石墨烯基纳米复合材料制备及其性能研究
石墨烯氧化铈纳米复合材料的制备及表征

石墨烯/氧化铈纳米复合材料的制备及表征在本篇论文中,通过改进的Hummer 法制备出氧化石墨烯(GO)。
然后通过水热法把氧化石墨烯和六水硝酸铈(CeO 2•6H 2O)进行复合,得到石墨烯/氧化铈的纳米复合材料。
并通过XRD 、场发射扫描电镜(SEM )、拉曼光谱、X 射线光电能谱(XPS )以及红外光谱(IR )研究了GO-CeO 2纳米复合材料的结构,形态。
总体而言,这篇论文提供了一种简单,没有催化剂的水热法合成石墨烯/氧化铈复合材料,为合成其他的石墨烯复合材料提供了新的视角。
这些基于石墨烯的复合材料展现出来了很多潜在应用价值。
考虑到其小尺寸和很好的分散性,可以进一步应用于太阳能电池,燃料电池以及遥感等。
伴随着经济的快速发展,环境问题越来越成为困扰人们生活的重要问题,尤其是有机污染越来越威胁人们的身体健康,而正是环境的恶化促进了人们对于处理环境污染的研究,加大了人们对新型材料尤其是复合材料的研究。
纳米科技是在20世纪80年代末90年代初才逐渐发展起来的前沿、交叉性新兴学科领域,它在创造新的生产工艺、新的产品等方面有巨大潜能。
从材料的结构单元层次来说,纳米材料一般是由1~100 nm 间的粒子组成,它介于宏观物质和微观原子、分子交界的过渡区域,是一种典型的介观系统。
纳米材料因其独特的表面效应、量子尺寸效应、小尺寸效应等而表现出有异于常规材料的特殊性能,因而在各个领域得到广泛的应用[1、2]。
Ueda 等人较早从利用太阳能的观点出发,对纳米材料的微多相光催化反应进行了系统的研究。
这些反应主要集中在光解水[3]、CO 2和N 2固化[4]、光催化降解污染物[5~7]及光催化有机合成[8]等方面。
TiO 2光催化剂作为众多性能最好、最具有应用前景的光催化材料之一 [9],它具有催化活性高、稳定性好、价格低廉、对环境无污染、对人体无毒害等优点而受到大家的青睐。
但是二氧化钛因为自身的局限性[10]:在光催化领域仍然面临着量子产率低、光生电子-空穴对易发生简单复合且禁带宽度约为3.2 eV ,需在(近)紫外光下才能激发等不足,限制了其在光催化降解污染物方面的应用[11~13]。
石墨烯复合材料的制备及对环境污染物的吸附性能研究

石墨烯复合材料的制备及对环境污染物的吸附性能研究焦晶晶;何丽君;崔文航;刘建平;郑利梅【摘要】石墨烯(Graphene,G)是由类似苯环结构组成的蜂窝状二维晶形结构,具有大的比表面积和共轭体系,是一种优良的吸附剂.但G化学稳定性极好,几乎不溶解;另外,层与层之间强大的π-π共轭作用,致使其易在水或有机溶剂中发生聚集,不利于其本身特性的展现.将G与其它材料复合,不仅可以改善G的分散性,而且可以赋予复合材料一些新的特性.该文综述了近年G复合材料的制备方法及其作为吸附剂在吸附环境污染物中的研究进展,对吸附机理进行了简述,并对G复合材料作为吸附剂的发展趋势进行了展望.%Graphene(G) is an efficient adsorbent in many fields,which composes of a two-dimensional monolayer with a honeycomb-like aromatic structure.It possesses a great specific surface area and a huge π-π conjugated system.However,the stable chemical property,indissolubility with s olvents and the strong π-π interaction between the layers,lead to the irreversible agglomerates of G in aqueous solution and restrict its further application.G could be composited with some other materials such as polypyrrole,polymeric ionicliquids,Fe3O4@SiO2,etc.G