MXene/氧化石墨烯复合气凝胶的辐射制备及其超级电容器性能

1

作者 胡杨 魏旭炎 +2 位作者 李久强 彭静 翟茂林 《辐射研究与辐射工艺学报》 CAS CSCD 2024年第6期78-92,共15页

MXene/氧化石墨烯(GO)作为一种新型复合材料,在能源、环境、生物医学等领域具有广阔的应用前景。本研究将少层Ti_(3)C_(2)T_(x)与GO混合,通过γ射线辐照对GO进行还原和表面改性,同时利用还原氧化石墨烯(rGO)表面基团与Ti_(3)C_(2)T_(x)... MXene/氧化石墨烯(GO)作为一种新型复合材料,在能源、环境、生物医学等领域具有广阔的应用前景。本研究将少层Ti_(3)C_(2)T_(x)与GO混合,通过γ射线辐照对GO进行还原和表面改性,同时利用还原氧化石墨烯(rGO)表面基团与Ti_(3)C_(2)T_(x)表面含氧官能团之间的相互作用,自组装制备了复合水凝胶(M/rGO)。吸收剂量75 kGy下制备的M/rGO-75复合水凝胶具有均匀的三维网络结构;将该水凝胶冻干并退火处理除去表面含氧官能团,进一步制备了新型复合气凝胶(H-M/rGO),该气凝胶保持了原有的网络结构。将制备的H-M/rGO作为超级电容器电极,所得到的超级电容器在1 A/g的电流密度下质量比电容可达119 F/g,明显优于GO与不含MXene的气凝胶超级电容器,此外还表现出了优秀的倍率性能、导电性能以及循环稳定性。 展开更多

关键词 辐射制备 mxene/氧化石墨烯复合气凝胶 自组装 超级电容器

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改性氧化石墨烯复合气凝胶的制备及其对抗生素的吸附

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作者 王自娜 付义乐 +3 位作者 田乐 王宝杰 关丽 董社英 《材料工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第12期159-170,共12页

采用表面活性剂十二烷基二甲基苄基氯化铵(BKC)对氧化石墨烯(GO)进行改性,利用聚多巴胺(PDA)包覆,以明胶(Gel)为骨架材料,通过溶胶-凝胶和冷冻干燥技术制得具有三维网状结构的明胶/改性氧化石墨烯/聚多巴胺复合气凝胶(GGB)。利用SEM,FTI... 采用表面活性剂十二烷基二甲基苄基氯化铵(BKC)对氧化石墨烯(GO)进行改性,利用聚多巴胺(PDA)包覆,以明胶(Gel)为骨架材料,通过溶胶-凝胶和冷冻干燥技术制得具有三维网状结构的明胶/改性氧化石墨烯/聚多巴胺复合气凝胶(GGB)。利用SEM,FTIR,XPS等对GGB形貌和结构进行表征。分析不同条件(pH值、接触时间、温度、初始浓度、吸附剂用量)对GGB吸附抗生素盐酸左氧氟沙星(LEV)的影响。结果表明:与复合未改性GO的复合气凝胶(GGO)相比,复合改性后GO的复合气凝胶GGB对LEV的吸附量提升了3倍以上。GGB对LEV的吸附过程为自发放热过程,遵循准二级动力学模型和Langmuir等温吸附模型,最大理论吸附量为476.42 mg/g。此外,经5次吸附脱附循环后,GGB对LEV的平衡吸附量仍在80 mg/g以上。研究结果表明,GGB复合气凝胶有望作为一种去除废水中LEV污染物的良好吸附剂。 展开更多

关键词 明胶 气凝胶 十二烷基二甲基苄基氯化铵 改性氧化石墨烯 吸附

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多壁碳纳米管/还原氧化石墨烯气凝胶的水蒸发性能研究 被引量：1

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作者 薛开诚 郭立 +1 位作者 刘银波 付萍 《武汉工程大学学报》 CAS 2024年第3期267-273,共7页

