,因此在材料制备和性能分析方面备受关注。
一、石墨烯基复合材料的制备方法目前,制备石墨烯基复合材料的方法主要包括机械混合法、溶液处理法和化学气相沉积法等。
机械混合法是最简单的制备方法,将石墨烯和其他材料进行物理混合。
这种方法操作简单,成本低廉,但是石墨烯与其他材料的界面结合较弱,对复合材料性能的提升有限。
溶液处理法是通过将石墨烯分散于溶液中,与其他材料形成复合体。
这种方法不仅能够提高石墨烯与其他材料的界面结合,还可以调控复合体的结构和性能。
然而,溶液处理法对石墨烯的分散性要求较高,操作复杂。
化学气相沉积法是一种高温气相合成法,通过在金属基底上沉积石墨烯。
这种方法制备的石墨烯基复合材料具有较高的结晶质量和界面结合强度,但是设备要求高、制备时间长。
二、石墨烯基复合材料的性能分析石墨烯基复合材料的性能主要包括力学性能、导电性能和热学性能等。
力学性能是衡量材料抗拉、抗压、抗弯等力学性能的指标。
石墨烯具有极高的强度和刚度,因此能够大幅提升复合材料的力学性能。
石墨烯基复合材料的强度和刚度通常随着石墨烯含量的增加而增加,但是当石墨烯含量过高时,由于石墨烯的堆叠导致复合材料的脆性增加。
导电性是衡量材料传导电流的性能指标。
石墨烯是一种具有优异导电性的材料,其导电性能主要取决于石墨烯的层数和形态。
石墨烯基复合材料通常具有较好的导电性能,且导电性能能够随着石墨烯含量的增加而增加。
热学性能是衡量材料导热性能的指标。
石墨烯具有很高的导热性能,因此能够显著提高复合材料的导热性能。
石墨烯基复合材料的导热性能通常随着石墨烯含量的增加而增加,但是石墨烯的堆叠也会对导热性能产生一定的影响。
除了上述性能分析,石墨烯基复合材料还具有其他一些特殊的性能。
石墨烯特种橡胶复合材料
石墨烯特种橡胶复合材料特种橡胶材料,也称特种合成橡胶材料。
指具有特殊性能和特殊用途,能适应苛刻条件下使用的合成橡胶。
如耐300℃高温,耐强侵蚀,耐臭氧、光、天候、辐射和耐油的氟橡胶;耐-100℃低温和260℃高温,对温度依赖性小、具有低黏流活化能和生理惰性的硅橡胶;耐热、耐溶剂、耐油,电绝缘性好的丙烯酸酯橡胶。
这些特殊材料主要用于航空、航天新型装备、深井勘探和重型机械等领域性能要求更高的部位。
本综述主要涉及的特种橡胶基体材料有硅橡胶、氟橡胶、丙烯酸酯橡胶、热塑性丁苯橡胶、氢化丁腈橡胶等。
一、石墨烯/硅橡胶复合材料(GSR)硅橡胶是由硅氧键(Si-O)交替组成其主链,有机基团(如甲基、乙基、乙烯基、苯基、三氟丙基等)组成其侧基的一种线型聚有机硅氧烷,其具有卓越的耐高低温性,优异的耐油、耐溶剂、耐紫外、耐辐射性能,良好的耐老化性,优良的电绝缘性和化学稳定性以及生理惰性等,从而在航空航天、电气、电子、化工、仪表、汽车、机械等工业以及医疗卫生、日常生活各个领域获得了广泛的应用。
Zhao等通过乙烯基三乙氧基硅烷(TEVS)的脱水反应来进行GO官能团化(TEVS-GO),以改善GO在液体硅橡胶(LSR)基体中的分散性及相容性,通过原位聚合制备了TEVS-GO/LSR复合材料。
研究发现,TEVS成功地接枝在GO表面,TEVS-GO实现了剥离并均匀分散在LSR基体中。
相比于纯LSR,TEVS-GO添加量为0.3%(质量分数)时,纳米复合材料的热失重温度增大了16.0℃(失重率10%),热导率增大了2倍,拉伸强度增大了2.3倍,撕裂强度增大了1.97倍。
Cai等通过溶液法分别制备了纯炭黑(CB)、纯石墨烯纳米片(GNPs)、CB/GNPs 混杂填充硅橡胶纳米复合材料,研究了填充物类型对电性能和压阻效应(接近于逾渗阈值的区域)的影响。
结果表明,纯CB在基体中分散效果并不理想,甚至形成轻微连续的结构;纯GNPs在基体中由于发生团聚,其分散也不均匀;CB/GNPs 中,CB进入GNPs的层间,CB均匀地分散在GNPs的表面,并填充了石墨烯片的间隙,结果既改善了CN的分散也促进了GNPs的剥离。
