石墨烯和氧化石墨烯在纺织印染中的应用

氧化石墨烯的材料性能与应用

随着现代科技的不断发展，材料科学已经成为当今世界最为重要的科学领域之一，其中氧化石墨烯作为一种颇具潜力的新型材料，在近年来备受人们的关注。本文将从氧化石墨烯的基本概念入手，分析其所具备的材料性能，并探讨其在不同领域中的应用。

一、基本概念

氧化石墨烯在化学名词中被称作氧化石墨，是一种石墨烯的衍生物。石墨烯是一种具有单层碳原子的蜂窝状结构的材料，由于其具有优异的电学、热学性质以及机械强度等特点，在诸多领域中都有广泛的应用。而氧化石墨烯则是通过将石墨烯与氧气接触，加热或者使用化学反应进行氧化处理后制得的一种材料。由于氧元素的加入，使得石墨烯的结构变得更为松散，因此氧化石墨烯在导电性、力学性质、稳定性等方面与石墨烯有所不同。

二、材料性能

1、导电性

氧化石墨烯的导电性能受到氧含量和晶格缺陷的影响，它可以是一种导体，也可以是一种半导体。随着氧含量的增加，其导电性逐渐降低，但进行还原处理可以使其导电性得到改善。同时，晶格缺陷也会影响其导电性能，晶格缺陷的存在可以形成电子杂质，引起电子的散射，从而减小电导率。

2、力学性能

氧化石墨烯在力学性能方面表现出了很强的韧性和强度。由于其结构中存在氧元素的影响，使其结构变得比石墨烯更加松散，因此在机械性能方面，其比石墨烯更具有优势。此外，氧化石墨烯还具有极高的拉伸强度和弹性模量，是一种非常优秀的机械材料。

3、化学性能

氧化石墨烯在化学性质方面也表现出了非常出色的可能性。具有高度制备成分和化学反应可控性的优势，如能够形成混合材料、催化剂载体、吸附剂等一系列的应用。此外，由于存在羧酸官能团，使其可作为一种改性剂，可提高材料表面的吸水性和生物相容性，因而在生物医药领域中也具有广泛的应用前景。

三、应用领域

氧化石墨烯具有多种优异的材料性能，可以广泛地应用于各个领域，下面列举部分应用领域。

1、能源领域

氧化石墨烯在能源领域中有着广泛的应用，如用于制备柔性电池、太阳能电池等。由于其导电性能和力学性能的优越性，可以使得电池的性能得到提升，从而提高能源的转换效率。

氧化石墨烯、石墨烯与还原氧化石墨烯

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石墨烯作为一种二维材料，因其独特的结构和性质在科学界备受关注。氧化石墨烯和还原氧化石墨烯作为石墨烯的衍生物，也具有独特的特性。本文将从氧化石墨烯、石墨烯和还原氧化石墨烯的结构及性质、应用等方面进行介绍。

氧化石墨烯的优势及应用

氧化石墨烯是指石墨烯表面被氧化处理后的产物，具有一定的氧含量。相比于纯石墨烯，氧化石墨烯具有一些优势，并有广泛的应用。

首先，氧化石墨烯具有良好的可分散性。由于石墨烯的特殊结构，纯石墨烯很难与溶剂相溶，在应用中难以进行涂覆或制备薄膜等处理。而氧化石墨烯由于表面带有氧官能团，使其在水和有机溶剂中具有良好的分散性，可以方便地制备出各种形态的石墨烯复合材料。

其次，氧化石墨烯具有较好的生物相容性。石墨烯具有优异的导电性和导热性，因此在生物领域有广泛的应用前景。然而，纯石墨烯的应用受到其在体内难以降解的限制。而经过氧化处理后的石墨烯表面带有氧官能团，使其亲水性增加，更易于与生物体中的水分子相互作用，提高了其在体内的生物相容性。

此外，氧化石墨烯还具有良好的化学活性。经过氧化处理后，石墨烯上的氧官能团可以与其他化学物质发生反应，进一步改变其性质和功能。例如，通过在氧化石墨烯上引入氮原子，可以制备出氮化石墨烯，具有类似半导体的电学性能，扩展了石墨烯的应用领域。