石墨烯片层间由于π-π相互作用会形成堆叠结构,不利于水体传输,影响石墨烯基材料的水蒸发性能。为改善石墨烯片层间的堆叠结构,形成较多的水体传输通道,提高石墨烯基材料的水蒸发性能,在氧化石墨烯(GO)中复合不同含量的多壁碳纳米管(MW... 石墨烯片层间由于π-π相互作用会形成堆叠结构,不利于水体传输,影响石墨烯基材料的水蒸发性能。为改善石墨烯片层间的堆叠结构,形成较多的水体传输通道,提高石墨烯基材料的水蒸发性能,在氧化石墨烯(GO)中复合不同含量的多壁碳纳米管(MWCNT),采用水热还原法得到复合水凝胶,最后利用冷冻干燥法得到多壁碳纳米管复合还原氧化石墨烯气凝胶(MWCNT/rGOA)。研究了MWCNT含量对还原氧化石墨烯气凝胶微观结构与水蒸发性能的影响,并对MWCNT/rGOA的结构和性能进行了表征。结果表明,当MWCNT含量较低(MWCNT与GO质量比为0~0.4)时,随着MWCNT含量的增加,石墨烯片层间距增大,气凝胶内部水通道更加丰富,水蒸发性能增强。随着MWCNT含量的继续增加(MWCNT与GO质量比为0.4~0.7),MWCNT大量团聚,破坏了气凝胶内部的水通道,水蒸发性能减弱。当MWCNT与GO质量比为0.4时,MWCNT/rGOA的水蒸发速率和光热转化效率均达到最大值,分别为1.75 kg/(m^(2)·h)和91.1%。 展开更多

关键词 还原氧化石墨烯 多壁碳纳米管 气凝胶 蒸发性能

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还原氧化石墨烯/酚醛杂化气凝胶的制备与性能研究

4

作者 王晓岚 师建军 +2 位作者 姚祺 孔磊 杨云华 《宇航材料工艺》 CAS CSCD 北大核心 2024年第4期63-69,共7页

基于溶胶-凝胶技术,通过物理共混和常压干燥方法,制备了还原氧化石墨烯/酚醛树脂(RGO/PR)杂化气凝胶,考察了RGO/PR杂化气凝胶微观结构、热稳定性和介电性能随RGO含量的变化规律,并探索其作为防隔热/吸波复合材料基体的应用性能。结果表... 基于溶胶-凝胶技术,通过物理共混和常压干燥方法,制备了还原氧化石墨烯/酚醛树脂(RGO/PR)杂化气凝胶,考察了RGO/PR杂化气凝胶微观结构、热稳定性和介电性能随RGO含量的变化规律,并探索其作为防隔热/吸波复合材料基体的应用性能。结果表明:RGO片层结构均匀分散在酚醛气凝胶骨架中,RGO的加入可以有效提升气凝胶的热稳定性,当添加RGO的质量分数为4%时,杂化气凝胶的Tmax提升17.28℃;RGO对RGO/PR的介电性能有显著影响,2 GHz介电常数实部由2.6增加到4.7,可以实现对PR气凝胶电性能的灵活调控;气凝胶厚度为20 mm时,最低反射损耗小于-10dB;石英纤维增强RGO/PR杂化气凝胶经500 s表面温度为1200℃的烧蚀后,最大背温仅为186.31℃,表现出良好的防隔热性能。 展开更多

关键词 酚醛树脂 有机气凝胶 还原氧化石墨烯 防热 吸波

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锌钴双金属普鲁士蓝类似物/还原氧化石墨烯复合材料的制备与吸波性能的研究