石墨烯橡胶复合材料的性能
石墨烯橡胶复合材料的性能一、机械性能石墨烯拉伸强度高达130GPa、杨氏模量约为1.01TPa,为目前最硬、强度最高的材料;此外,它还拥有超高的比表面积(约为2630m2/g),比传统石墨高100~500倍,石墨烯的径厚比约为400,比炭黑的高40~80倍,添加少量石墨烯就能明显提升橡胶复合材料性能,这对于石墨烯改性纳米复合材料的应用大有裨益。
Araby等将结构完整的、厚度为3.56nm的石墨烯片通过机械共混法混入EPDM 橡胶中制备出了纳米复合材料。
当GNPs填量为26.7%(体积分数)时,复合材料的杨氏模量、拉伸强度和撕裂强度分别增大了710%、404%和270%。
Gan等利用溶液混合法制备了硅橡胶(SR)/氧化石墨烯纳米复合材料。
结果表明:GO片能够均匀地分散在SR基体中,同时纳米复合材料的热性能和机械性能得到增大。
同时还发现,将不同乙烯基浓度的SR共混使用制备的GO填充纳米复合材料的机械性能均比单一乙烯基浓度的SR纳米复合材料高。
二、疲劳性能橡胶制品在轮胎、高速机车、航空航天等领域服役时,常处于周期动态负载状态,而制品疲劳寿命很大程度上取决于橡胶材料的疲劳断裂性能。
因此,为了保证橡胶制品使用时的安全性、可靠性和长寿命,改善橡胶材料的动态疲劳特性具有重要的意义。
Mahmoud等研究了GNPs对NBR橡胶“循环疲劳—滞后”性能影响。
累计损伤可用耗散的能量LDE(Loading path Disspated Energy)来表示,LDE随周期性应力—应变循环次数的变化情况见图4-6。
研究表明,随着GNPs填量增多,体系中GNPs总表面积增大,GNPs与橡胶基体之间的摩擦作用更强,结果循环过程中复合材料的能量耗散增多,滞后效应更明显,损伤速率加快;且随着循环次数增多,GNPs的结构发生破坏;在经历初次十个疲劳循环后,纳米复合材料的LDE 速率增大到了临界值,此后随着循环次数增大,累积损伤速率变化很小,纳米复合材料的损伤耗散能量降低。
石墨烯通用橡胶复合材料
石墨烯通用橡胶复合材料通用橡胶是指一批在国民经济领域最早获得应用的弹性材料。
它具有较长的生产历史,是橡胶工业的主体,使用面广、生产量大。
本文主要涉及的通用橡胶基体材料主要有天然橡胶(含环氧化天然橡胶)、丁苯橡胶、丁基橡胶、乙丙橡胶、丁腈橡胶、羧基丁腈橡胶。
一、石墨烯/天然橡胶复合材料(GNR)天然橡胶作为一种综合性能优越的可再生天然资源,其具有高弹性、高强度、高伸长率和耐磨性等特点,广泛地应用于航天、国防军工、飞机轮胎、医用弹性体等领域,在我国国民经济建设中占有非常重要的地位。
复合材料的界面性能决定着聚合物/无机填料纳米复合材料的性能。
She等将环氧官能团以及羟基官能团引入天然橡胶分子链中,目的是与氧化石墨烯表面的氧官能团建立氢键作用,以增强GO和橡胶之间的界面作用。
SEM结构表明环氧化天然橡胶乳胶颗粒通过氢键作用聚集在GO片的表面,这种自组装结构抑制了GO片的堆叠和团聚,使得GO均匀分散在天然橡胶中。
相比于纯的ENR,加有0.7%(质量分数)GO的ENR纳米复合材料,拉伸强度增大了87%,200%定伸强度增大了8.7倍。
Bulent等研究了功能化石墨烯片(FGSs)对天然橡胶的机械性能和应变诱导结晶的影响。
所用的FGSs厚度为1.5nm,长度尺寸为数百纳米。
相比于炭黑填充NR,FGS填充NR的起始结晶应变值更低,纯天然橡胶发生结晶时应变值为2.25,而混入质量分数为1%和4%的FGS后,纳米复合材料发生应变诱导结晶时的值分别为1.25和0.75。
相比之下,炭黑(质量分数为16%)添入天然橡胶中并没有显著地改变结晶的临界应变。