composites could not only improve the dispersion of G in solution,but also give some novel characteristics to the composites.In this paper,the preparation of G composites by chemical or physical methods was summarized.The adsorption performances of G composites as adsorbents for environmental pollutants including pesticide residues,benzene derivatives,organic dyes and heavy metal ions wasreviewed.Besides,the future development trends of G composites as adsorbents were also discussed.【期刊名称】《分析测试学报》【年(卷),期】2017(036)009【总页数】8页(P1159-1165,1170)【关键词】石墨烯复合材料;吸附剂;制备;环境污染物;综述【作者】焦晶晶;何丽君;崔文航;刘建平;郑利梅【作者单位】河南工业大学化学化工与环境学院,河南郑州450001;河南工业大学化学化工与环境学院,河南郑州450001;河南工业大学化学化工与环境学院,河南郑州450001;河南工业大学化学化工与环境学院,河南郑州450001;河南工业大学化学化工与环境学院,河南郑州450001【正文语种】中文【中图分类】O647.32;TB332近年,环境污染事件屡见不鲜,引起了越来越多的关注。
TiO2石墨烯复合材料光催化降解O3研究

TiO2石墨烯复合材料光催化降解O3研究一、本文概述随着环境污染问题日益严重,寻求高效、环保的污染物降解技术已成为科研领域的重要课题。
其中,光催化技术以其独特的优势,如反应条件温和、能源消耗低、二次污染小等,受到了广泛关注。
在众多光催化剂中,二氧化钛(TiO2)因其无毒、稳定性好、光催化活性高等特点,被广泛应用于光催化降解有机污染物的研究中。
然而,传统的TiO2光催化剂存在光生电子-空穴复合率高、对可见光利用率低等问题,限制了其在实际应用中的性能。
近年来,石墨烯作为一种新兴的二维纳米材料,因其优异的导电性、高比表面积和良好的化学稳定性,在光催化领域展现出巨大的应用潜力。
通过将石墨烯与TiO2复合,可以有效提高光生电子-空穴的分离效率,增强可见光吸收,从而提升光催化性能。
因此,TiO2石墨烯复合材料在光催化降解有机污染物领域具有广阔的应用前景。
本文旨在研究TiO2石墨烯复合材料在光催化降解臭氧(O3)方面的性能。
通过文献综述,梳理了TiO2和石墨烯的基本性质、光催化原理及在光催化降解有机污染物方面的研究进展。
详细介绍了TiO2石墨烯复合材料的制备方法、表征手段以及光催化降解O3的实验过程。
对实验结果进行了深入分析,探讨了TiO2石墨烯复合材料在光催化降解O3过程中的反应机理和影响因素,为进一步提高TiO2石墨烯复合材料的光催化性能提供了理论依据和实践指导。
二、文献综述自二十一世纪以来,随着工业化的快速发展,环境污染问题日益严重,尤其是大气中的臭氧(O₃)污染已成为全球关注的热点问题。
O₃作为一种强氧化剂,虽然在地面上浓度较低,但其对生态环境和人体健康的影响不容忽视。
因此,寻找高效、环保的O₃去除方法成为了研究焦点。
在众多技术中,光催化降解因其操作简便、条件温和且能利用太阳能等优点而受到广泛关注。
TiO₂作为一种经典的光催化剂,因其稳定性好、无毒无害且光催化活性高而被广泛研究。
然而,纯TiO₂存在光生电子-空穴对复合率高、可见光响应差等问题,限制了其在光催化领域的应用。
《ZnO及ZnO-石墨烯复合材料气敏性能研究》范文

《ZnO及ZnO-石墨烯复合材料气敏性能研究》篇一ZnO及ZnO-石墨烯复合材料气敏性能研究摘要:本文重点研究了氧化锌(ZnO)及其与石墨烯复合材料的气敏性能。