5

作者 高恒 张海燕 《材料研究与应用》 2025年第1期129-135,共7页

随着无线通信技术进入5G阶段,人们的生活变得更加便利。然而,无线通信带来的电磁波污染对电子产品的干扰及对人们身体健康的危害不容忽视。为了解决这一问题,科学家致力于研发质量轻、厚度薄、吸收电磁波频率范围宽和吸波能力强的电磁... 随着无线通信技术进入5G阶段,人们的生活变得更加便利。然而,无线通信带来的电磁波污染对电子产品的干扰及对人们身体健康的危害不容忽视。为了解决这一问题,科学家致力于研发质量轻、厚度薄、吸收电磁波频率范围宽和吸波能力强的电磁波吸收材料。普鲁士蓝类似物(PBA)作为金属有机框架(MOF)之一,有着成分可调、容易制备等特点,目前在微波吸收领域已经成为了研究热点。由于单一MOF无法构建导电网络,限制了其在吸波领域中应用,将MOF与低维材料复合是解决该问题的有效策略。基于此,采用共沉淀法初步合成锌钴双金属PBA,再以该类似物和氧化石墨烯(GO)作为前驱体,通过简单的水热反应、冷冻干燥及热处理工艺,成功合成了锌钴双金属普鲁士蓝类似物/还原氧化石墨烯(ZnO/CoO/Co@rGO)气凝胶复合材料。ZnO/CoO/Co@rGO气凝胶复合材料以三维还原氧化石墨烯(rGO)气凝胶为骨架,锌钴双金属PBA衍生的ZnO/CoO/Co复合物负载骨架之上,克服了单一MOF无法产生导电网络的问题,同时还降低了材料的密度,提升了阻抗匹配。ZnO/CoO/Co@rGO气凝胶复合材料的电磁参数,可以通过改变锌钴双金属PBA和GO的质量比进行调控。在锌钴双金属PBA与GO的质量比为3∶1,且ZnO/CoO/Co@rGO气凝胶复合材料与石蜡质量比仅为1∶9的情况下,该复合材料在频率2—18 GHz下展示了良好的微波吸收性能,最小反射损耗达到-54.5 dB,而最大有效吸收带宽为6.38 GHz。证明,ZnO/CoO/Co@rGO是一种具有潜力的微波吸收材料,进一步拓宽了MOF基吸波材料的研究范围。 展开更多

关键词 金属有机框架 普鲁士蓝类似物 气凝胶 微波吸收 还原氧化石墨烯 氧化锌 钴 氧化钴

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氧化石墨烯复合气凝胶的制备及其对铜离子的吸附性能 被引量：5

6

作者 蔺亚琴 赵为陶 +2 位作者 张德锁 林红 陈宇岳 《纺织导报》 CAS 2021年第10期38-41,共4页

文章以海藻酸钠(SA)与氧化石墨烯(GO)为原料,碳酸钙和葡萄糖酸内酯为交联剂,利用溶液共混法及冷冻干燥技术制备了海藻酸钠/氧化石墨烯(SA/GO)复合气凝胶。对制备的气凝胶进行了结构表征和机械性能研究,并探讨了其对铜离子的吸附性能。... 文章以海藻酸钠(SA)与氧化石墨烯(GO)为原料,碳酸钙和葡萄糖酸内酯为交联剂,利用溶液共混法及冷冻干燥技术制备了海藻酸钠/氧化石墨烯(SA/GO)复合气凝胶。对制备的气凝胶进行了结构表征和机械性能研究,并探讨了其对铜离子的吸附性能。结果表明:气凝胶内部具有丰富稳定的三维网状结构,压缩性能随着氧化石墨烯的增加不断增强。当GO质量分数为3%时,SA/GO复合气凝胶对铜离子的吸附效果较好,相对纯海藻酸钠气凝胶提高了35.9%,且其吸附行为符合准二级动力学模型。 展开更多

关键词 气凝胶 氧化石墨烯 海藻酸钠 重金属离子 吸附

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还原氧化石墨烯/四氧化三铁复合气凝胶的制备与染料吸附性能 被引量：4

7

作者 朱壹 陈宇欣 +3 位作者 彭宇霄 柳景亚 李亮 喻湘华 《武汉工程大学学报》 CAS 2020年第2期181-185,共5页

为改进四氧化三铁(Fe3O4)复合材料吸附工业染料废水的性能,先制备了表面油酸修饰的Fe3O4,再以氧化石墨烯(GO)及表面油酸修饰的Fe3O4作为前驱物,通过水热法制备了还原氧化石墨烯/四氧化三铁(rGO/Fe3O4)复合水凝胶,最后冻干得到rGO/Fe3O4... 为改进四氧化三铁(Fe3O4)复合材料吸附工业染料废水的性能,先制备了表面油酸修饰的Fe3O4,再以氧化石墨烯(GO)及表面油酸修饰的Fe3O4作为前驱物,通过水热法制备了还原氧化石墨烯/四氧化三铁(rGO/Fe3O4)复合水凝胶,最后冻干得到rGO/Fe3O4复合气凝胶。采用X射线衍射仪、扫描电子显微镜表征产物的微观形态和结构,并通过紫外-可见分光光度计对复合气凝胶对于亚甲基蓝染料(MB)的吸附性能进行研究。结果表明,rGO/Fe3O4复合气凝胶在微观上复合均匀,与单独的石墨烯和Fe3O4纳米粒子相比,rGO/Fe3O4复合气凝胶对MB染料的吸附性能更优,吸附能力达到108 mg·g-1,而且rGO/Fe3O4复合气凝胶可以方便地从废水中移出进行重复使用。研究其吸附动力学和吸附等温发现,该复合气凝胶的吸附行为符合拟二级动力学方程和Langmuir吸附模型。 展开更多

