收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

石墨烯/纳米纤维复合气凝胶的制备、性能及其应用研究

陈佳慧  
【摘要】:本研究以石墨烯片层的三维宏观组装和性能研究为出发点,研究了石墨烯气凝胶的制备及电学应用。由于石墨烯气凝胶仅由片层结构堆叠,结构易坍塌,本研究用纳米纤维与石墨烯基气凝胶复合,探究其宏观机械性能、孔隙结构和电学性能的变化,探索了复合气凝胶在有机污染物吸附、隔热、压力传感等领域的应用。用乙二胺为还原剂还原Hummers法制备的氧化石墨烯,得到石墨烯水凝胶,经冷冻干燥后制备内部结构有序、导电性良好的石墨烯气凝胶。探究定向冷冻干燥技术对石墨烯气凝胶内部结构与导电性的影响,并将性能良好的石墨烯气凝胶搭建气凝胶压力传感器。结果表明,压力传感器循环性好,灵敏度高,0.5N时响应时间为0.5s左右。但其力学性能较差,结构易坍塌,限制其应用。采用纳米纤维改善石墨烯气凝胶力学性能。首先探索纳米纤维气凝胶的性能,采用交联剂聚乙烯醇(PVA)溶液物理交联纳米纤维,制得力学性能良好的纳米纤维气凝胶,探究交联剂含量对纳米纤维气凝胶微观形貌、宏观形态以及力学性能的影响。当PVA含量为0.4%时制备的纳米纤维气凝胶综合性能最佳,并可用于高效空气过滤,对0.3umNaCl粒子的过滤效率可达到99%以上且压降仅为62Pa。将制备的纳米纤维气凝胶经甲基三氯硅烷化学改性后,可制得对菜籽油的吸油率高达到4200%,弹性回复性达到100%的疏水亲油纳米纤维气凝胶,可将其用于油水分离与原油泄漏等领域。将石墨烯与纳米纤维复合制得石墨烯/纳米纤维复合气凝胶,通过纳米纤维对石墨烯片层的支撑,制备出以纳米纤维为骨架,石墨烯为片层的复合气凝胶,可以极大改善石墨烯气凝胶力学性能差的缺点,同时拥有石墨烯导电性良好的优点。通过研究不同制备工艺制备出的复合气凝胶的微观结构,宏观形态及还原程度,得到最佳制备工艺。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 ;气凝胶玻璃[J];硅酸盐通报;2000年04期
2 徐超;周斌;解德滨;沈军;倪星元;徐展;;超低密度SiO2气凝胶快速制备的新方法[J];材料导报;2006年06期
3 何方;赵红雨;赵海雷;崔巍;徐三魁;;气凝胶材料研究的新进展[J];材料导报;2007年12期
4 ;气凝胶,改变世界的神奇材料[J];高科技与产业化;2008年01期
5 沈军,王珏,吴翔;气凝胶──一种结构可控的新型功能材料[J];材料科学与工程;1994年03期
6 王珏,沈军;有机气凝胶和碳气凝胶的研究与应用[J];材料导报;1994年04期
7 王珏,周斌,吴卫东,沈军;硅气凝胶材料的研究进展[J];功能材料;1995年01期
8 ;利用离子液体制造二氧化硅气凝胶[J];现代化工;2000年08期
9 李冀辉,胡劲松;有机气凝胶研究进展(Ⅰ)──有机气凝胶发现、制备与分析[J];河北师范大学学报;2001年03期
10 李冀辉,胡劲松;有机气凝胶研究进展(Ⅱ)——有机气凝胶的特性与应用[J];河北师范大学学报;2001年04期
11 刘茜;固体空气——气凝胶在服装和建筑中的应用[J];国外纺织技术;2004年05期
12 同小刚;王芬;冯海涛;安世武;;二氧化硅气凝胶的制备和应用研究[J];材料导报;2006年S1期
13 高秀霞;张伟娜;任敏;朱果逸;;硅气凝胶的研究进展[J];长春理工大学学报(自然科学版);2007年01期
14 刘继来;侯占忠;孙明辉;;气凝胶应用研究进展[J];河北北方学院学报(自然科学版);2007年02期
15 张翠娟;赵海雷;程云飞;高峰;李雪;;氧化锆气凝胶的结构、制备及应用[J];中国陶瓷;2008年06期
16 李华;乔聪震;牟占军;;二氧化硅气凝胶的常压制备及其特性研究[J];河南大学学报(自然科学版);2009年02期
17 ;科学家发明世上最轻神奇固体材料[J];电子商务;2009年04期
18 陈亮;张睿;龙东辉;凌立成;;炭二氧化硅复合气凝胶的合成及结构分析[J];无机材料学报;2009年04期
19 胡子君;周洁洁;陈晓红;孙陈诚;;氧化铝气凝胶的研究进展[J];硅酸盐通报;2009年05期
20 杨凯;庞佳伟;吴伯荣;陈实;吴锋;杨栋;;二氧化硅气凝胶改性方法及研究进展[J];北京理工大学学报;2009年09期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 蔡杰;张俐娜;Shigenori Kuga;;高强度纤维素/SiO2气凝胶的结构和性能[A];2009年全国高分子学术论文报告会论文摘要集(下册)[C];2009年
2 姚先周;胡子君;孙陈诚;李俊宁;张宏波;;二氧化硅气凝胶微结构的热设计[A];复合材料:创新与可持续发展(下册)[C];2010年