通过制备不同比例的ZnO/石墨烯复合材料,分析其气敏传感性能的优化过程及原理。
本论文的研究旨在揭示ZnO基复合材料在气体传感领域的应用潜力,为未来气敏传感器件的研发提供理论依据。
一、引言随着科技的不断发展,气体传感器在环境监测、工业安全和智能生活等领域得到了广泛应用。
其中,ZnO因其良好的物理化学性质,被广泛应用于气敏传感器件中。
然而,单纯的ZnO气敏传感器仍存在响应速度慢、灵敏度低等缺点。
因此,将ZnO与具有高导电性的石墨烯材料复合,以提高其气敏性能成为研究热点。
二、材料制备与表征1. 材料制备本实验采用溶胶-凝胶法结合热处理工艺制备了不同比例的ZnO/石墨烯复合材料。
通过调整石墨烯的掺杂比例,获得了不同组分的复合材料。
2. 材料表征利用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和拉曼光谱等手段对所制备的ZnO及ZnO/石墨烯复合材料进行表征,分析其晶体结构、形貌和成分。
三、气敏性能测试1. 测试方法采用静态配气法对所制备的ZnO及ZnO/石墨烯复合材料进行气敏性能测试。
在室温下,向测试腔中注入不同浓度的目标气体(如乙醇、甲醛等),记录传感器件的电阻变化。
2. 测试结果与分析实验结果表明,ZnO/石墨烯复合材料的气敏性能明显优于纯ZnO。
随着石墨烯掺杂比例的增加,复合材料的响应速度和灵敏度均有所提高。
此外,复合材料还表现出良好的选择性和稳定性。
四、气敏性能优化原理1. 石墨烯的作用石墨烯的高导电性和大比表面积有助于提高ZnO基复合材料的气敏性能。
石墨烯的掺杂能够增强材料的电子传输能力,提高传感器件的响应速度。
同时,石墨烯的引入增大了材料的比表面积,有利于气体分子的吸附和脱附。
2. 晶体结构与气敏性能的关系ZnO的晶体结构对其气敏性能具有重要影响。
石墨烯-Fe@Fe3O4纳米复合材料的制备及其电磁性能研究

所 得 到样 品的饱 和 磁 化 强度 、 顽 力 和 剩磁 均 有 所 矫 提 高 .这 应 该是 由于 F e颗 粒 的逐 步长 大 和增 多所
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第 2 8卷 第 l O期 2 2年 1 01 O月
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石 墨烯 . e e 纳米 复合材 料 的制 备及 其 电磁 词 : 墨烯 ;羰 基 铁 ; e F @F 34 石 F; e e O
中 图分 类 号 : 6 48 +; 6 37 ; B 3 0 1.11 O 1 .1 T 3 1
文献标识码 : A
文 章 编 号 :10 .8 1 0 21—0 70 0 14 6 ( 1)02 7 —6 2
g a h n w s b a n d y t e ma l e fl t n f GO. S b e u n l ,t e n i n o ma in f mu i y r r p e e a o t i e b h r l y x o i i o a o u sq e t y h i st i f r t o h l e u o a g a h n — e eO4n n - o o i s a re u t r u h t e h a e d c mp st n o a b n l i n h r p e e F @F 3 a o c mp st wa c r d o t h o g h e td e o o i o f e r o y r .T e e i i o
石墨烯PVDF复合材料的制备及其性能探讨

2020年第19卷第12期石墨烯/PVDF复合材料的制备及其性能探讨□狄莹莹【内容摘要】通过熔融模压法制备以聚偏氟乙烯(PVDF)树脂和石墨烯为基体和填料的PVDF/石墨烯复合材料,具有较好的热、电性能。
通过改变石墨烯含量和添加助剂,研究其对复合材料电性能、热性能的影响。
对不同条件下制备得到的样品进行性能测试和表征后,对比数据结果和微观照片可知,电性能参数(介电常数和体积电阻率)与导热系数均与石墨烯含量成正比,且参数变化有突变现象;添加助剂能有效促进石墨烯在PVDF基体中的均匀分散,合适的助剂体系能显著提高复合材料的性能。