关键词 石墨烯 四氧化三铁 复合气凝胶 吸附性能

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海藻酸钠/改性氧化石墨烯复合气凝胶的制备及吸附性能研究 被引量：2

8

作者 吴雷 张德锁 +1 位作者 林红 陈宇岳 《纺织导报》 CAS 2021年第7期69-72,共4页

文章利用β-环糊精接枝改性氧化石墨烯,采用原位交联和冷冻干燥技术制备了海藻酸钠/β-环糊精改性氧化石墨烯(SA/GO-β-CD)复合气凝胶,以Cu^(2+)、Cd^(2+)为代表性重金属离子,研究了所制备的复合气凝胶对水体中重金属离子的吸附性能。... 文章利用β-环糊精接枝改性氧化石墨烯,采用原位交联和冷冻干燥技术制备了海藻酸钠/β-环糊精改性氧化石墨烯(SA/GO-β-CD)复合气凝胶,以Cu^(2+)、Cd^(2+)为代表性重金属离子,研究了所制备的复合气凝胶对水体中重金属离子的吸附性能。探讨了不同GO-β-CD浓度制备的复合气凝胶的吸附性能和力学性能,以及不同初始离子浓度下气凝胶对重金属离子的吸附性能。结果表明,随着GO-β-CD浓度的增加,气凝胶的机械强度及弹性均有增大,对重金属离子的吸附容量随着改性氧化石墨烯浓度的增加先升高再逐渐降低。SA/GO-β-CD复合气凝胶对Cu^(2+)和Cd^(2+)的最大吸附容量分别为134.67和160.66 mg/g。 展开更多

关键词 海藻酸钠 Β-环糊精 氧化石墨烯 气凝胶 重金属离子

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海藻酸钠/羟丙基甲基纤维素/氧化石墨烯复合气凝胶的制备及性能评价 被引量：2

9

作者 朱若楠 闫中亚 +3 位作者 刘昕 王萌 许凤 张学铭 《造纸科学与技术》 2018年第5期36-42,共7页

以海藻酸钠和羟丙基甲基纤维素等天然高分子化合物为原材料,通过引入氧化石墨烯,采用原位凝胶化方法制备了海藻酸钠/羟丙基甲基纤维素/氧化石墨烯新型气凝胶材料。研究结果表明,制备的气凝胶具有均匀多孔的空间结构,而且继承了氧化石墨... 以海藻酸钠和羟丙基甲基纤维素等天然高分子化合物为原材料,通过引入氧化石墨烯,采用原位凝胶化方法制备了海藻酸钠/羟丙基甲基纤维素/氧化石墨烯新型气凝胶材料。研究结果表明,制备的气凝胶具有均匀多孔的空间结构,而且继承了氧化石墨烯材料典型的分层结构; XRD分析表明氧化石墨烯以氢键连接的方式均匀地分散在海藻酸钠体系中;以重金属Cu2+的吸附量为指标,气凝胶对铜离子的吸附量先急剧增加后趋于平衡;通过对经验方程的拟合分析,气凝胶对Cu2+吸附更遵循Freundlich吸附过程和准二级动力学模型,属于化学吸附。 展开更多

关键词 海藻酸钠 羟丙基甲基纤维素 氧化石墨烯 气凝胶

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氧化石墨烯/壳聚糖复合气凝胶的制备及对甲基橙吸附性能研究 被引量：10

10

作者 江坤 游峰 +1 位作者 姚楚 江学良 《胶体与聚合物》 2020年第1期25-27,33,共4页

以氧化石墨烯(GO)和壳聚糖(CS)为原料,采用一步水热法制备了氧化石墨烯/壳聚糖复合气凝胶(GO/CS)。分别研究了制备方法和原料比例对其吸附甲基橙(MO)的影响。结果表明:水热法制得的气凝胶为三维网状结构,且水热法制备的氧化石墨烯/壳聚... 以氧化石墨烯(GO)和壳聚糖(CS)为原料,采用一步水热法制备了氧化石墨烯/壳聚糖复合气凝胶(GO/CS)。分别研究了制备方法和原料比例对其吸附甲基橙(MO)的影响。结果表明:水热法制得的气凝胶为三维网状结构,且水热法制备的氧化石墨烯/壳聚糖复合气凝胶(GO/CS)较溶胶-凝胶法具有更好的吸附性能,当GO与CS的质量比为10:1时,复合气凝胶对甲基橙去除率最高。 展开更多