3 刘世明;王慧;曾令可;;纳米SiO_2气凝胶的性能表征与分形维数[A];中国颗粒学会第六届学术年会暨海峡两岸颗粒技术研讨会论文集(下)[C];2008年
4 邓忠生;黄耀东;魏建东;杨靖;王珏;沈军;陈玲燕;吴爱梅;;二氧化硅气凝胶的表面修饰研究[A];第四届中国功能材料及其应用学术会议论文集[C];2001年
5 刘宁;符若文;;球状有机气凝胶及其炭气凝胶的结构[A];2004年中国材料研讨会论文摘要集[C];2004年
6 常智;赵海雷;何方;仇卫华;周国治;曲选辉;;掺杂纤维的硅石气凝胶的结构与性能[A];华北地区硅酸盐学会第八届学术技术交流会论文集[C];2005年
7 王珏;沈军;张波;蒋伟阳;陆献平;;有机气凝胶的热传输机理研究[A];第二届中国功能材料及其应用学术会议论文集[C];1995年
8 任洪波;张林;杜爱民;;快速制备块状氧化铁气凝胶的研究[A];第八届全国核靶技术学术交流会论文摘要集[C];2004年
9 杨大祥;冯坚;周新贵;张长瑞;王娟;张浩;;低温下酸/碱两步法制备氧化硅气凝胶[A];全国第三届溶胶—凝胶科学技术学术会议论文摘要集[C];2004年
10 赵南;冯坚;姜勇刚;高庆福;冯军宗;;耐高温气凝胶隔热材料[A];2011·中国绝热节能材料协会年会论文集[C];2011年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 何松;二氧化硅气凝胶及其复合材料制备与吸附应用研究[D];中国科学技术大学;2016年
2 龙涛;块状钛基气凝胶的制备及光催化降解废水中有机污染物实验研究[D];中国地质大学;2016年
3 张勇;三聚氰胺基复合气凝胶制备与性能研究[D];中国科学技术大学;2017年
4 马玉花;氧化银基复合水凝胶膜/气凝胶微球的制备及其光催化性能的研究[D];新疆大学;2017年
5 李治;增韧疏水性二氧化硅气凝胶制备及燃烧性能研究[D];中国科学技术大学;2017年
6 于志龙;酚醛树脂气凝胶及其衍生碳气凝胶的设计、制备及应用研究[D];中国科学技术大学;2017年
7 李玉歧;多糖基气凝胶的制备及其水处理性能[D];福建农林大学;2017年
8 郑文芝;二氧化硅气凝胶研制及其结构性能研究[D];华南理工大学;2010年
9 赵忠强;氧化物气凝胶的制备、结构和性质的研究[D];山东大学;2008年
10 徐海珣;硅基复合气凝胶的制备及其应用基础研究[D];大连理工大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 傅颖怡;多孔复合气凝胶的制备及其对Ce(Ⅳ)离子的吸附性能研究[D];浙江大学;2015年
2 杨少丽;再生纤维素球形复合气凝胶的制备及光催化性能研究[D];东北林业大学;2015年
3 刘蒙;二氧化硅气凝胶热输运分子动力学研究[D];中国科学院研究生院(工程热物理研究所);2015年
4 李雯丽;水玻璃制备低密度SiO_2气凝胶的研究[D];长安大学;2015年
5 吕娜;多级孔结构的二氧化硅气凝胶/聚苯乙烯复合材料的制备和性能研究[D];长安大学;2015年
6 梁晨;氧化锆气凝胶多孔材料的制备及性能研究[D];哈尔滨工业大学;2015年
7 郁万军;双先驱体有机—无机杂化氧化硅气凝胶的孔结构控制及性能分析[D];哈尔滨工业大学;2015年
8 霍阳阳;Si-O-C气凝胶/刚性多孔纤维复合材料的制备及其性能研究[D];哈尔滨工业大学;2015年
9 何帅杰;三聚氰胺基聚酰胺气凝胶的制备与性能研究[D];西南科技大学;2015年
10 赵春英;聚异氰脲酸酯-硅气凝胶复合绝热材料的制备及性能研究[D];西南科技大学;2015年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 本报记者 潘未末;年创产值20亿 气凝胶蕴含惊人商机[N];深圳特区报;2009年
2 本报记者 陈龙;“蓝烟”袅袅向市场[N];中国航天报;2012年
3 西藏圣一新能源股份公司研究院院长 李光武;气凝胶:可以改变世界的多功能新材料[N];中国建材报;2013年
4 宏文;二氧化硅气凝胶有望产业化[N];中国建材报;2013年
5 戚翔;世界最轻固体将改变世界[N];工人日报;2007年
6 通讯员 何秦江;投资两亿 年产三吨[N];绍兴日报;2006年
7 彭红;中国气凝胶产品打破美国垄断局面[N];新华每日电讯;2008年
8 彭红;气凝胶产业化开启纳诺高科有望成最大供应商[N];中国质量报;2008年
9 通讯员 周炜 朱海洋 记者 潘剑凯;浙大实验室诞生超轻气凝胶[N];光明日报;2013年
10 闫洁;女科学家一次偶然经历,稻壳变废为宝[N];新华每日电讯;2008年
中国知网广告投放
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978