小角XRD表明FGS沿拉伸方向发生取向排列,而CB并没有取向或者表现出各向异性。
此外,Yan等还研究了应变诱导结晶对还原石墨烯增强天然橡胶纳米复合材料疲劳裂纹扩展的影响。
结果表明,石墨烯在低应变下会加速NR的裂纹扩展,而在高应变下则阻碍裂纹扩展。
这种行为可能是应变诱导结晶与裂纹尖端空穴化作用相互竞争的结果。
石墨烯纳米复合材料及其应用
石墨烯纳米复合材料及其应用石墨烯是一种由碳原子构成的二维材料,具有极高的强度、导电性、热传导性和化学稳定性,所以被广泛地应用于各种领域中。
近年来,石墨烯与纳米复合技术的结合,使得新材料的性能得到了大幅度提升,而石墨烯纳米复合材料的研究也成为了材料科学领域的热门话题。
一、石墨烯纳米复合材料的制备方法1. 化学还原法化学还原法是目前使用最为广泛的方法之一,它利用还原剂将氧化石墨烯还原成石墨烯。
在此基础上,通过添加不同的纳米材料,可以制备出石墨烯复合材料。
化学还原法制备出的复合材料,具有制备简单,成本低廉等优点。
2. 机械合成法机械合成法是通过机械研磨的方法将不同原材料混合制备而成的。
该方法可同时制备出纳米复合材料和石墨烯基材。
机械合成法的优点是制备工艺简单,对原料的要求不高,且制备出的材料具有极好的分散性和稳定性。
3. 真空热蒸发法真空热蒸发法是利用高温真空条件下,将石墨烯和纳米材料掺杂在一起来制备纳米复合材料。
该方法可以制备出高质量、高纯度的石墨烯纳米复合材料。
二、石墨烯纳米复合材料的应用领域1. 电子器件石墨烯纳米复合材料可以制备出具有优异性能的电子器件。
由于石墨烯的高导电性和高透明性,因此可以制备出透明导电膜、柔性电极等新型电子组件。
此外,石墨烯与纳米金属粒子复合后,还可用于纳米传感器的制备。
2. 光电功能材料石墨烯与半导体纳米材料复合后,可以制备出光电功能材料。
石墨烯的高导电性、高透明性和优异的光学性能,可以提高太阳能电池、有机发光二极管和光电探测器等光电器件的性能,并且可以延长其使用寿命。
3. 生物医药材料石墨烯复合纳米材料在生物医药领域中也有着广泛的应用。
例如,石墨烯与纳米颗粒复合后,可以制备成高效的抗菌和抗病毒药物,同时具有良好的生物相容性。
此外,石墨烯还可以用于生物成像、癌症治疗等领域。
三、石墨烯纳米复合材料的优势1. 优异的物理性能石墨烯纳米复合材料具有石墨烯和纳米材料的优异性能,如高导电性、高透明性、优异的力学性能、高比表面积和化学稳定性等。
石墨烯复合材料
石墨烯复合材料石墨烯是一种由碳原子构成的二维薄层材料,具有惊人的力学强度、导电性和热导性。
石墨烯复合材料是将石墨烯与其他材料结合,产生了更多种类和更强大的性能的材料。
石墨烯复合材料在各个领域都有广泛的应用。
其中最重要的一个领域是电子器件。
石墨烯具有极高的电导率和电子迁移速度,使得石墨烯复合材料成为理想的电子器件材料。
例如,衬底上涂覆一层石墨烯复合材料可以大大提高晶体管的性能,使得电子器件具有更高的工作稳定性和更低的功耗。
此外,石墨烯复合材料还被广泛用于储能材料。
石墨烯具有高电导率和高比表面积,这使得石墨烯复合材料成为理想的电池电极材料。
与传统材料相比,石墨烯复合材料能够提供更高的电容和更长的使用寿命。
此外,石墨烯复合材料还可以应用于超级电容器等领域,以满足更高性能储能装置的需求。
石墨烯复合材料还具有出色的机械性能。
石墨烯是迄今为止最坚韧的材料之一,具有出色的强度和弹性模量。
通过将石墨烯与其他材料复合,可以改善材料的强度和刚度,从而得到更坚固和耐用的材料。
这使得石墨烯复合材料在制造领域的应用潜力巨大,可以用于汽车、航空航天和建筑等领域,提高产品的性能和安全性。
此外,石墨烯复合材料还具有出色的导热性能。
石墨烯是一种高热导材料,可以将热量迅速传递到材料周围,提高材料的散热性能。
因此,石墨烯复合材料可以用于电子器件、导热材料和散热装置等领域,提高产品的效率和使用寿命。
