不同尺寸单层氧化石墨烯用于膜蒸馏分离H_(2)O/HDO

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作者 孙大鹏 张鑫 +3 位作者 陈闽 杨昊崴 张国书 徐赐刚 《核化学与放射化学》 CAS CSCD 北大核心 2024年第2期100-110,I0003,共12页

核电站运行产生的放射性氚化水(HTO)的处理涉及到H_(2)O/HTO分离难题。实验室研究常把无放射性H_(2)O/HDO(氘化水)分离作为研究模型来代替H_(2)O/HTO分离。近年来,基于多层氧化石墨烯(graphene oxide,GO)膜的膜蒸馏分离工艺显示出较好的... 核电站运行产生的放射性氚化水(HTO)的处理涉及到H_(2)O/HTO分离难题。实验室研究常把无放射性H_(2)O/HDO(氘化水)分离作为研究模型来代替H_(2)O/HTO分离。近年来,基于多层氧化石墨烯(graphene oxide,GO)膜的膜蒸馏分离工艺显示出较好的H_(2)O/HDO分离效果,但进一步提高分离性能仍需开发新型膜材料或结构。本工作采用不同横向尺寸单层GO制备聚四氟乙烯(PTFE)支撑的氧化石墨烯复合膜用于研究膜蒸馏分离H_(2)O/HDO:(1)选用两种不同横向尺寸的单层GO研究GO横向尺寸对膜的H_(2)O/HDO分离性能影响,基于横向尺寸较小GO膜的渗透通量和分离因子分别可达0.944 L/(m^(2)·h)和1.043,整体分离性能比基于横向尺寸较大GO膜高;(2)为结合不同横向尺寸单层GO的结构特点,把不同横向尺寸单层GO混合制备复合膜,当两种石墨烯质量比例为1∶1时,所得GO复合膜的渗透通量可达0.806 L/(m^(2)·h),比基于横向尺寸较大GO复合膜的渗透通量高,而两者分离因子相近;(3)对横向尺寸较大GO进行刻蚀处理,可提高膜蒸馏分离H_(2)O/HDO性能。结果表明:单层氧化石墨烯的横向尺寸可影响膜蒸馏分离H_(2)O/HDO性能;基于横向尺寸较小单层氧化石墨烯或混合不同横向尺寸单层氧化石墨烯制备的膜具有较好的膜蒸馏分离H_(2)O/HDO性能;并且刻蚀处理横向尺寸较大GO也可提高膜蒸馏分离H_(2)O/HDO性能。因此,本工作可指导后续发展新型膜材料或膜结构以实现H_(2)O/HDO分离效果更好的膜蒸馏工艺,为含HTO的放射性废水处理问题提供解决方案。 展开更多

关键词 膜蒸馏 单层氧化石墨烯 复合膜 H_(2)O/HDO分离 氚化水

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高性能多层氧化石墨烯基复合水凝胶的可控合成方法研究

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作者 郑静 李晓燕 +3 位作者 马欣艳 闫鸿熠 王晨 柴涛 《化工新型材料》 CAS CSCD 北大核心 2024年第4期83-87,92,共6页

以多层氧化石墨烯(GO)为原料,羟丙基纤维素(HPC)为骨架,采用溶剂热法制备还原氧化石墨烯复合海绵的前驱物——三维还原氧化石墨烯复合水凝胶。考察分散液配比、置换程度、pH、反应时间与温度、HPC添加量等因素对水凝胶成型性的影响。结... 以多层氧化石墨烯(GO)为原料,羟丙基纤维素(HPC)为骨架,采用溶剂热法制备还原氧化石墨烯复合海绵的前驱物——三维还原氧化石墨烯复合水凝胶。考察分散液配比、置换程度、pH、反应时间与温度、HPC添加量等因素对水凝胶成型性的影响。结果表明:分散液中无水乙醇与去离子水最佳配比为1∶1;离心时间30min、置换次数6次时层间水分置换最彻底;pH=8、反应温度210℃、时间14h、HPC添加量10mg时制备效果最佳。 展开更多

关键词 多层氧化石墨烯 羟丙基纤维素 复合水凝胶 溶剂热法

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石墨烯对镁合金微弧氧化层结构及性能的影响 被引量：7

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作者 朱利萍 鲁闯 +4 位作者 王志锋 杨亚璋 杨润田 唐纬虹 孙宇红 《兵器材料科学与工程》 CAS CSCD 北大核心 2017年第3期59-62,共4页