关键词 氧化石墨烯 壳聚糖 气凝胶 吸附 甲基橙

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氧化石墨烯-氧化铈复合气凝胶光催化研究 被引量：1

11

作者 徐稳 朱雯雯 +1 位作者 姚楚 江学良 《胶体与聚合物》 2021年第1期41-44,共4页

以氧化石墨烯(GO),稀土金属氧化物氧化铈(CeO_(2))为原料,采用水热法制备了GO-CeO_(2)复合气凝胶,在自然光光催化的条件下研究了甲基橙(MO)初始浓度,光催化时间对复合气凝胶光催化性能的影响。结果表明:当浓度为15 mg/L时,GO-CeO_(2)复... 以氧化石墨烯(GO),稀土金属氧化物氧化铈(CeO_(2))为原料,采用水热法制备了GO-CeO_(2)复合气凝胶,在自然光光催化的条件下研究了甲基橙(MO)初始浓度,光催化时间对复合气凝胶光催化性能的影响。结果表明:当浓度为15 mg/L时,GO-CeO_(2)复合气凝胶的降解效果最好,100 min时达到99%。 展开更多

关键词 氧化石墨烯 氧化铈 气凝胶 光催化

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超高容量氧化石墨烯/碳纳米管气凝胶用于血红蛋白的吸附分离 被引量：7

12

作者 陈旭伟 郑旭 +1 位作者 王晓峰 王建华 《高等学校化学学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2015年第8期1498-1504,共7页

采用冷冻干燥技术制备了三维氧化石墨烯/碳纳米管(GO/CNTs)气凝胶,在疏水作用下,该气凝胶对蛋白质表现出良好的吸附性能.在p H=8.0时,GO/CNTs气凝胶对血红蛋白的吸附效率很高,而对白蛋白基本不吸附,从而可实现血红蛋白的选择性吸附分离... 采用冷冻干燥技术制备了三维氧化石墨烯/碳纳米管(GO/CNTs)气凝胶,在疏水作用下,该气凝胶对蛋白质表现出良好的吸附性能.在p H=8.0时,GO/CNTs气凝胶对血红蛋白的吸附效率很高,而对白蛋白基本不吸附,从而可实现血红蛋白的选择性吸附分离.在最佳吸附条件下,GO/CNTs气凝胶对血红蛋白的吸附容量高达3793.3 mg/g,是去除高丰度血红蛋白的高效材料.吸附后的血红蛋白可以使用p H=11.5的BrittonRobisin缓冲液有效洗脱,回收率为67%.圆二色光谱结果表明,GO/CNTs气凝胶具有良好的生物相容性,其表面发生的吸附/洗脱过程对血红蛋白的构象基本无影响.将GO/CNTs气凝胶用于人全血样品中血红蛋白的选择性分离,SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳结果表明得到了较高纯度的血红蛋白. 展开更多

关键词 氧化石墨烯 碳纳米管 气凝胶 血红蛋白 分离

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羧甲基纤维素-石墨烯复合气凝胶的制备及吸附研究 被引量：5

13

作者 许文龙 陈爽 +4 位作者 张津红 刘会娥 朱佳梦 刁帅 于安然 《材料工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第9期77-85,共9页

在氧化石墨的基础上添加适量廉价的羧甲基纤维素,以一步水热反应成功制备羧甲基纤维素/石墨烯复合气凝胶(CMC/GA),并对CMC/GA进行官能团结构、微观形貌等表征分析。以水中亚甲基蓝(MB)为吸附对象,研究CMC/GA对水中MB的吸附能力和吸附机... 在氧化石墨的基础上添加适量廉价的羧甲基纤维素,以一步水热反应成功制备羧甲基纤维素/石墨烯复合气凝胶(CMC/GA),并对CMC/GA进行官能团结构、微观形貌等表征分析。以水中亚甲基蓝(MB)为吸附对象,研究CMC/GA对水中MB的吸附能力和吸附机制。结果表明:温度越高,MB溶液的初始浓度越大,对吸附越有利;吸附等温线符合Langmuir模型,吸附体系的活化能为57.951 kJ·mol-1,表明CMC/GA对MB的吸附为单分子层吸附且属于化学吸附。MB的吸附动力学符合准二级动力学模型;内扩散模型表明,CMC/GA对不同浓度MB的吸附过程均分为大孔扩散和微孔扩散两个阶段且大孔扩散速率明显大于微孔扩散。 展开更多