【关键词】熔融模压法;聚偏氟乙烯;助剂;石墨烯;复合材料;材料性能【基金项目】本文为陕西省教育厅专项科研计划项目(编号:19JK0075)研究成果。
【作者简介】狄莹莹(1985 ),陕西工业职业技术学院财经与旅游学院讲师;研究方向:高分子材料在电性能和热性能方面,聚偏氟乙烯(PVDF)比其它聚合物材料更为优异,因此常选用PVDF作为制备导热、导电、介电性能优异的复合材料的基体树脂。
近年来不断引起大众关注的石墨烯是一种新型二维纳米材料,具有优异的热性能和电性能。
以石墨烯为填料的复合材料相关的研究近年来不断取得进展,如通过化学改性法处理石墨烯,改善了其易发生团聚的特性,使其能更好地在聚合物基体中均匀分散。
不同于传统的填料材料,石墨烯独特的纳米结构能满足PVDF对填料填充量的需求,提高材料的性能。
目前实验室制备PVDF/石墨烯复合材料主要采用溶液共混工艺和原位聚合法,该制备方法的工业应用受到溶剂的使用量、成本、环境污染等问题的阻碍。
本文采用熔融模压法制备石墨烯/ PVDF复合材料,研究制备配方中助剂和石墨烯含量的变化对制备得到的石墨烯/PVDF复合材料热、电性能的影响,以促进制备该类复合材料的技术发展并推广,提升其科研和市场价值。
一、实验部分(一)主要原料与试剂。
1.基体。
聚偏氟乙烯(PVDF,301F),购自美国苏威公司。
纳米复合材料的制备及其性能研究

纳米复合材料的制备及其性能研究纳米复合材料是一种新型的材料,由于其独特的性能和广泛的应用前景,在材料科学领域引起了极大的关注。
本文将介绍纳米复合材料的制备方法以及其在不同领域中的性能研究。
一、纳米复合材料的制备方法制备纳米复合材料的方法有很多种,包括溶液法、化学气相沉积法、溶胶-凝胶法等。
其中,溶液法是一种常用且简便的方法。
通过将纳米材料或其前体溶解在溶剂中,然后加入适当的基体材料,并通过搅拌或超声处理使其充分混合,最后通过蒸发溶剂或其他方法得到纳米复合材料。
二、纳米复合材料的性能研究纳米复合材料具有许多优异的性能,如高强度、高韧性、热稳定性等,对于材料的性能研究具有重要意义。
以下将分别从力学性能、电学性能和光学性能方面介绍。
1.力学性能纳米复合材料的力学性能主要包括硬度、强度和断裂韧性等指标。
在纳米尺度下,由于纳米颗粒的存在,可以有效地提高材料的硬度和强度。
此外,纳米材料的增加还可以提高复合材料的断裂韧性,使其在受力时具有更好的抗拉伸和抗屈曲性能。
2.电学性能纳米复合材料在电学性能方面也有独特的优势。
纳米颗粒具有较大的比表面积,可以提高电学导率。
此外,通过控制纳米颗粒的尺寸和形状,还可以调控材料的电阻率和介电性能。
这些特性使纳米复合材料在柔性电子器件、导电材料等方面具有广阔的应用前景。
3.光学性能纳米复合材料在光学性能方面也表现出不同于传统材料的特点。
纳米颗粒在光学中呈现出量子尺寸效应,其光学性质与粒子的尺寸和形状密切相关。
通过调控纳米颗粒的尺寸和形状,可以实现材料的光学增益和频率调制等功能,广泛应用于光电子器件、传感器等领域。
三、纳米复合材料的应用前景纳米复合材料由于其独特的性能,在许多领域具有广阔的应用前景。
以下将介绍几个常见的应用领域。
1.医疗领域纳米复合材料在医疗领域中具有广泛的应用,例如用于制造可降解的植入材料,用于治疗癌症的纳米药物载体等。
纳米颗粒的小尺寸和高比表面积可以提高植入材料的生物相容性和降解性能,同时也可以提高药物的载荷效率和靶向性。
石墨烯复合材料的制备、性能与应用

石墨烯复合材料的制备、性能与应用摘要:纳米科学技术是当今社会科学中一个重要的研究话题。
它是现代科学技术的重要内容,也是未来技术的主流。
是基础研究与应用探索紧密联系的新兴高尖端科学技术。
石墨烯具有独特的结构和优异的电学、热学、力学等性能,自从2004年被成功制备出来,一直是全世界范围内的一个研究热点。
由于石墨烯具有巨大的表面体积比和独特的高导电性等特性,石墨烯及其复合材料在电化学领域中有着诱人的应用前景,因此,石墨烯材料的制备及其在电化学领域应用的研究是石墨烯材料研究的一个重要领域。
