导　　师： 钟明峰

授予学位： 硕士

作　　者： ;

机构地区： 华南理工大学

摘　　要： 氧化石墨烯和石墨烯作为平面多环芳烃族的典型物质,因含sp2杂化碳原子,并以共价键紧密连接形成蜂窝状二维晶体结构,而拥有独特的电学,光学,热学和机械性能,已成为国内外新型碳基材料研究热点。本文研究了乙二烯三胺改性的磁性氧化石墨烯(DLTA-mGO)复合物的制备及其金属离子镉Cd(II)吸附性能,以及石墨烯/碳纳米管/海藻酸钠复合气凝胶的制备及其应变传感性能。(一)为解决氧化石墨烯吸附镉离子能力不足,且不能从水溶液中分离的问题,我们以乙二烯三胺(DLTA),氧化石墨烯(GO)以及共沉淀法制备的四氧化三铁为原料,通过无催化剂的原位聚合法制得DLTA-mGO复合材料。通过TEM、FT-IR和XPS等方法对所合成DLTA-m GO的特性进行表征,并对其吸附量、吸附动力学和热力学、吸附影响因素进行研究。研究结果显示:(1)通过DLTA的改性,增加了DLTA-mGO氨基和亚氨基基团,从而大幅提高DLTA-mGO对Cd(II)的吸附量,其吸附量高达114.5mg/g,与GO、磁性氧化石墨烯(mGO)相比分别提高了71.7%、94.7%。DLTA-mGO的磁饱和强度为28.5emu/g,容易从水溶液中分离。(2)DLTA-mGO吸附动力学数据与准二阶模型拟合曲线具有较高的相关系数值(R=0.99612),表明吸附速率主要由化学吸附阶段控制。DLTA-mGO的吸附等温线与Langmuir吸附等温线(R=0.9922)更吻合,说明其吸附过程主要由单分子层的化学吸附。(3)响应曲面法(RSM)的研究发现金属离子浓度(A)、溶液pH(B)和温度(C)之间存在较强的交互作用:影响大小的顺序为:AB>BC>AC。(二)为改善目前一些应变传感器材料中弹性低、机械稳定性差和对压缩敏感性差等问题,我们以氧化石墨烯(GO)、碳纳米管(CNTs)和海藻酸钠(SA)为原料,通过冷冻干燥、水热还原等步骤合成石墨烯/碳纳米管/海藻酸钠(rGO/SA/CNTs)复合气凝胶。通过SEM、TEM、FT-IR对复合气凝胶其进行表征,并对其疏水性能、机械性能

关 键 词： 氧化石墨烯 石墨烯 镉离子吸附 应变传感 弹性

领　　域： []