关键词 羧甲基纤维素 石墨烯 气凝胶 吸附 复合材料

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二氧化钛/石墨烯气凝胶的制备及光催化性能 被引量：3

14

作者 常薇 雷超 +3 位作者 罗杰 王涤非 杜燕萍 刘斌 《西安工程大学学报》 CAS 2022年第6期54-59,共6页

为了进一步提升二氧化钛的光催化活性及其实际使用性,采用溶胶凝胶结合溶剂热法制备二氧化钛/石墨烯气凝胶(TGA)。通过SEM、XRD、FT-IR、BET等方法对材料进行表征,探讨石墨烯的加入量对材料光催化活性的影响,以亚甲基蓝(MB)为模拟污染... 为了进一步提升二氧化钛的光催化活性及其实际使用性,采用溶胶凝胶结合溶剂热法制备二氧化钛/石墨烯气凝胶(TGA)。通过SEM、XRD、FT-IR、BET等方法对材料进行表征,探讨石墨烯的加入量对材料光催化活性的影响,以亚甲基蓝(MB)为模拟污染物对其光催化性能进行测试。结果表明:当复合材料中石墨烯质量为TiO_(2)的30%时,其光催化活性最好且具有良好的重复使用性,在500 W氙灯光照120 min后可降解99.5%的MB。利用石墨烯气凝胶的三维结构有效抑制了TiO_(2)纳米粒子的团聚且制备过程绿色环保。 展开更多

关键词 石墨烯 气凝胶 二氧化钛 光催化 印染废水

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氮掺杂石墨烯/氧化亚铜复合凝胶的制备与性能 被引量：1

15

作者 李亮 陈海春 +3 位作者 邱唯楚 申小松 喻航达 喻湘华 《武汉工程大学学报》 CAS 2018年第4期410-414,共5页

为了拓展石墨烯凝胶材料在污水处理领域的应用,以氧化石墨烯与氢氧化铜为前驱物,氨水为氮源,葡萄糖为还原剂,利用一步水热法制备了氮掺杂石墨烯/氧化亚铜(NG/Cu_2O)复合凝胶材料。采用X射线衍射仪、扫描电子显微镜表征产物的微观形貌与... 为了拓展石墨烯凝胶材料在污水处理领域的应用,以氧化石墨烯与氢氧化铜为前驱物,氨水为氮源,葡萄糖为还原剂,利用一步水热法制备了氮掺杂石墨烯/氧化亚铜(NG/Cu_2O)复合凝胶材料。采用X射线衍射仪、扫描电子显微镜表征产物的微观形貌与结构,通过紫外-可见分光光度计测试NG/Cu_2O复合材料在不同的光照环境下对罗丹明B(RhB)染料所表现出的吸附降解性能。实验结果表明,与NG凝胶相比,NG/Cu_2O复合凝胶材料表现出更好的吸附与催化降解能力,且在紫外光的光照环境下对RhB染料的吸附降解性能最佳。 展开更多

关键词 氮掺杂石墨烯 氧化亚铜 复合材料 凝胶

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磁性ZIF-8/石墨烯气凝胶制备及油水分离性能

16

作者 陈彰旭 孟凡莉 +3 位作者 张丽丹 朱丹琛 傅明连 吴玉璐 《高分子材料科学与工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第4期137-146,共10页

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... 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。 展开更多

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

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凝胶注模成型技术制备氧化石墨烯/HA复合材料的研究

17

作者 李强 魏磊山 孙旭东 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第18期39-42,71,共5页