采用在微弧氧化溶液中添加石墨烯的方法在镁合金表面制备一层微弧氧化层,用扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)和四探针电阻测试仪对微弧氧化层的表面形貌、组成成分及导电性能进行分析测试。结果表明:添加石墨烯后微弧氧化层表面的孔洞数量明... 采用在微弧氧化溶液中添加石墨烯的方法在镁合金表面制备一层微弧氧化层,用扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)和四探针电阻测试仪对微弧氧化层的表面形貌、组成成分及导电性能进行分析测试。结果表明:添加石墨烯后微弧氧化层表面的孔洞数量明显增加,且均匀分布在整个表面,但孔洞的尺寸大大缩小;石墨烯在微弧氧化层孔洞中的含量明显高于致密部位;虽然镁合金微弧氧化层中局部的石墨烯原子数分数达到30%以上,但氧化层的导电性没有发生明显改变。 展开更多

关键词 石墨烯 镁合金 微弧氧化层 结构 导电性

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氧化石墨烯/聚电解质层层自组装制备单价离子选择性膜(英文) 被引量：10

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作者 赵胜君 张伟 +1 位作者 邓会宁 刘伟 《物理化学学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2016年第3期723-727,共5页

采用层层自组装法在改性聚丙烯腈(PAN)膜表面交替沉积聚乙烯亚胺(PEI)和聚丙烯酸-氧化石墨烯(PAA-GO)混合液,制得了单价离子选择性复合膜。X射线衍射(XRD)测试结果表明成功合成了氧化石墨烯(GO)并在复合膜中均匀分散。扫描电镜(SEM)观... 采用层层自组装法在改性聚丙烯腈(PAN)膜表面交替沉积聚乙烯亚胺(PEI)和聚丙烯酸-氧化石墨烯(PAA-GO)混合液,制得了单价离子选择性复合膜。X射线衍射(XRD)测试结果表明成功合成了氧化石墨烯(GO)并在复合膜中均匀分散。扫描电镜(SEM)观察结果证实了多层聚电解质PEI/PAA-GO成功地组装在基膜上,并用紫外-可见(UV-Vis)光谱进一步证实了组装过程的均匀性和连续性。接触角和性能测试表明加入GO后,复合膜的亲水性和单价阳离子的选择性明显增大。这种高通量、高选择性的防污复合膜在分离和水的软化方面有很好的应用前景。 展开更多

关键词 多层结构 层层自组装 沉积 氧化石墨烯 选择性

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氧化石墨烯/聚吡咯插层复合材料的制备和电化学电容性能 被引量：12

5

作者 石琴 门春艳 李娟 《物理化学学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2013年第8期1691-1697,共7页

以FeCl3-甲基橙(MO)为模板,通过化学原位聚合法成功制备出氧化石墨烯/聚吡咯(GO/PPy)插层复合材料.采用X射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外(FTIR)光谱、扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)等测试技术对复合材料进行物性表征.此外,利用循环伏安... 以FeCl3-甲基橙(MO)为模板,通过化学原位聚合法成功制备出氧化石墨烯/聚吡咯(GO/PPy)插层复合材料.采用X射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外(FTIR)光谱、扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)等测试技术对复合材料进行物性表征.此外,利用循环伏安、恒电流充放电和交流阻抗测试方法对复合材料在两种不同水系电解液(1mol·L-1Na2SO4和1mol·L-1H2SO4)中的电化学性能进行了研究.结果显示:氧化石墨烯和聚吡咯表现出各自优势并发挥协同作用,使得GO/PPy插层复合材料在中性和酸性电解液中都显示出可观的比电容.电流密度为0.5A·g-1时,GO/PPy插层复合材料在Na2SO4和H2SO4电解液中的比电容分别为449.1和619.0F·g-1,明显高于纯PPy的比电容.经过800次循环稳定性测试后,两种不同电解液中,复合材料初始容量的保持率分别为92%和62%.其中酸性电解液体系中初始容量更大,而中性溶液中具有更稳定的循环性能. 展开更多

