氧化石墨烯-碳納米管-海藻酸鈉復(fù)合材料的制備及性能研究.pdf

1、氧化石墨烯(Graphene Oxide，GO)、碳納米管（Carbon Nanotubes，CNTs）均因其獨(dú)特的結(jié)構(gòu)、巨大的比表面積受到廣泛的關(guān)注。氧化石墨烯薄片邊緣到中央呈現(xiàn)親水至疏水的性質(zhì)分布，呈現(xiàn)兩親性性質(zhì)，同時(shí)氧化石墨烯能夠與碳納米管很好的結(jié)合，可以作為碳納米管的分散劑。海藻酸鈉(Sodium Alginate，SA)是一種天然生物高分子，以 SA為原料制備的纖維展現(xiàn)出優(yōu)異特性，但其力學(xué)性能欠佳，碳納米粒子的加入可以改善材料

2、的性能。本論文以氧化石墨烯/碳納米管為主體，探究納米粒子間的相互作用及對(duì)聚合物的影響，制備了GO/CNTs/SA復(fù)合材料，并對(duì)其性能進(jìn)行研究。
　　1．超聲分散法制備了不同CNTs含量的GO/CNTs復(fù)合溶液，利用旋轉(zhuǎn)流變儀對(duì)復(fù)合體系的流變特性進(jìn)行了研究。GO/CNTs復(fù)合溶液表現(xiàn)出典型的切力變稀現(xiàn)象，屬于假塑性流體。GO片層與CNTs間形成三維空間網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，對(duì)GO溶液的流變性能具有重要影響。CNTs的引入降低了GO溶液對(duì)NaCl

3、的敏感性，并弱化了分形結(jié)構(gòu)的形成。
　　2．采用溶液共混的方法制備不同納米粒子含量的GO/CNTs/SA溶液，利用旋轉(zhuǎn)流變儀對(duì)進(jìn)行流變研究。結(jié)果表明，GO/CNTs/SA復(fù)合溶液表現(xiàn)出典型的切力變稀行為，屬于假塑性流體，GO/CNTs的加入沒(méi)有改變體系的流體類型。Cole-Cole曲線圖表明GO/CNTs在溶液中具有良好分散性。濕法紡絲制備GO/CNTs/SA復(fù)合纖維，纖維拉伸測(cè)試表明GO/CNTs的協(xié)同作用提高了SA的力學(xué)性能。

4、
　　3．制備GO/CNTs/SA復(fù)合凝膠球，并測(cè)試了對(duì)MB和MO的吸附性能。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，GO/CNTs構(gòu)建的三維空間多孔結(jié)構(gòu)對(duì)MO有較大的影響，對(duì)MB的影響不大。吸附等溫線均能用Langmuir和Freundlich方程描述。解吸附結(jié)果表明，MB和MO分別在強(qiáng)酸性、強(qiáng)堿性條件下解吸附百分率較高。GO/CNTs/SA復(fù)合凝膠球在水溶液中可以穩(wěn)定存在，多孔結(jié)構(gòu)提高了對(duì)染料的吸附率，可以作為一種環(huán)境友好型的吸附劑去除水溶液中的染料。