壳聚糖氧化石墨烯纳米复合材料的形态和力学性能

石墨烯纳米复合材料
石墨烯是一种由碳原子构成的二维晶格结构材料，具有优异的导电性、热导性
和机械性能。

石墨烯的发现引起了科学界的广泛关注，人们开始探索如何将石墨烯与其他材料结合，以期望得到更多新颖的性能。

石墨烯纳米复合材料应运而生，成为了当前材料科学研究的热点之一。

石墨烯纳米复合材料是指将石墨烯与其他纳米材料进行复合，形成新的材料体系。

这种复合材料不仅继承了石墨烯的优异性能，还具有了其他纳米材料的特性，因此在电子器件、储能材料、传感器等领域具有广阔的应用前景。

首先，石墨烯与纳米金属复合材料在催化剂领域有着重要的应用。

石墨烯具有
大量的π共轭结构，能够提供丰富的活性位点，而纳米金属具有优异的催化性能，将两者复合能够有效提高催化剂的活性和稳定性，从而在化工领域有着广泛的应用。

其次，石墨烯与纳米陶瓷复合材料在耐磨材料领域有着重要的应用。

石墨烯具
有出色的机械性能和高强度，而纳米陶瓷具有硬度大、耐磨性好的特点，二者复合后能够有效提高材料的耐磨性能，因此在航空航天、汽车制造等领域有着广泛的应用。

此外，石墨烯与纳米聚合物复合材料在柔性电子领域也有着重要的应用。

石墨
烯具有优异的导电性和柔韧性，而纳米聚合物具有良好的柔韧性和成型性，二者复合后能够制备出柔性电子器件，如柔性传感器、柔性电池等，因此在可穿戴设备、医疗器械等领域有着广泛的应用前景。

综上所述，石墨烯纳米复合材料具有广泛的应用前景，在能源、材料、电子等
领域都有着重要的作用。

随着材料科学的不断发展，相信石墨烯纳米复合材料将会有更多的新突破，为人类社会的发展做出更大的贡献。

改性石墨烯/粘土/天然橡胶纳米复合材料的结构与性能张涛，王文良,鲁璐璐，杨阳，张闻轩（太原工业学院材料工程系，山西太原030008）摘要:大量研究表明，纳米填料的表面效应、大的比表面积以及纳米粒子本身对基体的强界面效应对橡胶纳米复合材料性能的提升具有极大的帮助。

本研究以天然橡胶（NR）为基体材料，采用乳液法制备石墨烯/粘土/NR纳米复合材料’讨论了石墨烯、粘土的用量对复合材料的物理机械性能的影响’结果表明，当粘土用量为3.0pho时，随着石墨烯添加量的增加，石墨烯/粘土/NR纳米复合材料的力学性能和耐磨性先升高，然后略有下降’当石墨烯添加量为1-0pho时，复合材料的拉伸强度提高了33.3%,而阿克隆磨耗体积下降了225%。

关键词:石墨烯;天然胶乳;复合材料;力学性能;阿克隆磨耗中图分类号:TB33文献标识码：A文章编号：1008-021X（X0X1）05-0025-04Structrrr and Properties of ModiCed Graphene/Clay/NR NanocompositesZhang Tao,Wang Wenliang,Lu Lulu,Yang Yang,Zhang Wenxuan(Department of Material Engineering,Taiyuan Institute of Technology,Taiyuan030008,China)Abstract:A larye number of studies have shown that the surface effect of nano-fillers,larye specific surface area and strong interface effect of nano-particles themselves on the matrix have a great help te ioprove the performance of rubber nano-composites.In this paper,natural rubber(NR)was used as the matrix material and graphene/clay/NR nanocompos—es were prepared by emulsion method.The e/ects of the amount of graphene and clay on the physical and mechanical properties of the composites were discussed.The results showed that the mechanical properties and wear resistance of graphene/clay/NR nanocomposieesweoe ioseeyincoeased and ehen seigheeydecoeased wieh eheincoeaseoQgoapheneconeenewhen eheceayconeeneis 3.0phr.And the tensile strength of the composites was increased by335%,the wear volume of Akron was decreased by22.7% when the amount of graphene is1.0phr.Key words:graphene；natural latex；composites;mechanical properties;akron abrasion有关石墨烯的研究虽然进行了60多年，但是直到21世纪初期英国物理学家Giov和Novos/o才第一次通过机械剥离的方法得到了石墨烯（GE）［1-5］。