关键词 氧化石墨烯 聚吡咯 插层复合物 电极材料 电化学电容性能

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氧化石墨烯-改性竹纤维复合改性乳化沥青稀浆封层混合料性能研究 被引量：19

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作者 刘克非 李超 +3 位作者 朱俊材 张雪飞 吴超凡 罗鹏 《新型建筑材料》 北大核心 2020年第10期93-97,146,共6页

通过研究氧化石墨烯(GO)掺量对乳化沥青拌和性、施工和易性、粘聚力和储存稳定性的影响,确定了GO的最佳掺量。采用ES-3型级配设计确定了稀浆封层混合料的最佳乳化沥青掺量。对不同改性竹纤维掺量下稀浆封层混合料的湿轮磨耗和负荷轮粘... 通过研究氧化石墨烯(GO)掺量对乳化沥青拌和性、施工和易性、粘聚力和储存稳定性的影响,确定了GO的最佳掺量。采用ES-3型级配设计确定了稀浆封层混合料的最佳乳化沥青掺量。对不同改性竹纤维掺量下稀浆封层混合料的湿轮磨耗和负荷轮粘砂量进行了对比分析,确定了改性竹纤维的最佳掺量。路用性能试验结果表明,GO与改性竹纤维的协同作用可有效改善稀浆封层混合料的施工和易性、粘附性、抗永久变形能力和耐磨性。 展开更多

关键词 稀浆封层 乳化沥青 氧化石墨烯 改性竹纤维

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氧化石墨烯插层聚β-羟基丁酸酯复合材料的结晶形态与宏观性能 被引量：4

7

作者 张志博 尚涵 +6 位作者 徐文轩 韩广东 崔金声 杨皓然 李瑞鑫 张生辉 徐欢 《高等学校化学学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2022年第2期38-46,共9页

由微生物直接合成的聚β-羟基丁酸酯(PHB)可实现从原料合成到加工成型和回收降解的全周期生态循环,在生物医用和包装材料等领域有着重要的应用前景.受制于PHB自身成核能力差导致的球晶尺寸偏大等不利结晶形态特点,其制品存在抗冲韧性差... 由微生物直接合成的聚β-羟基丁酸酯(PHB)可实现从原料合成到加工成型和回收降解的全周期生态循环,在生物医用和包装材料等领域有着重要的应用前景.受制于PHB自身成核能力差导致的球晶尺寸偏大等不利结晶形态特点,其制品存在抗冲韧性差、延展率低和易蠕变等缺陷.本文提出了水相加工和受限成型相结合的制备方法,将氧化石墨烯(GO)纳米片在水溶液中充分剥离后,直接包覆于亚微米级PHB微颗粒表面形成PHB@GO复合物,然后在压力场下受限成型获得GO插层PHB纳米复合材料.研究结果表明,即使在极低GO添加量(质量分数0.1%)下,PHB的等温和非等温结晶能力都有显著提高,并获得晶核密度高且晶体尺寸均一的结晶形态.插层GO纳米片还促使复合材料发生了脆-韧转变,使其拉伸强度和延展性均成倍提高,同时显著增强了动态热力学性能、抗蠕变性能和热学性能. 展开更多

关键词 聚Β-羟基丁酸酯 氧化石墨烯 插层结构 结晶形态 力学性能

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还原氧化石墨烯在达克罗膜层中的应用 被引量：1

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作者 彭丽敏 赵红冉 +3 位作者 史述宾 丁纪恒 苏胜培 余海斌 《材料保护》 CAS CSCD 北大核心 2016年第11期71-74,83,共5页

为了提高达克罗膜层的防腐蚀性能,采用共混法将氧化石墨烯（GO）分散液与达克罗处理液（dacrom-et）共混,在Q235钢表面制备含GO的达克罗涂层,通过高温热还原法得到还原氧化石墨烯（rGO）改性的达克罗膜层.采用热重分析和差热分析对氧化... 为了提高达克罗膜层的防腐蚀性能,采用共混法将氧化石墨烯（GO）分散液与达克罗处理液（dacrom-et）共混,在Q235钢表面制备含GO的达克罗涂层,通过高温热还原法得到还原氧化石墨烯（rGO）改性的达克罗膜层.采用热重分析和差热分析对氧化石墨烯的热性能进行了表征,使用扫描电镜（SEM）和交流阻抗技术（EIS）对改性达克罗膜层的表面形貌和电化学行为进行表征.结果表明：GO含氧官能团初期热裂解温度为162～ 260℃,含GO达克罗膜层经200℃高温固化后,膜层更致密;在质量分数为3.5％NaCl溶液中浸泡相同时间,含0.9％ GO达克罗膜层经热处理后的阻抗值最大;260℃处理得到的rGO达克罗膜层的防护效果最佳;rGO可提高达克罗膜层的致密性及防腐蚀性能. 展开更多

