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可溶性g-C3N4纳米片:简易合成及其在光催化产氢中的应用
摘要: 知名g-C3N4材料的潜在应用与开发对其高分散性和高溶解性有极高要求。本研究开发了一种简便的水热处理及后续真空冷冻干燥工艺,成功制备出在水溶液中具有优异分散性与溶解性的g-C3N4纳米片(约5纳米)。研究发现,g-C3N4纳米片表面形成了含多个亲水基团(-NH2、-OH和-C=O)的melem结构,从而制得可溶性g-C3N4(SCN)纳米片。此外,该SCN纳米片可作为有效改性剂显著提升传统g-C3N4光催化剂的产氢性能(所得样品记为SCN/g-C3N4)。光催化结果表明,SCN/g-C3N4样品的产氢性能较纯g-C3N4提高约2倍。SCN/g-C3N4光催化剂产氢速率的提升主要归因于亲水基团的引入——这些基团不仅显著增强了SCN/g-C3N4的分散性与亲水性,更作为界面活性位点加速H+还原反应及H2的快速生成。这种可溶性g-C3N4纳米片在环境?;ず湍茉醋涣煊蚓哂泄憷τ们熬?。
关键词: 光催化、产氢、溶解度、g-C3N4纳米片、分散性
更新于2025-09-24 01:00:34
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离子液体介导的石墨烯基材料功能化及其多功能应用研究综述
摘要: 通过提高石墨烯(G)和氧化石墨烯(GO)在水相及有机环境中的分散性,可进一步拓展其工业应用。目前已有若干增强G和GO分散性的尝试,其中表面功能化是最有效的方法之一。近年来,利用离子液体对G和GO进行表面功能化备受关注——这归因于离子液体具有高热化学稳定性、低挥发性、优异的广谱溶解能力,更重要的是其环境友好特性。G和GO的共价功能化主要通过酰化、酯化、异氰酸酯形成、亲核开环、酰胺化、重氮化及环加成反应实现;非共价功能化则主要涉及静电作用、氢键、π-π相互作用、范德华力及供体-受体相互作用。凭借强极性特征,离子液体能与G和GO片层的sp2杂化碳网络产生强相互作用,使其相比原始结构具有更优的分散性。本文综述了采用离子液体对G和GO进行共价/非共价功能化的研究进展及其工业应用。离子液体功能化石墨烯(G-IL)与氧化石墨烯(GO-IL)在污染物去除、传感与生物传感、润滑、催化、二氧化碳捕集及制氢等领域应用广泛,是未来多功能应用的重要材料类别。
关键词: 分散性、功能化、纳米材料、离子液体、石墨烯基材料、可持续化学
更新于2025-09-10 09:29:36
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纤维增强聚合物纳米复合材料中表面及近表面氧化石墨烯的拉曼成像
摘要: 对于高长径比纳米填料(如表面改性的氧化石墨烯(mGO)和碳纳米管)在纤维增强聚合物(FRP)复合材料中的分散可视化,目前仍是一个具有挑战性且尚未解决的问题。当存在纤维时——尤其是在工业相关低纳米填料质量分数条件下,传统用于研究分散情况(位置、间距、尺寸等)的测量方法已被证明既困难又不切实际。本研究利用拉曼光谱与成像技术,分别对含/不含玻璃微纤维增强的不饱和聚酯(UP)树脂复合材料中mGO的分散状态展开探究。通过对同一样品区域进行透射电镜(TEM)与拉曼图谱的对比分析,我们验证了一套精细的拉曼检测方法,可识别mGO团聚体位置(即便在<0.1 wt%的低添加量下,其中mGO拉曼信号的灵敏度取决于入射激光波长)。更重要的是,我们将该方法拓展至FRP复合材料领域:通过合理选择入射波长以避免玻璃纤维荧光干扰,拉曼成像能够识别层间/层内区域微纤维附近表面(二维)及亚表面(三维)的mGO微观结构。该测量技术将为FRP复合材料领域提供重要应用价值——作为一种现成可用的方法,能定性关联分散特性与加工工艺和/或力学性能之间的关系。
关键词: 纤维增强聚合物纳米复合材料、分散性、表面及近表面、拉曼成像、氧化石墨烯
更新于2025-09-10 09:29:36
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二元改性剂协同改性碳化硅粉体的改性效果及机理研究
摘要: 采用二元改性剂——γ-巯丙基三甲氧基硅烷(KH590)和四甲基氢氧化铵(TMAH)对碳化硅进行共改性,制备出高分散性改性碳化硅粉体。以改性后碳化硅粉体制备浆料的粘度(重要参数)来考察改性效果。结果表明:当SiC粉体与0.4 wt% KH590和1.0 wt% TMAH反应2小时后,获得最低粘度0.52 Pa·s。同时,改性前后SiC粉体的Zeta电位绝对值分别为13 mV和42 mV,表明改性后碳化硅粉体具有高度分散性。此外,使用该改性碳化硅粉体制得了密度高达2.49 g/cm3的坯体。本文还阐释了KH590与TMAH共改性碳化硅粉体的分散机理。
关键词: 绿色坯体,碳化硅粉末,分散性,共改性,静电排斥
更新于2025-09-04 15:30:14