氧化石墨烯在许多领域都有广泛的应用。首先，在能源领域，氧化石墨烯作为电极材料具有优异的导电性和电化学性能，被用于锂离子电池、超级电容器和燃料电池等设备中，提高其电化学性能。

其次，在催化领域，氧化石墨烯也具有良好的应用潜力。氧化石墨烯的氧官能团可以提供丰富的官能团位点，用于催化反应的活性中心。例如，氧化石墨烯可以被用作催化剂载体，将金属纳米颗粒固定在其表面，提高催化反应的活性和选择性。

此外，氧化石墨烯还在传感器、生物医药、柔性电子器件等领域有广泛的应用。石墨烯具有高度的表面积、良好的生物相容性和导电性，使其成为制备生物传感器和柔性电子器件的理想材料。通过在氧化石墨烯上修饰特定功能的官能团，可以实现对生物分子或环境污染物的高灵敏检测。

总之，氧化石墨烯具有可分散性好、生物相容性高和化学活性强等优势，被广泛应用于能源储存、催化、传感器等领域。随着对石墨烯材料理解的深入和研究的不断推进，相信氧化石墨烯和其他功能化石墨烯材料的应用前景还会进一步拓展。

石墨烯和氧化石墨烯

石墨烯和氧化石墨烯是现代材料学研究领域中备受关注的两种材料。石墨烯由单层碳原子构成的平面晶格结构组成，是一种轻薄、高强度、导电性强的新型材料。氧化石墨烯是在石墨烯的基础上加入氧元素并形成的化合物，是一种具有可控性和特殊化学反应性的材料。

石墨烯的发现和研究始于2004年，其独特的物理和化学性质引起了科学界的广泛关注。石墨烯有着极高的导电性和热导率，是一种非常优秀的导电性材料，同时也是一种非常优秀的材料作为透明导电薄膜。由于石墨烯可以承受非常高的张力，因此在材料学领域中有着很大的应用前景，例如在轻型汽车材料制造领域中。

氧化石墨烯是由石墨烯和氧原子组成的化合物，可以通过不同的化学反应方法制备。相比石墨烯，氧化石墨烯具有更好的溶解性和可控性。同时，在光学等方面具有许多特殊的性质，使得其在生物医学、电化学和光学传感等领域有很好的应用前景。例如，在生物医学领域中，氧化石墨烯可以作为生物成像材料，同时还可以作为药物递送载体，发挥很好的治疗效果。

总的来说，石墨烯和氧化石墨烯都是非常有前途的材料，它们的研究不仅有着重要的科学意义，而且还具有广泛的应用前景。在未来，如何更好地研究和应用石墨烯和氧化石墨烯，将会是我们面临的重要问题。

纺织印染行业微塑料污染现状及防治策略

摘要：本文主要介绍了纺织印染行业微塑料污染的现状和影响，针对该问题提出了防治策略。通过收集相关数据和信息，结合实际案例分析，探讨了微塑料污染产生的原因、排放途径以及其对环境和健康带来的潜在风险。基于此，提出了加强监管、技术改造和宣传教育等多种有效防治策略，旨在保护环境、减少微塑料污染对人类和自然界的影响。

关键词：微塑料；纺织印染；污染；防治策略

前言：随着全球工业化和城市化进程的加速，各种塑料制品的广泛应用导致了全球范围内的垃圾问题加剧，而微塑料污染作为当前环境领域的一大问题，越来越受到人们的关注。微塑料指的是直径小于5毫米的塑料颗粒或纤维，其来源包括服装、家纺等纺织品的洗涤过程、汽车轮胎磨损、城市污水处理等多个渠道，其中纺织印染行业是微塑料污染的主要来源之一。