关键词 达克罗膜层 高温热还原法 还原氧化石墨烯 防腐蚀性能

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还原氧化石墨烯对Ni-P化学镀层的组织结构和性能的影响 被引量：3

9

作者 卢民 《材料保护》 CAS CSCD 2021年第5期112-115,130,共5页

目前将还原氧化石墨烯(RGO)相关的复合材料用于低碳钢复合镀防护的研究较少。在Q235钢上进行Ni-P-还原氧化石墨烯(RGO)化学复合镀,利用X射线衍射仪、扫描电镜、显微硬度计分析了不同RGO添加量对Ni-P-RGO复合镀层的晶体结构、表面形貌和... 目前将还原氧化石墨烯(RGO)相关的复合材料用于低碳钢复合镀防护的研究较少。在Q235钢上进行Ni-P-还原氧化石墨烯(RGO)化学复合镀,利用X射线衍射仪、扫描电镜、显微硬度计分析了不同RGO添加量对Ni-P-RGO复合镀层的晶体结构、表面形貌和硬度的影响,通过全腐蚀浸泡试验测试Ni-P-RGO复合镀层的腐蚀速率,通过极化曲线和电化学阻抗谱研究Ni-P-RGO复合镀层在3.5%NaCl溶液中的电化学腐蚀行为。结果表明,Ni-P-RGO复合镀层为非晶结构。硬度测试、全腐蚀浸泡、极化曲线和电化学阻抗谱结果表明,RGO添加量为60 mg/L时镀层的硬度最高、耐腐蚀性能最好。 展开更多

关键词 还原氧化石墨烯 NI-P化学镀层 组织形貌 硬度 耐腐蚀性能

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原位电镜观测氧化石墨烯的加热还原过程

10

作者 白天琦 黄坤 +2 位作者 杜进隆 裴嵩峰 高鹏 《电子显微学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第4期405-412,共8页

近年来石墨烯导热膜在高性能手机等电子产品里获得了广泛的应用。通过加热的方式还原氧化石墨烯是一种被应用于石墨烯导热膜批量制备的商业方法,但其原子尺度上的结构演化过程并不很清楚。本文利用球差校正扫描透射电镜原位观测了氧化... 近年来石墨烯导热膜在高性能手机等电子产品里获得了广泛的应用。通过加热的方式还原氧化石墨烯是一种被应用于石墨烯导热膜批量制备的商业方法,但其原子尺度上的结构演化过程并不很清楚。本文利用球差校正扫描透射电镜原位观测了氧化石墨烯在加热条件下还原的微观结构演化,结果表明,氧化石墨烯在还原初期会释放大量气体从而形成丝状网络结构,且层间距会随着还原进程而减小,经过高温石墨化的还原氧化石墨烯能够具有稳定的结构。本论文的研究揭示了氧化石墨烯在还原过程的微观结构演化,为指导优化还原氧化石墨烯基导热膜的制备和应用提供了有参考价值的信息。 展开更多