总的来说,石墨烯复合材料具有出色的电导性、强度、热导性和机械性能,有着广泛的应用前景。
随着石墨烯制备技术的不断改进和成本的降低,石墨烯复合材料的应用将越来越广泛,为各个领域的科技创新和产业发展带来巨大的机遇。
石墨烯基复合材料制备与性能研究
石墨烯基复合材料制备与性能研究石墨烯是由一个碳原子单层构成的二维材料,具有优异的力学、电学、光学、热学和生物学等性能,是目前发现的最薄和最强的材料之一。
因此,石墨烯被广泛应用于电池、超级电容器、生物传感器、透明导电膜等领域,但石墨烯自身的应力和高成本限制了其更广泛的应用。
为了克服这些障碍,人们着手研究石墨烯基复合材料。
1. 石墨烯基复合材料的制备方法从文献中我们可以发现,制备石墨烯基复合材料的方法非常多,但可将其归结为以下几类:(1) 溶液法:其制备流程通常涉及将石墨烯加入有机溶剂中形成石墨烯溶液,然后加入所需的复合物质、表面活性剂、还原剂等,并经过加热、搅拌、干燥等处理最终得到复合材料。
(2) 机械混合法:可将石墨烯和填料一起混合,通过高效混合机进行均匀混合后,经过成型、加热固化等处理,形成复合材料。
(3) 化学气相沉积法:通常需要通过化学气相沉积方法在基底上制备出石墨烯,再通过化学气相沉积方法,向体内注入金属或无机复合材料,通过快速冷却使其形成复合材料。
2. 石墨烯基复合材料的性能研究石墨烯作为基材,通过复合改性可以克服石墨烯自身应力和高成本等缺点,提高材料的力学、电学、光学、热学等性能。
在不同领域的应用中,需要对其性能进行深入的研究。
(1) 电学性能石墨烯基复合材料的电学性能的研究已成为了近年来的重点和热点。
石墨烯本身具有非常好的电导率和透明度,而在复合材料中加入其他材料可以影响电子输运和电荷转移,从而改善其电学特性。
由于石墨烯自身具有的高电导率和高比表面积,使其与其他电极材料进行复合能够提高电池的储能密度、延长电池寿命。
(2) 光学性能石墨烯具有卓越的光学性能,具有很高的透明度、折射率和吸收率。
当石墨烯和其他材料进行复合时,在外部光的作用下,可产生显著的光学效应,如表面等离子共振、光学透镜、光学波导等。
这些石墨烯复合材料的光学效应将对可穿戴设备、生物医学、能源等领域的新型材料和器件产生重要的应用价值。
石墨烯纳米复合材料的研究及其应用
石墨烯纳米复合材料的研究及其应用引言石墨烯是一种最近研发起来的材料,在过去几年中已经吸引了许多科学家和工程师的关注。
石墨烯的独一无二的特性使得其成为了新时代材料科学研究的重要领域之一。
石墨烯单层碳原子排列成一个六边形晶格,其厚度仅为单层纳米且几乎无厚度限制,电子在其表面的运动非常快,寿命长,机械强度极高,导电性也非常优异。
这些特性及其它许多优点使得石墨烯物理和化学的性质十分广泛。
本文将全面介绍石墨烯纳米复合材料的研究及其应用领域。
一、石墨烯纳米复合材料的制备方法1. 机械法机械法制备的石墨烯复合材料是将石墨烯纳米片与基质材料(如聚合物或金属)混合,经过高能机械研磨或高剪切力加工处理得到。
这种制备方法简单易行,适用范围广,成本低廉。
但石墨烯的质量容易受制备条件、基质材料的质量等因素的影响,难以控制。
2. 化学还原法化学还原法制备的石墨烯复合材料是将氧化石墨烯与基质材料进行混合,然后通过还原处理得到。
这种制备方法可以实现大范围和高质量的石墨烯纳米片制备。
但是由于这种方法使用的还原剂一般为有毒物质,制备过程对环境污染大。
3. 气相沉积法气相沉积法制备的石墨烯复合材料是利用化学气相沉积法制备石墨烯,然后将其与基质材料进行混合,制备出石墨烯复合材料。
这种方法生成的石墨烯复合材料具有高质量、高稳定性,但是成本较高。
二、石墨烯纳米复合材料应用的领域1. 储氢领域石墨烯纳米复合材料在储氢领域具有广泛的应用前景。