以氧化石墨烯和纳米羟基磷灰石(HA)粉体为原料,采用凝胶注模成型技术制备了氧化石墨烯/HA复合材料。研究了有机单体、浆料固相含量和石墨烯含量对氧化石墨烯/HA浆料粘度的影响,观察了陶瓷浆料的凝胶固化过程并测量了固化后生坯的密度和... 以氧化石墨烯和纳米羟基磷灰石(HA)粉体为原料,采用凝胶注模成型技术制备了氧化石墨烯/HA复合材料。研究了有机单体、浆料固相含量和石墨烯含量对氧化石墨烯/HA浆料粘度的影响,观察了陶瓷浆料的凝胶固化过程并测量了固化后生坯的密度和抗压强度,分析了氧化石墨烯含量对烧结后复合材料抗弯强度和断裂韧性的影响,观察了试样断口的显微组织。研究结果表明,有机单体含量为15%(质量分数,下同),固相含量为45%,氧化石墨烯含量为1.5%时,氧化石墨烯/HA浆料的粘度最佳,为362.9mPa·s,浆料的分散性良好,固化后生坯具有较高的密度和抗压强度。随氧化石墨烯含量的增加,复合材料的抗弯强度和断裂韧度均先增加后降低。当氧化石墨烯含量为1.5%时,1 150℃烧结样品的抗弯强度为81.5MPa,断裂韧性为1.52MPa·m1/2,分别比HA基体提高了151.8%和74.7%,因此添加氧化石墨烯后的HA复合材料的力学性能更佳。 展开更多

关键词 HA 复合材料 氧化石墨烯 凝胶注模成型 力学性能 骨修复材料

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化学改性氧化石墨烯交联的聚酰亚胺气凝胶（英文） 被引量：8

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作者 梁祎 卢赟 +1 位作者 姚维尚 张学同 《物理化学学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2015年第6期1179-1185,共7页

聚酰亚胺(PI)气凝胶是一类密度低、机械性能好、隔热性能优异的多孔材料,通常使用昂贵的化学交联剂进行交联.氧化石墨烯(GO)是近年来广受关注的用于聚合物增强的纳米功能填料.以前报道的PI/GO复合材料多是纤维或膜的形式.为了获得PI/GO... 聚酰亚胺(PI)气凝胶是一类密度低、机械性能好、隔热性能优异的多孔材料,通常使用昂贵的化学交联剂进行交联.氧化石墨烯(GO)是近年来广受关注的用于聚合物增强的纳米功能填料.以前报道的PI/GO复合材料多是纤维或膜的形式.为了获得PI/GO复合气凝胶,本文采用化学改性氧化石墨烯(m-GO)替代1,3,5-三(4-氨基苯氧基)苯(TAB)等常规的交联剂,使之与4,4′-二氨基二苯基醚(ODA)和3,3′,4,4′-联苯四羧酸二酐(BPDA)反应,制得了m-GO交联的PI气凝胶.GO的化学改性通过其与过量ODA在水热条件下反应实现.通过扫描电子显微镜(SEM)研究了PI/m-GO气凝胶的微观结构.分别通过氮气吸脱附测试、热重分析和热线法研究了m-GO对气凝胶的孔特性、热稳定性和热导率的影响.测试结果表明,所获得的PI/m-GO气凝胶保持了高的孔隙率、热稳定性和绝热性.压缩测试结果显示,与采用1.8%(质量分数,w)的TAB进行交联的PI气凝胶相比,仅用0.6%(w)的m-GO交联所获得的气凝胶具有更高的比杨氏模量(杨氏模量/密度)、比屈服强度(屈服强度/密度)和更小的体积收缩率. 展开更多

关键词 聚酰亚胺气凝胶 氧化石墨烯 交联 机械性能 收缩率

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氮掺杂石墨烯气凝胶锚定RuP纳米粒子用于水合肼氧化辅助产氢 被引量：1

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作者 王正慜 洪庆玲 +3 位作者 王晓慧 黄昊 陈煜 李淑妮 《物理化学学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2023年第12期103-112,共10页