综述了石墨烯与石墨烯复合材料的制备及其在超级电容器、锂离子电池、太阳能电池、燃料电池等电化学领域中应用的研究现状,展望了石墨烯材料的制备及其在电化学领域应用的未来发展前景。
关键词;复合材料纳米材料石墨烯正文;一,石墨烯复合材料的制备石墨烯是2004年才被发现的一种新型二维平面复合材料,其特殊的单原子层决定了它具有丰富而新奇的物理性质。
研究表明,石墨烯具有优良的电学性质,力学性能及可加工性。
石墨烯复合材料的制备是石墨烯研究领域的一个重要的课题,如何简单,快速,绿色地制备其复合材料,而又采用化学分散法大量制备氧化石墨烯,并采用直接共混法制备氧化石墨烯/酚醛树脂纳米复合材料。
通过AFM、SEM、FT-IR、TG等对其进行表征,结果表明,氧化石墨烯完全剥离,并在基体中分散均匀,而且两者界面相容性好,提高了复合材料的热稳定性。
通过高温热处理使复合材料薄膜在兼顾形貌的同时实现导电,当氧化石墨烯含量为2%(质量分数)时,其导电率为96.23S/cm。
采用原位乳液聚合和化学还原法制备了石墨烯和聚丙乙烯的复合材料。
研究表明PS微球通过公家方式连接到石墨烯的表面。
通过PS微球修饰后的石墨烯在氯仿中变现良好的分散性。
制备的复合材料具有优良的导电性,同时PS的玻璃化温度的热稳定性得到了提高。
本研究所提出的方法具有环境友好高效的特点,渴望被采用到其他聚合物和化合物来修饰石墨烯。
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石墨烯基纳米复合材料制备及其性能研究
石墨烯基纳米复合材料的制备及其性能研究
近年来,石墨烯作为一种新型的二维材料,拥有了很多特殊的物理和化学性质,
在材料科学、能源材料、电子信息领域等方面展现了广泛的应用前景。而石墨烯基
纳米复合材料,则是石墨烯应用中的一个重要的分支。石墨烯基纳米复合材料充分
利用了石墨烯的独特性,与其他材料进行组合,从而提高了材料的性能,具有广阔
的应用前景。本文旨在介绍石墨烯基纳米复合材料的制备及其性能研究。
一、制备方法
石墨烯的制备有多种方法,包括机械剥离法、溶液剥离法、氧化还原法、化学
剥离法、热解法等。在石墨烯基纳米复合材料的制备中,通常采用的是氧化还原法
和化学剥离法。
1.氧化还原法
氧化还原法是石墨烯基纳米复合材料的常用制备方法。该方法主要是利用还原
剂将氧化石墨烯还原成石墨烯,并与其他材料进行复合。如将石墨烯与金属离子复
合,可通过升温还原的方式将其还原,制备石墨烯基金属纳米复合材料。
2.化学剥离法
化学剥离法是制备石墨烯基纳米复合材料的另一种常用方法。该方法主要是将
块状石墨或石墨粉末与一定浓度的强酸混合,使之在高温下反应,去除表面的氧化
物后得到石墨烯。再利用石墨烯与其他材料进行复合。
二、性能研究
石墨烯基纳米复合材料的性能研究主要包括力学性能、导电性能、热稳定性、
光学性质等。下面将着重介绍其中的力学性能和导电性能。
1.力学性能
石墨烯具有良好的力学性能,包括高强度、高模量和高韧度等特点,是制备高
性能复合材料的有利基础。石墨烯基纳米复合材料的力学性能主要取决于复合材料
的界面结构、界面相互作用力和复合方法。如改变复合处理条件,控制石墨烯的分
散度和构型,可提高石墨烯与其他材料的链接,增强复合材料的力学性能。
2.导电性能
石墨烯作为一种极好的电子传导材料,与其他材料复合后通常会出现导电性能
的改变。石墨烯基纳米复合材料的导电性能主要与石墨烯的含量、复合方式及其他
材料的导电性能等因素有关。石墨烯的加入有效地提高了复合材料的导电性能,从
而扩大了其在电子器件、能源材料等领域的潜在应用。
三、应用展望
石墨烯基纳米复合材料具有广泛的应用前景。在电子器件方面,石墨烯基纳米
复合材料有望代替金属材料,用于制造电容器、场效应晶体管等。在能源材料方面,
利用石墨烯与其他材料复合的优势,可制备高效能、高稳定性的柔性锂离子电池、
超级电容器等。在生物医学方面,石墨烯基纳米复合材料可以用于生物传感器、药
物传递、细胞成像等。
总之,石墨烯基纳米复合材料的制备及其性能研究是一个十分重要且复杂的研
究领域。未来,石墨烯基纳米复合材料的应用领域将会更加广阔,需要在纳米材料
的制备、导电性能、力学性能、应用性能的研究方面加强深入探讨和应用创新,以
满足社会的多样化需求。