由于石墨烯具有高表面积、橄榄式晶体结构和良好的导电性能,使得其在氢吸附、存储和释放等方面有着潜力的应用。
同时,石墨烯复合材料的强度和稳定性也具有优势,对于储氢性能进行改进具有重要的作用。
2. 生物医学领域石墨烯纳米复合材料在生物医学领域也具有广泛的应用前景。
石墨烯复合材料可以应用于治疗癌症、制造更好的心血管材料,并且还可以制造出具有高灵敏度的生物传感器。
同时,由于石墨烯具有高比表面积,使得其能够提高药物的吸附效率,提高药物在体内的有效性,因此可以用于制造药物载体材料。
2024年石墨烯纳米复合材料市场前景分析
2024年石墨烯纳米复合材料市场前景分析引言石墨烯是一种由碳原子组成的二维材料,具有出色的力学强度和导电性能。
石墨烯纳米复合材料是通过将石墨烯与其他材料(如聚合物或金属)相结合制成的复合材料。
石墨烯纳米复合材料在多个行业中有广泛的应用潜力,包括电子、能源、医疗和汽车等。
本文将对石墨烯纳米复合材料市场前景进行分析,探讨其发展趋势和商业机会。
石墨烯纳米复合材料市场概述市场规模石墨烯纳米复合材料市场在过去几年呈现出快速增长的趋势。
根据市场研究公司的数据,2019年全球石墨烯纳米复合材料市场规模约为XX亿美元,预计到2025年将增长至XX亿美元。
应用领域石墨烯纳米复合材料在多个领域中有广泛的应用。
其中,电子领域是石墨烯纳米复合材料的主要应用领域之一。
石墨烯纳米复合材料可以用于制造高性能的电子元件,如智能手机和平板电脑的显示屏、电池和传感器等。
此外,石墨烯纳米复合材料在能源领域也有巨大的潜力。
由于其优异的导电性能和化学稳定性,石墨烯纳米复合材料可以用于制造高效的太阳能电池、储能设备和超级电容器等。
医疗和汽车领域也是石墨烯纳米复合材料的重要应用领域。
在医疗领域,石墨烯纳米复合材料可以用于制造药物传输系统、组织工程和医疗传感器等。
在汽车领域,石墨烯纳米复合材料能够提高汽车零部件的强度和导热性能,提升汽车性能和安全性。
技术发展为了推动石墨烯纳米复合材料市场的发展,许多公司和研究机构致力于石墨烯的制造和应用技术的研发。
传统的石墨烯制造方法包括机械剥离和化学气相沉积等,这些方法生产的石墨烯纳米复合材料成本较高且难以大规模生产。
然而,随着技术的进步和创新,新的石墨烯制造方法正在不断涌现。
例如,化学溶剂剥离法和电化学法等方法能够降低石墨烯的制造成本,并实现大规模生产。
市场前景分析市场驱动因素石墨烯纳米复合材料市场的快速增长离不开多个市场驱动因素的推动。
首先,石墨烯纳米复合材料具有出色的力学强度和导电性能,可以为传统材料带来多种改良。
石墨烯及其复合材料的制备和应用
石墨烯及其复合材料的制备和应用石墨烯是一种由碳原子构成的单层蜂窝状结构的二维材料,它在近年来获得了广泛的关注和研究。
作为一种材料,石墨烯的力学性能、电学性能、热学性能以及光学性能等都十分优异。
因此,石墨烯的制备和应用成为了当前材料科学领域的研究热点之一。
石墨烯的制备方法主要有化学气相沉积和机械剥离两种方式。
化学气相沉积是一种通过高温化学反应在金属基板上合成石墨烯的方法。
在高温下,石墨烯的前体气体会在金属表面上沉积,最终形成石墨烯薄膜。
机械剥离是一种在石墨烯母体上通过机械手段剥离出石墨烯片的方法。
这种方法是最早被发现的石墨烯制备方法之一,并且也是目前制备石墨烯的主流方法之一。
尽管这两种方法都能够有效地制备出石墨烯,但是它们都存在着一定的缺陷。
化学气相沉积方法制备的石墨烯片表面质量较好,但是薄膜的制备过程比较昂贵,而机械剥离方法制备的石墨烯片可以获得较大尺寸的石墨烯,但是质量较差。
随着对石墨烯性能的深入研究,石墨烯复合材料逐渐成为了研究的重点之一。
石墨烯复合材料是将石墨烯与其他材料复合而成的材料。
这种材料由于石墨烯的优异性能加入到其他材料中,其性能将会得到有效提升。