壳聚糖复合吸附材料的制备研究进展壳聚糖是一种天然的多肽聚糖，由于其独特的结构和生物活性，被广泛应用于药物传递、组织工程、食品添加剂等领域。

近年来，壳聚糖复合吸附材料在水处理、环境修复、重金属去除等领域也得到了广泛的研究和应用。

本文将对壳聚糖复合吸附材料的制备研究进展进行综述。

壳聚糖复合吸附材料的制备方法多种多样，常用的方法包括原位生物法、模板法、溶剂交换法、化学合成法等。

就制备过程而言，壳聚糖复合吸附材料通过与其他材料的复合、交联、改性等方式来提高其吸附性能。

常见的复合材料包括壳聚糖/石墨烯、壳聚糖/氧化石墨烯、壳聚糖/纳米氧化铁等。

这些复合材料具有较大的比表面积、孔隙结构和吸附活性位点，能够有效地吸附溶液中的污染物。

壳聚糖复合吸附材料在水处理领域具有广泛的应用价值。

例如，壳聚糖复合石墨烯材料可以用于重金属离子的吸附和去除。

研究发现，石墨烯的导电性和壳聚糖的阳离子官能团可以增强材料对重金属离子的吸附能力。

另一方面，壳聚糖复合氧化石墨烯材料被广泛用于有机污染物的吸附和去除。

由于氧化石墨烯的高表面能和壳聚糖的微孔结构，使得复合材料能够有效吸附有机污染物。

除了水处理领域，壳聚糖复合吸附材料还被应用于环境修复领域。

例如，壳聚糖复合纳米氧化铁材料可以用于地下水中苯类化合物的吸附和去除。

研究发现，纳米氧化铁的吸附容量和壳聚糖的孔隙结构有关，通过调控复合材料的组分比例和复合方式，可以提高对苯类化合物的吸附能力。

此外，壳聚糖复合吸附材料还被用于其他领域，如药物传递、食品添加剂等。

例如，壳聚糖复合纳米颗粒材料可以用于药物的控释，由于壳聚糖具有生物相容性和可降解性，可以将药物包裹在纳米颗粒中，并通过调控复合材料的性质，实现药物的缓释。

另外，壳聚糖复合纳米材料也可以被用作食品添加剂，如抗氧化剂、防腐剂等。

综上所述，壳聚糖复合吸附材料由于其独特的结构和生物活性，在水处理、环境修复、药物传递、食品添加剂等领域具有广泛的研究和应用价值。

氧化石墨烯的材料性能与应用随着现代科技的不断发展，材料科学已经成为当今世界最为重要的科学领域之一，其中氧化石墨烯作为一种颇具潜力的新型材料，在近年来备受人们的关注。

本文将从氧化石墨烯的基本概念入手，分析其所具备的材料性能，并探讨其在不同领域中的应用。

一、基本概念氧化石墨烯在化学名词中被称作氧化石墨，是一种石墨烯的衍生物。

石墨烯是一种具有单层碳原子的蜂窝状结构的材料，由于其具有优异的电学、热学性质以及机械强度等特点，在诸多领域中都有广泛的应用。

而氧化石墨烯则是通过将石墨烯与氧气接触，加热或者使用化学反应进行氧化处理后制得的一种材料。

由于氧元素的加入，使得石墨烯的结构变得更为松散，因此氧化石墨烯在导电性、力学性质、稳定性等方面与石墨烯有所不同。

二、材料性能1、导电性氧化石墨烯的导电性能受到氧含量和晶格缺陷的影响，它可以是一种导体，也可以是一种半导体。

随着氧含量的增加，其导电性逐渐降低，但进行还原处理可以使其导电性得到改善。

同时，晶格缺陷也会影响其导电性能，晶格缺陷的存在可以形成电子杂质，引起电子的散射，从而减小电导率。

2、力学性能氧化石墨烯在力学性能方面表现出了很强的韧性和强度。

由于其结构中存在氧元素的影响，使其结构变得比石墨烯更加松散，因此在机械性能方面，其比石墨烯更具有优势。

此外，氧化石墨烯还具有极高的拉伸强度和弹性模量，是一种非常优秀的机械材料。

3、化学性能氧化石墨烯在化学性质方面也表现出了非常出色的可能性。

具有高度制备成分和化学反应可控性的优势，如能够形成混合材料、催化剂载体、吸附剂等一系列的应用。

此外，由于存在羧酸官能团，使其可作为一种改性剂，可提高材料表面的吸水性和生物相容性，因而在生物医药领域中也具有广泛的应用前景。

三、应用领域氧化石墨烯具有多种优异的材料性能，可以广泛地应用于各个领域，下面列举部分应用领域。

1、能源领域氧化石墨烯在能源领域中有着广泛的应用，如用于制备柔性电池、太阳能电池等。

羟丁基壳聚糖及其复合材料的制备及性能研究羟丁基壳聚糖是一种可降解、生物相容性好、可溶于水的壳聚糖衍生物,它可以通过分子间的氢键作用,在一定浓度、一定温度下自发形成可逆温敏性水凝胶,避免了传统水凝胶的化学交联剂的残留。