1 微塑料污染现状及影响

目前，国内外纺织印染行业对微塑料污染防治已经开始关注和研究，并且出台了一些政策法规和标准。例如，欧盟在2019年颁布了“单用途塑料制品”的限制法案；中国在2020年出台了《关于加强塑料污染治理的意见》，明确提出推广可降解塑料等措施。同时，国内外企业也纷纷开展了相关研究和实践工作，积极探索微塑料污染防治的技术和策略。据统计，目前全球每年约有240万吨的微塑料进入海洋，而纺织印染行业的微塑料贡献量不可忽视。以中国为例，2019年该行业消耗化纤原料约7400万吨，同时也产生了大量碎屑和废水，这些废弃物中含有大量微塑料颗粒和纤维，不仅对自然环境造成影响，还可能对人体健康造成隐患。微塑料污染对环境和健康都会产生负面影响。对于环境方面，微塑料对海洋生态系统造成的危害最为明显，它们会进入海洋食物链，对海洋生物造成毒性影响，并在整个生态系统中不断积累。而对于健康方面，微塑料可能会引起内分泌干扰、神经毒性、免疫毒性等问题，对人体健康造成慢性损害。

2 纺织印染行业微塑料污染防治及技术实践

GN-g-MAH

功能性纺织品融合了许多创新技术，可以满足人

们对织物功能化的需求，提高人们的生活水平。导电

织物将具有导电功能的材料集成到织物中，赋予织物导电功能，并赋予其额外的新功能[1]。具有优良力学性

能、耐蠕变耐断裂性能的聚对苯二甲酸乙二醇酯

（PET）纺织品被认为是设计成本效益高的导电织物的摘要：为提高聚酯（PET）非织造布的性能，将导电材料通过表面改性引入PET非织造布，采用单宁酸（TA）作为桥

联剂，功能化石墨烯（GN-g-MAH）和聚吡咯（PPy）作为导电功能层，制备得到多功能PET非织造布，并使用SEM、XRD、TG等测试了PET/GN-g-MAH/PPy的微观结构和热稳定性。结果表明：通过循环自组装法及低温

化学聚合法成功制备了PET/GN-g-MAH/PPy非织造布，表现出良好的导电性，表面电阻率低至3.11伊10-2赘·m，表面由疏水转变为亲水。基于此，非织造布也表现出优异的电热性能，对其施加3V驱动电压时，可在20

s内产生约40益的饱和温度。此外，还具有良好的光热转换性能，当光照强度为300mW/cm2时，照射20s

后，表面温度可稳定到105.8益，非织造布还表现出优异的光热抗菌性，当大肠杆菌的菌液浓度为1.6伊108CFU/mL时，使用氙灯模拟太阳光源照射后，抗菌率达到99.6%。

关键词：聚酯；功能化石墨烯；聚吡咯；非织造布

中图分类号：TS174.3文献标志码：A文章编号：员远苑员原园圆源载（圆园24）园1原园园35原07GN-g-MAH/PPy多功能PET非织造布的制备及应用

韩娜1，苏欣1，沙乾坤2，杨田2

（1.天津工业大学材料科学与工程学院，天津300387；2.国家先进印染技术创新中心，山东泰安271000）

PreparationandapplicationofGN-g-MAH/PPymultifunctionalPET

non-wovenfabric

HANNa1，SUXin1，SHAQiankun2，YANGTian2

石墨烯材料在纺织及其他领域中的应用

摘要：近年来我国经济发展十分快速，石墨烯材料应用也越来越广泛，石墨烯材料是纺织及其他领域中的重要技术。本文在介绍石墨烯的结构特点及其制备方法的基础上，介绍了石墨烯在纺织纤维、纺织印染、织物后整理等纺织领域及其他领域的应用。

关键词：石墨烯；纺织；性能；应用

1石墨烯的制备方法

1.1物理剥离法

物理剥离法是利用机械力从高度定向热解石墨表面将石墨烯片剥离出来的制备方法（如图1所示）。物理剥离法是制备石墨烯最直接的方法，利用该方法获得的石墨烯质量较高，可制得10-100μｍ的石墨烯片。但石墨烯尺寸不易控制、低产率等缺点使该方法仅适用于实验室基础工作的研究。