例如,在高分子材料中加入小量的石墨烯,可以获得更好的机械性能和热导率,从而有助于其在电子器件和为汽车轻量化而设计的材料的应用中。
石墨烯与纳米颗粒复合材料也是另一个热门领域。
这种材料将石墨烯和纳米颗粒复合,可以获得更好的电催化性能和光电性能,从而有助于其在太阳能电池和电化学传感器等领域的应用。
除了在材料科学领域的应用外,石墨烯在生物医学和能源存储等领域也展现出了巨大的应用潜力。
在生物医学领域,石墨烯的生物相容性和生物活性可以帮助其在医学诊断和治疗领域的应用。
例如,将石墨烯与荧光探针复合,可以制备出可以用于癌症早期诊断和治疗的荧光探针。
在能源存储领域,石墨烯的大比表面积和优异的导电性能可以有效提升电化学性能,有助于其在高能量密度的电池和超级电容器等领域的应用。
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一石墨烯/ Fe3O4 复合材料的制备及电磁波吸收性能摘要:为扩展石墨烯的应用领域, 对磁性功能化石墨烯的电磁波吸收性能进行研究。
在氧化石墨与 Fe3O4 粒子的悬浮液中添加还原剂水合肼, 微波辐照反应制备石墨烯/Fe3O4 复合物。
采用 X 射线衍射、透射电镜等手段对材料的结构和 Fe3O4 的分布状态进行了测试表征。
采用矢量网络分析仪测定了材料在 0 1 1~ 18 10 GHz 频率范围内的复介电常数和复磁导率。
利用 Cole -Cole 图解释了复合材料的介电特性。
利用计算机模拟出不同厚度材料的电磁波衰减性能。
结果表明, 当石墨烯和 Fe3O4 粒子以质量比 10B 1复合得到的吸波剂材料的匹配厚度在 2 1 0~ 2 1 5 mm 变化时, 反射损耗小于- 20 dB 的频率覆盖 6 1 5~ 817 GHz。
调节 Fe3O4 粒子的相对含量, 复合材料的反射损耗最小可以达到- 4917 dB。
复合材料的强吸收特性预示了其作为电磁波吸收材料的潜在应用前景。
石墨烯自出现以来, 其独特的力学、电学、光学及磁学性能便引起了广泛关注。
石墨烯具有的特殊二维片状结构有利于对电磁波的吸收, 以此为基体负载铁氧体形成石墨烯/ 铁氧体复合材料, 可以发挥以下优势: 首先, 石墨烯的电导率和热导率高, 比表面积大, 质量轻, 这些性能有利于电磁波的吸收和衰减; 其次, 铁氧体粒子的引入可以增强石墨烯的铁磁性, 使复合材料兼具磁损耗与电损耗, 有利于实现电磁匹配; 最后,铁氧体的反射率损耗一般发生在较低频率范围( < 10 GHz) , 而石墨材料的反射率损耗通常位于高频区, 因此, 两种材料的复合还有利于吸收频带的拓宽结论通过在微波还原 GO 的过程中添加Fe3O4 粒子, 制备出了石墨烯/ Fe3O4 复合材料。
(1) Cole-Cole 图显示, Fe3O4 粒子与石墨烯复合后, 粒子与石墨烯形成界面使得复合材料具有多重介电弛豫。
(2) 反射损耗的计算结果表明, 单一的 Fe3O4粒子在匹配厚度为 2 10~ 4 10 mm 时不能实现有效吸收, 与一定量的石墨烯复合后, 反射损耗能够降低到- 20 dB以下。
其中以 GR-Fe3O4-10 B1 为吸收剂的材料在匹配厚度在 2 10~ 2 15 mm 变化时,有效吸收频带可以覆盖 6 15~ 8 17 GHz; 以 GR-Fe3O4-10B2为吸收剂的材料在厚度为3 15 mm、频率为 417 GHz 时的最小反射损耗可以达到- 4917 dB。
石墨烯/ Fe3O4 复合材料强吸收的特性以及石墨烯作为基底的广泛适用性为研究新型吸波材料提供了新的思路。
二石墨烯/Pd 复合材料的制备及其形成机制研究近年来,越来越多的科学家致力于以氧化石墨为前驱体合成石墨烯 / 纳米金属或纳米金属氧化物,并研究其物理与化学性质[5-7]。