关键词 氧化石墨烯 原位加热 孔洞 层间距 还原氧化石墨烯

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微米刚性氧化石墨烯颗粒的制备及协同堵漏性能评价

11

作者 代锋 罗平亚 +3 位作者 向欣荣 王建威 吴申堯 白杨 《断块油气田》 CAS CSCD 北大核心 2024年第6期1114-1121,共8页

泸州区块深层页岩气地层微米级裂缝发育,且偶有天然裂缝存在,结构面节理特征弱,钻井过程中,容易造成滤液侵入地层,引起井壁坍塌,亟待研制一款能抗压抗高温的微米尺度刚性封堵剂,既能应对微米裂缝带来的威胁,又可以与大片径堵漏剂有很好... 泸州区块深层页岩气地层微米级裂缝发育,且偶有天然裂缝存在,结构面节理特征弱,钻井过程中,容易造成滤液侵入地层,引起井壁坍塌,亟待研制一款能抗压抗高温的微米尺度刚性封堵剂,既能应对微米裂缝带来的威胁,又可以与大片径堵漏剂有很好的协同堵漏作用。采用改进Hummers法制备氧化石墨烯(GO)水凝胶,经超长时间高温真空干燥之后,将其粉碎,获得了一种刚性氧化石墨烯颗粒(GO-RP)。这种颗粒属于氧化石墨烯纳米片的多重叠加,用超声波无法使之分散,单体能够承受215℃以下的温度。采用可驱替式堵漏仪评价这种颗粒的协同堵漏性能,实验结果表明,GO-RP可在压力作用下不断地冲进裂缝孔隙进行填充,搭配混合堵漏剂,尤其是带有柔性纤维的材料,能够形成更致密的承压封堵层,承压能力高达9 MPa,降漏失率提升了约70百分点。将封堵剂GO-RP加入水基钻井液中,可使钻井液漏失量显著降低,同时,在高温下仍能保持较好的摩擦性能和抗压能力。这种刚性氧化石墨烯颗粒封堵剂在钻井堵漏领域有良好的应用前景。 展开更多

关键词 水基钻井液 高温真空干燥 氧化石墨烯 刚性颗粒 柔性封堵剂 致密封堵层

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磷酸插层氧化石墨烯强化膜质子传导特性研究

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作者 张婕 陈闯 +2 位作者 周国莉 王景涛 郑梦欣 《郑州大学学报（工学版）》 CAS 北大核心 2019年第3期52-56,共5页

实验采用改进后的Hummers法制备氧化石墨烯(GO),在片间插层磷酸后进而制得磷酸插层氧化石墨烯(PGO),通过流涎法将GO和PGO填充到磺化聚醚醚酮(SPEEK)基质中制备复合质子交换膜,系统测定分析了复合膜的物化特性和质子传递特性.实验结果表... 实验采用改进后的Hummers法制备氧化石墨烯(GO),在片间插层磷酸后进而制得磷酸插层氧化石墨烯(PGO),通过流涎法将GO和PGO填充到磺化聚醚醚酮(SPEEK)基质中制备复合质子交换膜,系统测定分析了复合膜的物化特性和质子传递特性.实验结果表明:所制备的复合膜在290℃下具有良好的热稳定性;无水条件下,PGO的加入在膜内形成了高效质子传递通道,显著提升了复合膜的质子传递能力;在150℃下,SPEEK/PGO-50的质子传导率达7.92 mS·cm^(-1),是SPEEK空白膜的5.7倍、SPEEK/GO膜的4.6倍. 展开更多

关键词 磷酸插层氧化石墨烯 质子交换膜 传递通道 质子传导率

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氧化石墨烯纳米片层增强水泥基复合材料的巴西圆盘劈裂试验研究 被引量：14

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作者 武星星 刘志芳 +1 位作者 王志勇 侯成 《应用力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2018年第6期1333-1338,1425,共7页

采用巴西圆盘劈裂试验研究了氧化石墨烯纳米片层对水泥基复合材料力学行为的影响。制备了普通水泥砂浆和含0.03%(按水泥质量分数计算)氧化石墨烯水泥砂浆两种材料,并分别制成了中心直裂纹和不同倾角裂纹形式的巴西圆盘试件。对其进行了... 采用巴西圆盘劈裂试验研究了氧化石墨烯纳米片层对水泥基复合材料力学行为的影响。制备了普通水泥砂浆和含0.03%(按水泥质量分数计算)氧化石墨烯水泥砂浆两种材料,并分别制成了中心直裂纹和不同倾角裂纹形式的巴西圆盘试件。对其进行了准静态加载下的劈裂试验,给出了试件的间接抗拉强度和纯I型、纯II型、I-II混合型断裂韧性。研究结果表明:氧化石墨烯纳米片层对水泥砂浆具有明显的增强作用,添加掺量为0.03%氧化石墨烯水泥砂浆其抗压强度提高了34.12%,间接抗拉强度提高了18.96%;纯I型断裂韧性提高了20.09%,纯II型断裂韧性提高了12.07%,I-II混合型断裂韧性提高了12.27%。 展开更多