图1 机械剥离法制备石墨烯示意图

1.2氧化－石墨还原法

氧化－石墨还原法（如图2所示）是指石墨先经化学氧化得到边缘含有羧基、羟基，层间含有环氧及羰基等含氧基团的石墨氧化物（此过程可使石墨层间距离从0.34ｎｍ扩大到约0.78ｎｍ），再通过外力剥离（如超声剥离）得到单原子层厚度的石墨烯氧化物，再进一步还原，从而制备石墨烯的方法。这种方法制备的石墨烯为独立的单层石墨烯片，产量高，应用广泛。

图2 氧化－石墨还原法制备石墨烯示意图

1.3化学气相沉积法

化学气相沉积法是指在气态条件下反应物发生化学反应生成固态物质并沉积在加热的固态基体表面，进而制得固体材料的方法。向以镍为基片的管状简易沉积炉中通入碳氢化合物等含碳气体，该气体中的碳原子在高温的作用下在镍片表面生成石墨烯，然后将石墨烯与镍片分离，从而得到石墨烯薄膜。

2石墨烯在纺织领域的应用

2.1在纺织纤维上的应用

2008年，某股份有限公司开始对石墨烯材料进行研究，经过不懈努力，于2015年从废弃秸秆玉米芯中成功制备出生物质石墨烯，同时制备了玉米芯纤维，并对这两种材料进行复合从而制备了内暖纤维，并实现了工业化大生产。中国工程院院士姚穆等专家组认为，高内暖纤维具有低温远红外、抗菌抑菌、祛湿、透气等优异的性能，被人们称为“划时代的革命纤维”。研究表明，圣泉集团制备的石墨烯材料短纤或长丝可与多种常规纺织短纤或长丝混纺或者混织，从而制备多种纺织材料。2016年3月，该公司的“内暖”品牌产品入选中国纤维流行趋势2016／2017产品类别的“功能亲肤纤维”。2011年，浙江大学高超教授课题组首次成功纺制出长达数米的宏观石墨烯纤维。其原理是，在高浓度的氧化石墨烯水溶液中，通过自发取向排列制备氧化石墨烯液晶，然后通过湿法纺丝技术和化学还原的方法制备石墨烯纤维。研究表明，通过以上方法制备的石墨烯性能较为优异，但石墨烯作为单独纺丝液时可纺性较差。为了解决这一问题，人们提出将普通纺丝原液作为基体，然后添加石墨烯分散液，从而制备石墨烯复合纤维的方法，这样既改善了石墨烯纤维的可纺性，又充分发挥了石墨烯材料在抗菌、防紫外和远红外等方面的优异性能。这种方法将有利于石墨烯纤维在纺织领域得到更好的发展。

石墨烯在纺织品当中的应用

石墨烯是一种新型的材料，具有很多优异的性能，如高强度、高导电性、高热导率等。近年来，石墨烯在纺织品领域的应用也越来越广泛。

石墨烯可以用于制造高性能的纤维。石墨烯纤维具有很高的强度和韧性，可以用于制造高强度的绳索、防弹衣等。此外，石墨烯纤维还具有很好的导电性和热导率，可以用于制造智能纺织品，如智能服装、智能床垫等。

石墨烯可以用于制造抗菌纺织品。石墨烯具有很强的抗菌性能，可以有效地抑制细菌的生长。因此，将石墨烯添加到纺织品中，可以制造出具有抗菌功能的纺织品，如抗菌袜、抗菌床垫等。

石墨烯还可以用于制造防辐射纺织品。石墨烯具有很好的电磁屏蔽性能，可以有效地防止电磁辐射对人体的危害。因此，将石墨烯添加到纺织品中，可以制造出具有防辐射功能的纺织品，如防辐射服、防辐射窗帘等。

石墨烯在纺织品领域的应用前景广阔。随着石墨烯技术的不断发展，相信石墨烯纺织品将会越来越普及，为人们的生活带来更多的便利和舒适。

壳聚糖处理印染废水研究进展

梁华

【摘要】壳聚糖具有良好的吸附性能,可用于处理印染废水,但自身存在一些缺陷,限制了进一步应用.综述了壳聚糖的形貌控制、复合改性等方法及在处理印染废水方面的研究进展,并对壳聚糖处理印染废水的发展方向作了展望.

