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三维多孔石墨烯/羟丙基纤维素复合材料制备及性能研究

2019-02-13李晓燕柴涛

应用化工 2019年1期
关键词:复合材料

李晓燕,柴涛

(中北大学 环境与安全工程学院,山西 太原 030051)

三维石墨烯材料是由石墨烯片交错堆积而成的连通多孔结构,有较大的比表面积、高的空隙率、优异的导电性能以及良好的力学性能[1],在环保、催化、传感及储能等领域具有广阔的应用前景[2-5]。

在实际应用中还存在一些亟待解决的问题。石墨烯片层易团聚堆叠,致使材料结构不完善、易破损,限制循环使用[6-7]。近来许多新型功能材料选用纤维素作为模板和骨架[8-9]。本文首次采用溶剂热法制得石墨烯/羟丙基纤维素(rGO-HPC)复合材料,不仅可提升力学性能,还解决了石墨烯团聚堆叠问题,提供了更多的活性位点,为在各领域的更广阔的应用奠定了基础。

1 实验部分

1.1 试剂与仪器

单层氧化石墨烯(GO)、羟丙基纤维素(HPC)、乙醇、丙酮、氨水、DMSO、THF、己烷均为分析纯;0#柴油,中国石化集团加油站;去离子水,自制。

KH-50反应釜;KQ-250DE数控超声波清洗器;FD-1A-50冷冻干燥机;Perkin Elmer Spectrum 100红外光谱仪;Primo Star视屏显微镜;Autosorb-IQ比表面积和孔径分布仪;DX-2700 X射线衍射仪。

1.2 三维多孔石墨烯/羟丙基纤维素(rGO-HPC)复合材料的制备

rGO-HPC复合材料采用溶剂热法制备。称取30 mg GO分散至20 mL去离子水中,低温超声30 min得分散均匀的GO水溶液;使用乙醇溶液置换,多次重复离心保证置换完全,超声至均匀分散,用氨水调节溶液pH值至8。加入15 mL的HPC溶液混合均匀,转移至水热合成反应釜中,160 ℃下反应12 h,冷却至室温,用去离子水多次洗涤,冷冻干燥。再将其置于200 ℃惰性气体气氛中煅烧1 h得rGO-HPC复合材料。

1.3 rGO-HPC弹性测试

对所制备的三维rGO-HPC进行压缩弹性测试。……

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