由于它的分子结构中富含氢键,能过通过引入新的材料来增加其性能,同时它保留了壳聚糖上的氨基,也可以对其进一步接枝改性来赋予它一些更好的性能。

本论文研究制备了羟丁基壳聚糖及其复合材料,制备的材料具有良好的水溶性,生物相容性,在口腔牙周修复及创面愈合方面有较好的应用前景。

本文具体研究内容和结果如下:(1)以碱化后的壳聚糖为原料,1,2-环氧丁烷为醚化剂,十二烷基硫酸钠为相转移催化剂,在异丙醇中进行醚化反应,成功的引入羟丁基,制得羟丁基壳聚糖,其水溶液在一定浓度下,升温至体温时可自发形成水凝胶,低温时又可转化为溶液。

通过红外光谱、核磁分析,证明了在壳聚糖分子结构上成功的引入了羟丁基;通过流变仪测试了温度对羟丁基壳聚糖的储能模量和损耗模量的影响,初步分析了其形成水凝胶的机理;使用扫描电镜观察羟丁基壳聚糖水凝胶冻干样品的横截面,其内部结构为大孔网状结构,分布较为均匀;通过MTT实验和流式细胞仪检测了不同浓度的羟丁基壳聚糖水凝胶对于牙周膜成纤维细胞的增殖和凋亡的影响,实验结果显示,实验中所有浓度的HBC对PDLCs细胞均没有细胞毒性,且有较好的细胞增殖率,在一定程度上有促进细胞增殖,减慢细胞凋亡的作用,使其在口腔牙周修复方面有一定的应用前景。

(2)使用改进的Hummers’法制备了氧化石墨烯,并对其进行了红外、拉曼光谱、透射电镜等表征。

将羟丁基壳聚糖与氧化石墨烯结合,得到羟丁基壳聚糖-氧化石墨烯复合水凝胶,使用了红外、流变仪、扫描电镜等检测手段检测了加入氧化石墨烯后对水凝胶理化性能的影响,结果显示加入氧化石墨烯对羟丁基壳聚糖分子结构没有明显影响,两者通过分子间的氢键结合,在一定程度上增强了水凝胶的力学性能和稳定性,随着氧化石墨烯加入量的增大,力学性能和稳定性显示出上升的趋势。