关键词 氧化石墨烯纳米片层 水泥 巴西圆盘 间接抗拉强度 断裂韧性

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磁场作用下氧化石墨烯包覆羟基氧化铁增强碳纤维/环氧树脂复合材料的层间断裂韧性 被引量：6

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作者 陈官 马传国 +2 位作者 付泽浩 王静 王亚珍 《航空材料学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第3期89-96,共8页

为有效提高碳纤维/环氧树脂(CF/EP)复合材料层合板的层间断裂韧性,采用静电自组装技术制备了一种由氧化石墨烯包覆针状羟基氧化铁而成的纳米复合粒子(GO@FeOOH),分散在EP基体中并借助磁场诱导以提高增韧效果。通过双悬臂梁实验(DCB)测试... 为有效提高碳纤维/环氧树脂(CF/EP)复合材料层合板的层间断裂韧性,采用静电自组装技术制备了一种由氧化石墨烯包覆针状羟基氧化铁而成的纳米复合粒子(GO@FeOOH),分散在EP基体中并借助磁场诱导以提高增韧效果。通过双悬臂梁实验(DCB)测试GO@FeOOH/CF/EP层合板的Ⅰ型层间断裂韧性(G_(ⅠC)),重点考察复合粒子和磁场诱导对G_(ⅠC)的影响。结果表明:质量分数0.5%的GO@FeOOH即可显著增强CF/EP复合材料的层间断裂韧性,GO@FeOOH/CF/EP的初始裂纹G_(ⅠC)(0.53 kJ·m^(-2))和裂纹扩展G_(ⅠC)(0.71 kJ·m^(-2))较CF/EP分别提高了34.2%和44.9%;另一方面,磁场诱导使GO@FeOOH沿着磁场方向发生了取向,进一步显著提高了增韧效果,初始裂纹G_(ⅠC)和裂纹扩展G_(ⅠC)较CF/EP分别提高了112.6%和93.9%;该复合材料的层间增韧机理主要包括粒子的拔断与脱粘以及基体的局部塑性形变,磁场诱导后,粒子的拔断成为主导的增韧机理。 展开更多

关键词 环氧树脂 碳纤维 层间韧性 氧化石墨烯 羟基氧化铁

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改性多层氧化石墨烯/二氧化硅材料的制备及对天然橡胶的增强作用 被引量：9

15

作者 江猛 熊玉竹 +3 位作者 张清坡 王倩 朱喻林 王魁业 《高分子材料科学与工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第9期134-141,共8页

采用乳液共混与机械剪切法制备改性多层氧化石墨烯(MGO)/二氧化硅(SiO2)/天然橡胶(NR)复合材料。采用红外光谱、X射线衍射、扫描电镜等方法分析了改性MGO/SiO2的微观结构,研究了改性MGO/SiO2互配填料对天然橡胶的增强作用。结果表明,经... 采用乳液共混与机械剪切法制备改性多层氧化石墨烯(MGO)/二氧化硅(SiO2)/天然橡胶(NR)复合材料。采用红外光谱、X射线衍射、扫描电镜等方法分析了改性MGO/SiO2的微观结构,研究了改性MGO/SiO2互配填料对天然橡胶的增强作用。结果表明,经双偶联剂改性的MGO/SiO2可以形成片球三维结构,可有效改善MGO的层叠现象,并减小SiO2粒子在橡胶基体中的分布粒径,提高填料与NR基体的界面相互作用,增加橡胶复合材料的结合胶含量,提高复合材料的综合力学性能。与MGO/SiO2(0/50)/NR复合材料相比,MGO/SiO2(3/47)/NR复合材料的拉伸强度、100%定伸应力和300%定伸应力分别提高了7%、50%、42%,耐切割实验的质量损失下降了43%。 展开更多

关键词 多层氧化石墨烯 二氧化硅 片球三维结构 天然橡胶 复合材料 力学性能

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多层氧化石墨烯膜的结构、性能及在水处理中的应用进展 被引量：23

16

作者 姚庆达 温会涛 +3 位作者 杨长凯 梁永贤 王小卓 但卫华 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第15期15047-15058,共12页

