【摘 要】
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石墨烯是目前研究最广泛的材料之一,具有优良的光学、力学、电学、热学等性质,本文主要研究石墨烯及其衍生物在凝胶材料方面的制备和应用。以氧化石墨烯(GO)和聚乙烯醇(PVA)
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石墨烯是目前研究最广泛的材料之一,具有优良的光学、力学、电学、热学等性质,本文主要研究石墨烯及其衍生物在凝胶材料方面的制备和应用。以氧化石墨烯(GO)和聚乙烯醇(PVA)水溶液为原料,以水/正己烷乳液微液滴为模板,制备得到了三维网络结构的氧化石墨烯/聚乙烯醇(GO/PVA)油水凝胶,该油水凝胶具有自修复功能;并经冷冻干燥得到了相应结构的GO/PVA气凝胶,通过加入有机硅油,最终获得氧GO/PVA有机凝胶,该有机凝胶显示出优异的滑水性能。此外,将上述GO/PVA油水凝胶经HI还原,获得了还原的氧化石墨烯/聚乙烯醇(rGO/PVA)油水凝胶;再经过冷冻干燥和甲基硅油浸泡,得到了rGO/PVA有机凝胶,该凝胶显示出优异的滑水性能。主要研究结果如下:(1)以GO和PVA水溶液为原料,以水/正己烷体系的水包油液滴为模板,借助于GO的两亲性、氧化石墨烯与聚乙烯醇之间形成的氢键作用,成功制备了具有三维网络结构的自支撑氧化石墨烯/聚乙烯醇油水凝胶。由于氧化石墨烯与聚乙烯醇之间较强的氢键作用,使GO/PVA表现出优异的自修复性能。(2)以多孔GO/PVA油水凝胶为前驱体,经冷冻干燥获得相应结构的气凝胶,通过在气凝胶中加入甲基硅油,制备了具有超滑水性能的GO/PVA有机凝胶。通过压缩测试,该有机凝胶力学性能强于制备的GO/PVA油水凝胶。这为有机凝胶滑水材料的制备提供了提供了一个简单、有效的途径。(3)以多孔GO/PVA油水凝胶为前驱体,采用HI还原,得到rGO/PVA油水凝胶,该rGO/PVA凝胶具有与GO/PVA油水凝胶相同的结构。并经冷冻干燥、甲基硅油浸泡,制备了具有超滑水性能的rGO/PVA有机凝胶。
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