金属钯具有良好的亲氢性,在氢气储存、加氢反应催化剂、燃料电池及化学传感器等方面有着广泛的应用前景,而且纳米金属颗粒与炭材料之间存在溢出效应,故这两者的复合有望提高材料的储氢能力3结论1)以氧化石墨和具有良好插层性质的Pd(en)2Cl2为前驱体,能通过化学还原法成功制备出石墨烯 /Pd复合材料。
2)石墨烯/Pd复合材料具有中孔性质,其BET比表面积达230 m2/g,钯纳米颗粒的粒径为2~6 nm,弥散地分布在石墨烯的层间及层的边缘。
3)纳米钯颗粒能阻止石墨烯重新堆积形成石墨结构,其支撑石墨烯层的作用是形成石墨烯复合材料的关键。
已有研究表明,石墨烯 /Pd 复合材料在氢气贮存、加氢加成及传感器等方面有广泛的用途[14]。
三石墨烯/SnO2/聚苯胺纳米复合材料石墨烯具有独特的纳米结构和一系列极具吸引力的特性,成为新型纳米复合材料的理想载体,如纳米复合材料分散的基体.提出了一种以石墨,苯胺,四氯化锡为原料制备石墨烯/二氧化锡/聚苯胺的新方法.通过X-射线衍射,红外光谱,透射电子显微镜,扫描电子显微镜以及紫外-可见光谱对合成的材料进行表征.结果表明:二氧化锡纳米粒子原位吸附在石墨烯的表面,有效地避免了石墨烯片的堆叠,聚苯胺加入后可大大提高二氧化锡的电化学性质。
石墨烯,具有一个原子层厚度的二维结构,因其化学稳定性、高电导率、大比表面积而成为电化学储能材料的理想碳材料.石墨烯纳米片还被作为锂离子电池的储能材料进行研究.如果锂可以黏附在石墨烯的两面,那它的储能容量为774mAh/g.但是,石墨烯片很容易堆叠成多层,从而减小表面积使其物理化学性能大大降低.近年来,人们通过将纳米粒子附着在石墨烯表面来降低石墨烯片的堆叠.纳米粒子可以是金属纳米粒子(如Au,Pt等),也可以是金属氧化物(如TiO2,SnO2等).石墨烯基材料的完美性,有望应用到传感器、超级电容器、锂电池、催化剂等领域.但是这些复合材料都是通过纳米粒子和石墨烯的简单混合得到的,限制了纳米粒子的均匀分散和石墨烯片的有效分离过渡金属氧化物(SnO2,Co3O4,Fe2O3,NiO,CuO等)因其高容量而被研究作为锂离子电池负极材料.其中,SnO2最为引人瞩目,在这个可逆反应中,二氧化锡的理论比容量是782mAh/g[13].但是在锂离子的嵌入和迁出过程中,二氧化锡纳米粒子很容易发生体积膨胀,从而降低电池的循环寿命.因此采用石墨烯表面负载SnO2的方法制备纳米复合材料,这样不仅降低石墨烯片的堆叠度,也提高了SnO2的储能能力.为了提高电解质离子的转移,通过在石墨烯表面附着导电聚合物,不仅可以进一步拉大石墨烯片的层间距,而且聚合物链的运动使电解质离子更好地迁移.层间距拉大的石墨烯更好地作为锂离子电池电极材料[14].在此,提出了一种简便合成石墨烯/SnO2/聚苯胺的高性能锂电池负极材料的方法.成功地合成了石墨烯/SnO2/聚苯胺纳米复合材料.结果表明,二氧化锡,聚苯胺很好地附着在石墨烯上形成三明治状的复合结构.聚苯胺和二氧化锡的附着可以有效地解决石墨烯的堆叠问题,石墨烯和聚苯胺的介入又可以很好地抑制二氧化锡的体积膨胀问题,从而可以进一步提高电极材料的电学性质,使得这种材料成为一种理想的锂离子电池负极材料.可以期望将此方法应用到石墨烯基其他金属氧化物中,从而得到广泛的应用.四石墨烯 /TiO2复合材料的制备及其光催化性能的研究TiO2颗粒由于具有较高的化学稳定性、热稳定性以及优良的光学、力学和电学特性,被应用于诸多工业领域。
其中锐钛型 TiO2具有良好的光催化活性,尤其是当颗粒尺寸降到纳米级别时,催化能力更好,在催化降解环境有机污染物方面具有广泛的应用。
碳材料在催化中有着极为重要的应用,被广泛用做催化剂的载体,也可以直接作为许多反应的催化剂[5 ]。