【期刊名称】《印染助剂》

【年(卷),期】2018(035)011

【总页数】4页(P1-4)

【关键词】壳聚糖;印染废水;形貌控制;复合改性

【作者】梁华

【作者单位】南昌理工学院,江西南昌 330000

【正文语种】中文

【中图分类】X79

随着经济的快速发展，印染行业的规模持续扩大，随之而来的印染废水处理问题也日益突出［1-2］。印染废水是加工棉、麻、化纤等纺织产品过程中产生的废水，由于工艺、原料、产品的差异，印染废水的成分复杂多变，通常含有染料、助剂、活性剂、油脂、化纤及各种离子等［3］。印染废水排放量大，有毒有机物含量高，pH变化大，加上近年来各种新型染料和助剂的使用，其处理变得更加困难［4］。目前，常用的印染废水处理方法有吸附法、生物降解法、化学法等［5］。其中，吸附法能够快速简便地去除有毒污染物，成本低廉，无有毒副产物，设计方便，操作简单，适合大规模应用［6］。吸附材料的选择是吸附法的核心，吸附材料需要具有很强的吸附能力、良好的解吸效率，如果仅进行吸附而不进行洗脱，不仅浪费吸附材料，而且会造成严重的二次污染［7］。

壳聚糖是一种天然线性大分子多糖，结构式如下所示，其中存在大量游离态的氨基和羟基，能够与重金属离子发生配位反应，可吸附印染废水中的多种污染物［8］。壳聚糖主要来源于蟹虾等无脊椎动物外壳及藻类、菌类的细胞壁，来源广泛，价格低廉，无二次污染，是一种较为理想的吸附材料［9］。

1 未改性壳聚糖

壳聚糖分子链上有大量羟基和氨基，在污水处理中不仅作为吸附剂，还能作为絮凝剂、助凝剂和重金属螯合剂，具有较好的污水处理能力。Dotto等［6］以虾壳废弃物为原料，成功制备出壳聚糖并研究了最佳吸附条件：pH=3，搅拌转速150

石墨烯分散剂在粉体研磨过程中分散原理与使用方法

石墨烯是一种二维蜂窝状碳材料，由碳原子按照六边形进行排布而组成。碳碳原子之间由sｐ２杂化结合而

成，其结构非常稳定。然而，石墨烯大的比表面积往往使其团聚在一起，不仅降低了自身的吸附能力而且影响

石墨烯自身优异性能的发挥，从而影响了石墨烯增强复合材料性能的改进，况且，这种团聚是不可逆的，除非

施加外力，如超声和强力搅拌，使其均匀分散。

石墨烯分散剂分散原理

石墨烯分散剂能够吸附在各种石墨烯粉体表面并产生静电斥力使之分散，避免沉降、返粗。广泛用做造纸

涂料及建筑涂料的分散剂、混凝土缓凝剂、减水剂以及纺织印染等行业作螯合分散剂，可用作涂料、颜料、油

漆、造纸、高岭土、氧化铝、陶土、钛白粉、滑石粉、硫酸钡、水煤浆、碳酸钙及水泥分散剂，在浆料的研磨

加工过程中加入，能迅速降低浆料的粘度、增加分散性、流动性、迅速提高固含量，且分散后浆料粘度稳定。

石墨烯分散剂使用方法

1、湿法生产：添加量0.5-1%，取3 份研磨后的浆液，第1 份做空白样对比，第2 份、第3 份各添加

0.5%、1%

作为效果对比，混合均匀，浆料测试分散性，烘干检测成品粉的相关数据效果。根据效果调整精确的添加

量，再上机进行测试。

2、砂磨机生产：在砂磨机或料桶中直接添加助剂（详细添加方法，请提前咨询我们技术人员）