工业废水对环境的污染和人体的危害日趋严重,该问题亟待处理。在众多污水处理方法中,膜分离因选择性强、分离性能高而受到广泛应用。膜分离主要利用尺寸筛分和静电排斥原理进行超滤、纳滤、反渗透和正渗透等,但传统的膜材料如偏聚氟乙... 工业废水对环境的污染和人体的危害日趋严重,该问题亟待处理。在众多污水处理方法中,膜分离因选择性强、分离性能高而受到广泛应用。膜分离主要利用尺寸筛分和静电排斥原理进行超滤、纳滤、反渗透和正渗透等,但传统的膜材料如偏聚氟乙烯、聚砜、聚酰胺等存在污染物截留率低、机械强度差、耐氯性差等缺点,使膜技术面临巨大的难题与挑战。近年来,石墨烯的研究热潮推动了高分子膜材料的高速发展,氧化石墨烯(GO)优越的性能使GO分离膜成为备受关注的研究热点之一,利用GO纳米片组装的多层结构在增强膜分离性能方面显示出巨大的潜力。与GO改性的常规分离膜不同,多层GO膜物理力学性能和化学稳定性更高,并可通过结构设计如层数、氧化程度、改性状况、层间距等来改善分离效果。多层膜的渗透性与分离层的层数有关,膜层数增加可以提高膜的抗穿透性和选择性;石墨烯的氧化程度决定了GO的层数、亲水性和电荷性质,还原程度的增加有利于膜渗透性的提升,氧化程度则有利于分离性能的提升;可以通过改变电荷性质对GO膜进行改性,从而增强GO与目标分子或离子的相互作用。GO纳米通道的结构则影响着水分子的形态和运输,利用分子动力学可模拟和预测多层GO膜的分离性能。本文简要介绍了多层GO膜的制备方法,探讨了结构控制与GO膜分离性能的关系,详细介绍了GO膜的层数、氧化程度、改性、层间距对分离性能的影响,并通过分子动力学对多层GO膜分离进行模拟分析;展望了其在水处理领域面临的机遇与挑战。 展开更多

关键词 水处理 膜分离 多层氧化石墨烯膜 性能控制

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氧化石墨烯纳米片层对水泥基复合材料微观结构和性能的影响 被引量：5

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作者 倪蔡辉 吕生华 +1 位作者 朱琳琳 贾春茂 《新型建筑材料》 北大核心 2017年第5期84-88,共5页

通过对石墨进行氧化和超声波分散制备了氧化石墨烯纳米片层(GON)分散液,研究了GON对水泥复合材料微观结构和性能的影响。结果表明,GON能够调控水泥水化产物形成规整多面体状晶体及促使水泥基复合材料形成具有花状形貌的规整结构,使水泥... 通过对石墨进行氧化和超声波分散制备了氧化石墨烯纳米片层(GON)分散液,研究了GON对水泥复合材料微观结构和性能的影响。结果表明,GON能够调控水泥水化产物形成规整多面体状晶体及促使水泥基复合材料形成具有花状形貌的规整结构,使水泥基复合材料的抗压强度及抗折强度有明显的提高。研究认为,GON对水泥水化产物的形成有模板效应,能够促使水泥水化产物成为规整的多面体状晶体,这些多面体状晶体通过交织形成了规整有序的微观结构,研究结果对于提高水泥基复合材料强度和耐久性具有积极意义。 展开更多

关键词 氧化石墨烯纳米片层 水泥基复合材料 微观结构 强度

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基于多层结构设计的高储能密度氧化石墨烯/聚酰亚胺复合材料 被引量：2

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作者 朱德帅 赵剑英 +2 位作者 杨正慧 郭海泉 高连勋 《高等学校化学学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2021年第8期2694-2700,共7页

采用逐层涂布、分层控制固化程度的方法,利用聚酰胺酸(PAA,聚酰亚胺前体)溶液和含有氧化石墨烯(GO)的PAA溶液制备了一系列由高绝缘性PI层与GO@PI介电层交替组合而成的界面清晰且紧密衔接的多层复合薄膜.通过调控介电层中GO含量及分层结... 采用逐层涂布、分层控制固化程度的方法,利用聚酰胺酸(PAA,聚酰亚胺前体)溶液和含有氧化石墨烯(GO)的PAA溶液制备了一系列由高绝缘性PI层与GO@PI介电层交替组合而成的界面清晰且紧密衔接的多层复合薄膜.通过调控介电层中GO含量及分层结构,使多层复合薄膜兼具高介电常数和高击穿强度特征.结果表明,三层复合薄膜PI/1.0GO@PI/PI的击穿强度为261.5 kV/mm,储能密度达到1.27 J/cm^(3),与相同介电层厚度的单层薄膜相比,击穿强度和储能密度分别提高了97%和144%,同时,其介电损耗也保持在较低水平(tanδ=0.0079).绝缘层和高介电常数层的协同作用提升了氧化石墨烯/聚酰亚胺复合薄膜的储能密度.这种简单的多层结构设计有利于氧化石墨烯/聚合物复合材料在介质储能领域的应用. 展开更多

