用酸处理的酸改性石墨烯合碳素甲基纤维素纳米复合材料

科学领域:

• 材料科学 材料科学 材料科学
• 聚合物科学 聚合物科学
• 纳米技术纳米技术

背景情况:

• 石墨烯与聚合物矩阵的不可混合性是复合材料开发中的一个主要挑战.
• 开发基于石墨烯的纳米复合材料的具有成本效益和可持续性的方法对于先进的应用至关重要.

研究的目的:

• 为了合成和描述新的,低成本的基于石墨烯的"绿色"纳米复合材料薄膜,使用甲纤维素 (Na-CMC).
• 为了研究双重修饰 (酸处理和异构原子兴奋剂) 对石墨烯特性及其在Na-CMC矩阵中的集成的协同效应.

主要方法:

• 用于合成纳米复合材料薄膜的溶剂蒸发方法.
• 使用HCl和HNO3对石墨烯进行酸性修饰,然后进行酸 (H3BO3) 注.
• 使用FT-IR,XRD,SEM-EDX,拉曼光谱,TGA/DTG,DSC和AFM进行表征.

主要成果:

• 石墨烯与基基组的成功功能化,增强了与Na-CMC的兼容性.
• 修改后石墨烯结构的保存,通过光谱和形态分析证实.
• 纳米复合材料的电导率增加了10倍,热分解温度降低了10°C,其中1%的纳米复合材料是改性石墨烯.

结论:

• 石墨烯的双重修饰有效地克服了Na-CMC复合材料中的不混合性问题.
• 开发的纳米复合材料薄膜表现出增强的热稳定性和显著提高的电导率.
• 这些发现表明,在可生物降解材料,传感器和电子设备中有前途的应用.