氢能是替代传统燃料的理想清洁能源。电解水析氢由于其环保和低成本的特性而受到广泛关注,然而,阳极析氧反应(OER)的缓慢动力学降低了制氢效率。因此,肼氧化反应(HzOR)以其低的理论电压电位(−0.33 V vs.RHE)成为了OER的合理替代方案。... 氢能是替代传统燃料的理想清洁能源。电解水析氢由于其环保和低成本的特性而受到广泛关注,然而,阳极析氧反应(OER)的缓慢动力学降低了制氢效率。因此,肼氧化反应(HzOR)以其低的理论电压电位(−0.33 V vs.RHE)成为了OER的合理替代方案。本工作中,以三维多孔的石墨烯气凝胶(GA)为导电基底,将Ru^(Ⅲ)-聚乙烯亚胺(Ru^(Ⅲ)-PEI)配合物吸附在GA表面。通过植酸(PA)和PEI之间的氢键相互作用GA进一步吸附PA,形成Ru^(Ⅲ)-PEI-GA-PA复合物。对Ru^(Ⅲ)-PEI-GAPA复合物前驱体进行磷化后,合成了锚定在N掺杂GA上的RuP纳米粒子(RuP/N-GA)。在热解过程中,在GA表面形成了超小的RuP纳米粒子。此外,PEI和PA的分解可以将丰富的N和P杂原子引入GA的结构中。因此,RuP/N-GA复合物具有高效的HzOR性能,在10 mA∙cm^(−2)时的工作电位低至−54 mV。此外,这种低Ru负载的新型RuP/N-GA复合物具有良好的析氢反应(HER)活性,电流密度为10 mA∙cm^(−2)时的HER过电势为−19.6 mV。在各种RuP/N-GA复合物中,RuP/N-GA-900具有最小的HER塔菲尔斜率(37.03 mV∙dec−1),表现出了最快的HER动力学。同时也表明RuP/N-GA-900的HER过程具有与Pt类似的Heyrovsky机制。理论计算结果表明,锚定结构和N杂原子的存在可以促进肼在RuP纳米粒子上的氧化。肼分子吸附在RuP/N-GA上的自由能为−0.68 eV,表明掺杂的N可以调节Ru活性位点的电子结构,有助于增强Ru的HzOR活性。此外,RuP/N-GA复合物对HER和HzOR均表现出优于商业Pt/C的循环稳定性和长期稳定性。基于RuP/N-GA复合物的双功能活性,所构建的双电极肼分解系统在10 mA∙cm^(−2)下表现出41 mV的极低分解电压就可以产氢,实现了低电压下节能制氢的目标。RuP/N-GA复合物优异的电催化活性归因于超小的RuP纳米粒子提供了丰富的Ru活性位点。此外,GA骨架中N的掺杂与RuP纳米颗粒之间的协同效应有助于提高RuP/N-GA复合物的活性。三维多孔的N-GA加速了电荷转移和传质过程,并且N-GA和RuP纳米粒子之间的相互作用增强了RuP纳米粒子对HER和HzOR的电催化活性。这项工作提出了一种HzOR辅助制氢的双功能电催化剂,并为通过吸附-磷化法设计和合成先进电催化剂提供了新思路。 展开更多

关键词 磷化钌 石墨烯气凝胶 锚定结构 肼氧化反应 析氢反应

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PdNi/石墨烯气凝胶电催化甲酸氧化 被引量：8

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作者 包玉菲 冯立纲 《物理化学学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2021年第9期211-217,共7页

甲酸电氧化性能提升对发展直接甲酸燃料池至关重要。本文首次报道了采用简便的冷冻干燥/退火还原的方法将PdNi合金与三维石墨烯气凝胶进行了高效耦合并实现了对甲酸氧化反应的高效催化。利用X射线衍射、扫描电镜和透射电镜等仪器对催化... 甲酸电氧化性能提升对发展直接甲酸燃料池至关重要。本文首次报道了采用简便的冷冻干燥/退火还原的方法将PdNi合金与三维石墨烯气凝胶进行了高效耦合并实现了对甲酸氧化反应的高效催化。利用X射线衍射、扫描电镜和透射电镜等仪器对催化剂的结构和形貌进行了表征,并对其催化甲酸氧化反应的性能进行了研究。PdNi以合金纳米粒子形式分散在三维石墨烯气凝胶(PdNi/GA)表面,PdNi/GA催化剂中Pd的XPS能谱有明显的位移,表明Pd,Ni和石墨烯气凝胶载体之间有较强的电子相互作用。电化学测试结果表明PdNi/GA催化剂具有很高的的甲酸电氧化性能,其峰值电流密度为136 mA·cm^(−2),分别是Pd/GA(68 mA·cm^(−2))和Pd/C(39.4 mA·cm^(−2))的2倍和3.45倍。在CO溶出伏安测试中,PdNi/GA催化剂的起始电位和峰电位分别是0.49和0.67 V,证明PdNi/GA催化剂具有优异的抗CO毒化能力。PdNi/GA良好的催化性能可以归因于石墨烯三维结构提供的优异的分散性及导电性和钯镍合金抗CO中毒能力的提升。 展开更多

关键词 甲酸氧化反应 直接甲酸电池 电催化剂 钯基催化剂 石墨烯气凝胶

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