关键词 氧化石墨烯 多层结构 聚酰亚胺 介电常数 储能密度

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石墨烯对7050高强铝合金微弧氧化陶瓷膜层组织性能的影响 被引量：4

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作者 宗玙 宋仁国 +1 位作者 花天顺 蔡思伟 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第6期1210-1218,共9页

为解决7050高强铝合金在海洋环境中的腐蚀、磨损问题,设计了涂层结构以延长其使用寿命。采用微弧氧化(MAO)技术,以硅酸盐为主要电解液成分,通过加入不同浓度的石墨烯添加剂,在7050高强铝合金表面制备含石墨烯的陶瓷膜层。利用扫描电镜(S... 为解决7050高强铝合金在海洋环境中的腐蚀、磨损问题,设计了涂层结构以延长其使用寿命。采用微弧氧化(MAO)技术,以硅酸盐为主要电解液成分,通过加入不同浓度的石墨烯添加剂,在7050高强铝合金表面制备含石墨烯的陶瓷膜层。利用扫描电镜(SEM)、体视显微镜、X射线衍射仪(XRD)、X射线光电子能谱仪(XPS)、涂层附着力自动划痕仪以及电化学工作站,研究含石墨烯的MAO陶瓷膜层形貌、粗糙度、相组成和元素分布、结合力以及耐蚀性。结果表明:石墨烯添加剂的加入使得陶瓷膜层表面微孔尺寸降低、结构致密,且主要是由α-Al2O3、γ-Al2O3组成;当石墨烯添加剂浓度为10 g/L时,MAO陶瓷膜层粗糙度最低,为857.835 nm,且结合力最好,达到46 N;膜层的腐蚀电位最大,腐蚀电流最小,耐腐蚀性最好。 展开更多

关键词 7050高强铝合金 石墨烯 陶瓷膜层 微弧氧化

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改性氧化石墨烯/聚氨酯复合包覆层的制备与性能测试 被引量：1

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作者 赵刘明 陈腾 +5 位作者 李万辉 李枭铭 李强 王庆华 郭双锋 姜炜 《火炸药学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第6期567-572,共6页

为提升固体推进剂中聚氨酯包覆层的耐热性能并降低残渣率,对原有包覆层体系进行了改性研究;用异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)改性氧化石墨烯;采用XRD、FT-IR和Raman光谱对改性后的氧化石墨烯(MGO)进行了表征;分析了MGO在3种有机溶剂(正庚烷... 为提升固体推进剂中聚氨酯包覆层的耐热性能并降低残渣率,对原有包覆层体系进行了改性研究;用异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)改性氧化石墨烯;采用XRD、FT-IR和Raman光谱对改性后的氧化石墨烯(MGO)进行了表征;分析了MGO在3种有机溶剂(正庚烷、乙酸正丁酯和N,N-二甲基甲酰胺)中的分散性;以溶液共混法制备了改性氧化石墨烯(MGO)/聚氨酯复合包覆层材料,并测试了其力学性能、耐烧蚀性能和残渣率。结果表明,经过IPDI改性后,MGO在DMF和乙酸正丁酯中有较好的分散效果;相较于原聚氨酯包覆层材料,MGO质量分数为5%的复合聚氨酯包覆层表现出更好的使用性能,其50%定伸应力提高31. 85%,拉伸强度下降5. 25%,线烧蚀速率和残渣率分别降低34. 10%和17. 71%,表明使用性能有明显提高。 展开更多

关键词 物理化学 改性氧化石墨烯 mgo 聚氨酯包覆层 异佛尔酮二异氰酸酯 IPDI 线烧蚀率

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