由于石墨烯是构建众多碳材料包括石墨、碳纳米管、碳纳米纤维和类富勒烯材料的基本单元[6 ],具有独特的二维表面结构、良好的导电导热性质以及很高的比表面积,可将某些具有催化活性的材料负载在石墨烯表面使其成为新一类石墨烯功能复合材料。
结论采用溶胶- 凝胶法成功制备出石墨烯/ TiO2光催化复合材料。
在紫外光照射下,以甲基橙光催化降解体系为研究对象,石墨烯/ TiO2复合材料用量为2 g/L、紫外光照为3. 5 h、目标降解物初始 pH 为5 时具有最好的催化活性。
在同等条件下,石墨烯/ TiO2复合材料光催化降解效果比单一锐钛矿型 TiO2的效果好。
五石墨烯/铂复合材料的制备及电化学性能研究采用 Hummers 法制备氧化石墨,再超声分散于去离子水中形成稳定的氧化石墨分散液。
分散液与氯铂酸溶液混合后,氧化石墨烯还原氯铂酸产生大量铂纳米粒子,铂粒子被牢固地锚在氧化石墨烯片上,最后将所得到的氧化石墨烯/铂复合物置于管式炉中在 Ar/H2气氛中于 800 ℃下热裂解制备出石墨烯/铂复合材料。
形貌与纳米结构分析表明,氧化石墨已被彻底还原成石墨烯,铂纳米粒子均匀分散在褶皱的石墨烯纳米片间。
电化学阻抗研究进一步揭示复合材料的电子转移阻抗明显小于石墨烯,呈示铂纳米粒子掺入石墨烯片层大大改善了导电性。
石墨烯/铂复合材料应用于对苯二酚的电化学检测,检出限达 1.6×10-7mol · L-1,这说明该材料具有优异的电催化性能。
结论利用氧化石墨烯和氯铂酸的原位氧化还原反应不仅实现了氯铂酸的彻底还原,而且所形成的铂纳米粒子被均匀地锚在氧化石墨烯片层上。
结合高温固相还原,成功开发出高性能的石墨烯/铂复合材料。
新的方法具有简便、绿色和高效等显著特点,可广泛应用于以满足催化剂和电化学传感器需要为目的的铂、金、钯等贵金属的石墨烯复合材料的合成。
六石墨烯 /TiO2复合材料的制备及其光催化性能的研究摘要:本实验以细鳞片石墨为原料,采用 Hummers 法制备氧化石墨,经超声波振荡得到氧化石墨烯,加入水合肼回流制得石墨烯材料。
采用溶胶- 凝胶法制备锐钛矿型TiO2及石墨烯/TiO2复合材料。
在紫外光照射下,分别以石墨烯/TiO2复合材料及锐钛矿型 TiO2为催化剂,在甲基橙溶液中进行光催化降解,结果显示,石墨烯/TiO2光催化性能明显高于相同条件下的锐钛矿型 TiO2. TiO2颗粒由于具有较高的化学稳定性、热稳定性以及优良的光学、力学和电学特性,被应用于诸多工业领域。
其中锐钛型 TiO2具有良好的光催化活性,尤其是当颗粒尺寸降到纳米级别时,催化能力更好,在催化降解环境有机污染物方面具有广泛的应用[1, 2 ]。
碳材料在催化中有着极为重要的应用,被广泛用做催化剂的载体[3, 4 ],也可以直接作为许多反应的催化剂[5 ]。
由于石墨烯是构建众多碳材料包括石墨、碳纳米管、碳纳米纤维和类富勒烯材料的基本单元[6 ],具有独特的二维表面结构、良好的导电导热性质以及很高的比表面积,可将某些具有催化活性的材料负载在石墨烯表面使其成为新一类石墨烯功能复合材料。
本课题以石墨烯为载体,利用溶胶- 凝胶法制备石墨烯/TiO2光催化复合材料。
同时,以甲基橙光催化降结论采用溶胶- 凝胶法成功制备出石墨烯/ TiO2光催化复合材料。
在紫外光照射下,以甲基橙光催化降解体系为研究对象,石墨烯/ TiO2复合材料用量为2 g/L、紫外光照为3. 5 h、目标降解物初始 pH 为5 时具有最好的催化活性。
在同等条件下,石墨烯/ TiO2复合材料光催化降解效果比单一锐钛矿型 TiO2的效果好。
七石墨烯/环氧树脂复合材料的介电性能研究摘要:通过Staudenmaier法制备了完全氧化的氧化石墨(GO),并通过高温热膨胀制备了单层石墨烯(graphene)。
用FT-IR和TG对GO的氧化程度、含氧官能团进行了表征,用SEM和TEM对天然石墨(NG)、GO和graphene的微观结构进行了分析。