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。

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。

氧化石墨烯纳米片的制备与性能分析随着科技的发展，纳米材料逐渐成为研究热点，其中氧化石墨烯纳米片是近年来备受关注的一种纳米材料。

本文将分析氧化石墨烯纳米片的制备方法以及其性能。

一、氧化石墨烯纳米片的制备方法1. Hummer法Hummer法是目前制备氧化石墨烯纳米片最常用的方法之一。

其主要步骤包括：在硫酸和硝酸的混合溶液中将石墨氧化，然后用稀碱溶液洗涤并旋干，最后在高温下烘干。

这种方法虽然简单易行，但是制备出的氧化石墨烯纳米片质量波动较大，同时还需要大量的硝酸和硫酸，会造成严重的环境污染，不符合环保的要求。

2. 热还原法热还原法是一种在高温条件下通过还原剂还原氧化石墨烯纳米片的方法。

其主要步骤包括：将石墨氧化成氧化石墨烯纳米片，然后将氧化石墨烯纳米片和还原剂在高温下共热，使氧化石墨烯还原成石墨烯纳米片。

通过热还原法制备的氧化石墨烯纳米片质量较好，同时不需要过多的化学药品，比较环保。

3. 化学气相沉积法化学气相沉积法是一种在特定条件下通过化学反应的方式制备氧化石墨烯纳米片的方法。

其主要步骤包括：在特定气体环境下将石墨烯加热到一定温度，然后加入氧化剂，在氧化剂和石墨烯之间进行化学反应，得到氧化石墨烯纳米片。

这种方法虽然制备出的纳米片质量好，但是需要特定的环境条件和昂贵的仪器设备，同时生产成本较高。

二、氧化石墨烯纳米片的性能分析1. 电学性能氧化石墨烯纳米片具有优异的电学性能，主要表现为高电导率和较低的电阻率。

这种性能使得氧化石墨烯纳米片成为一种重要的电子器件材料，如场效应晶体管、太阳能电池等。

2. 光学性能氧化石墨烯纳米片具有独特的光学性质，主要表现为宽带透明性和高反射率。

同时还具有优异的光电转换效率，因此在光电子学领域有着广泛的应用前景。

3. 机械性能氧化石墨烯纳米片具有良好的机械性能，主要表现为高强度和高韧性。

这种性能使得氧化石墨烯纳米片成为一种理想的结构性材料，具有广泛的应用前景，如复合材料、生物医学领域等。

壳聚糖基吸附材料的研究进展张荆晶;夏亚飞;覃刘平【摘要】壳聚糖作为世界上最丰富的天然生物材料之一,对重金属离子和染料具有优良的吸附作用.由于壳聚糖分子结构中具有氨基、羟基、乙酰氨基、氧桥以及富含电子的吡喃环等活性基团,能进行多种化学改性,以提高其吸附性能.本文综述了国内外壳聚糖基吸附材料的研究进展,着重介绍了壳聚糖、壳聚糖衍生物以及壳聚糖复合材料对染料和重金属离子的吸附研究进展.【期刊名称】《广州化工》【年(卷),期】2017(045)001【总页数】4页(P4-6,39)【关键词】壳聚糖;改性;复合材料;吸附【作者】张荆晶;夏亚飞;覃刘平【作者单位】武汉科技大学资源与环境工程学院, 湖北武汉 430081;武汉科技大学资源与环境工程学院, 湖北武汉 430081;武汉科技大学资源与环境工程学院, 湖北武汉 430081【正文语种】中文【中图分类】X-1壳聚糖是由甲壳素在碱性条件下脱乙酰基而得到。

甲壳素是自然界中大量存在的唯一的碱性多糖，是虾蟹等甲壳动物或昆虫外壳和菌类细胞壁的主要成分，每年生物合成量约为100多亿吨，是地球上仅次于纤维素的第二大天然多糖。

壳聚糖分子具有复杂的双螺旋结构，含有大量的羟基和氨基，能与重金属离子配位形成络合物，可用于含重金属离子废水的处理及贵重金属回收。

同时壳聚糖的氨基在稀酸性溶液中质子化，使分子链上带大量正电荷，成为一种典型的阳离子絮凝剂，它兼有电中和以及吸附絮凝的双重作用，可以用来吸附阴离子染料[1]。

另外，壳聚糖分子结构中的氨基、羟基、乙酰氨基、氧桥以及富含电子的吡喃环活性基团，能进行多种化学改性，形成不同理化性质与功能特性的衍生物，可以提高壳聚糖的吸附性能，因此，基于壳聚糖的吸附材料研究成为近十年来的研究热点之一。

Dotto等[2]研究了从虾壳中获取的壳聚糖粉末对食物染料酸性蓝9和食品黄3的吸附性能，并考察了pH值、接触时间、搅拌速度等对其吸附性能的影响。

其结果表明：在pH=3，搅拌速度为150 r/min条件下，壳聚糖对酸性蓝9的吸附量为210 mg/g；在pH=3，搅拌速度为50 r/min条件下，壳聚糖对食品黄3的吸附量为295 mg/g。

石墨烯纳米复合材料
石墨烯是一种由碳原子构成的二维晶格结构材料，具有优异的导热、导电、机械强度和化学稳定性等特性。

因此，石墨烯被广泛应用于电子、能源、材料和生物医药等领域。

而石墨烯纳米复合材料则是将石墨烯与其他纳米材料进行复合，以期望获得更加优异的性能和应用。

本文将介绍石墨烯纳米复合材料的制备方法、性能以及应用前景。

首先，石墨烯纳米复合材料的制备方法包括物理法、化学法和生物法等多种途径。

物理法主要包括机械剥离法、化学气相沉积法和化学氧化还原法等；化学法主要包括溶液剥离法、化学还原法和化学气相沉积法等；生物法则是利用生物体内的生物合成途径来制备石墨烯。

不同的制备方法会影响石墨烯纳米复合材料的结构和性能。

其次，石墨烯纳米复合材料具有优异的性能。

首先，石墨烯的高导热、高导电性能使得纳米复合材料具有优异的导热、导电性能，可应用于导热材料和导电材料领域；其次，石墨烯的高机械强度和化学稳定性使得纳米复合材料具有优异的机械性能和耐腐蚀性能，可应用于材料强化和防腐蚀领域；最后，石墨烯的大比表面积和丰富的官能团使得纳米复合材料具有优异的吸附性能和催化性能，可应用于吸附材料和催化材料领域。

最后，石墨烯纳米复合材料具有广阔的应用前景。

首先，在电子领域，石墨烯纳米复合材料可应用于柔性电子、导电油墨和电磁屏蔽材料等领域；其次，在能源领域，石墨烯纳米复合材料可应用于锂离子电池、超级电容器和光伏材料等领域；最后，在材料和生物医药领域，石墨烯纳米复合材料可应用于复合材料、药物载体和生物传感器等领域。

综上所述，石墨烯纳米复合材料具有优异的性能和广阔的应用前景，其制备方法、性能和应用前景将会在未来得到更加广泛的研究和应用。