水熱法石墨烯氣凝膠的制備.pdf_第1頁
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文檔簡介

1、石墨烯自從被發(fā)現(xiàn)以來,以其獨特的結(jié)構(gòu)和優(yōu)異的機械、物理和電性能被非常廣泛的應(yīng)用于多種領(lǐng)域中。石墨烯氣凝膠作為一種新興的三維結(jié)構(gòu)石墨烯材料,具有超高的孔隙率、超低的密度,使其在環(huán)保、催化以及能源等領(lǐng)域擁有廣闊的應(yīng)用前景,也一躍成為近年來研究者們關(guān)注的熱點。本文采用改進的Hummers法制備了氧化石墨烯,并以制備的氧化石墨烯為原料,通過水熱法制備了石墨烯氣凝膠。并且將氧化石墨烯與三聚氰胺泡沫進行復(fù)合,制備了石墨烯-泡沫復(fù)合氣凝膠。比較研究了

2、水熱反應(yīng)過程并對反應(yīng)條件進行優(yōu)化,同時研究了氣凝膠在環(huán)境治理方面的應(yīng)用價值。具體的研究內(nèi)容如下:
  1.通過Hummers法以天然鱗片石墨為原料制備氧化石墨烯。研究了不同氧化劑高錳酸鉀的添加量對氧化石墨烯的氧化程度的影響。通過掃描電鏡、紅外分析、拉曼分析、電導(dǎo)率測試以及zeta電位測試進行分析與表征。結(jié)果表明,隨著氧化劑高錳酸鉀添加量量的增加,氧化石墨烯所帶有的氧化基團數(shù)量明顯增加,氧化程度增大。當(dāng)氧化劑高錳酸鉀的添加量上升到一

3、定階段后,氧化程度不再明顯改變,基本達到氧化平衡過程。
  2.以氧化石墨烯為原料,通過添加還原劑并進行水熱反應(yīng),經(jīng)冷凍干燥后,制備了還原氧化石墨烯氣凝膠。研究了水熱反應(yīng)時間、水熱溫度以及氧化石墨烯濃度的優(yōu)化條件。以抗壞血酸、聚多巴胺、十二烷基硫酸鈉以及硫化鈉為還原劑,分別研究了不同還原劑添加量對氣凝膠的影響。通過掃描電鏡、接觸角、電導(dǎo)率以及拉曼對氣凝膠的結(jié)構(gòu)進行表征與分析,尋求制備氣凝膠的最優(yōu)條件。并且測試了不同還原劑氣凝膠對四

4、氫呋喃、乙酰胺、泵油、甲苯、三氯甲烷、大豆油以及汽油的吸附能力。結(jié)果表明氣凝膠對不同的油品基本均具有良好的吸收效果,其中對三氯甲烷的吸附量最高,可達132 g/g。
  3.以氧化石墨烯為原料與三聚氰胺泡沫進行復(fù)合,通過水熱反應(yīng)制備石墨烯-泡沫復(fù)合氣凝膠。通過掃描電鏡、接觸角、拉曼光譜以及X射線衍射對復(fù)合氣凝膠的微觀形貌以及結(jié)構(gòu)特征進行表征。利用紫外光譜研究了復(fù)合氣凝膠對亞甲基藍染料的吸附能力。定量表征了復(fù)合氣凝膠對于亞甲基藍的快

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