石墨烯-樹狀聚合物納米復(fù)合材料的制備及性能研究.pdf

1、石墨烯的比表面積極大，是替代硅的理想材料，已經(jīng)成為新型材料的研究熱點(diǎn)。氧化石墨烯(GO)表面富含羥基，環(huán)氧基和羧基官能團(tuán)，GO易在水和其他有機(jī)溶劑中分散，是目前功能化石墨烯納米復(fù)合材料的研究中最熱點(diǎn)的方向。針對日益加劇的染料廢水污染問題，本文制備了以下幾種石墨烯/樹狀聚合物納米復(fù)合材料，并對吸附和催化性能進(jìn)行了研究。
　　本文通過化學(xué)還原法制備了以石墨烯為核樹狀大分子包覆Co納米復(fù)合材料。利用FTIR、TG、XRD和TEM對所制備

2、產(chǎn)物進(jìn)行了結(jié)構(gòu)表征。考察了pH、吸附時(shí)間和溫度等條件下，以石墨烯為核第三代數(shù)樹狀大分子納米復(fù)合材料(G3.0-PAMAM/Co)對剛果紅吸附效果的影響。結(jié)果表明，G3.0-PAMAM/Co對剛果紅是強(qiáng)有力的磁性吸附劑；吸附動(dòng)力學(xué)表明，更符合Lagergren的準(zhǔn)二級吸附模型，對剛果紅主要為化學(xué)吸附；而吸附熱力學(xué)表明，較好符合Langmuir的等溫吸附模型，且最大吸附量達(dá)到161.49 mg/g。
　　采用grafting from

3、方法,并以丙烯酸甲酯、乙二胺為主要原料，通過進(jìn)行邁克爾加成反應(yīng)合成第三代數(shù)的以石墨烯為核樹狀大分子的復(fù)合材料(G3.0-PAMAM)，然后，以G3.0-PAMAM為模板，通過化學(xué)還原成功獲得以G3.0-PAMAM/Ag納米復(fù)合材料。利用FTIR、XRD和TG等對所制備產(chǎn)物進(jìn)行了結(jié)構(gòu)表征，結(jié)果發(fā)現(xiàn)形成的 Ag納米粒子尺寸大小均勻，具有良好的分散性。采用循環(huán)伏安法對G3.0-PAMAM/Ag納米復(fù)合材料的電化學(xué)性能測試，實(shí)驗(yàn)表明， G3.0

4、-PAMAM/Ag納米復(fù)合材料被修飾到電極表面時(shí)峰電流值相比裸電極有所增加，在一定程度上增加了復(fù)合材料的電化學(xué)導(dǎo)電性。另外，電催化還原4-硝基苯胺實(shí)驗(yàn)的測定，結(jié)果發(fā)現(xiàn)G3.0-PAMAM/Ag納米復(fù)合材料銀電極對4-硝基苯胺的還原具有很高的催化活性。
　　另外，以Hummers法合成氧化石墨，并制備羧基化石墨烯(GO-COOH)。采用grafting to方法將先合成的第四代數(shù)的聚酰胺-胺樹狀大分子接枝GO-COOH，然后，以改性

5、的功能化石墨烯為模板，通過化學(xué)還原制備了PAMAM/GO-COOH/Co納米復(fù)合材料。利用FTIR、XRD、TEM和TG等對所制備產(chǎn)物進(jìn)行了結(jié)構(gòu)表征，結(jié)果發(fā)現(xiàn)形成的Co納米粒子尺寸大小均勻，具有良好的分散性。另外，通過對4-硝基苯胺的水溶液催化降解實(shí)驗(yàn)，4-硝基苯胺的水溶液催化分解可用紫外-可見光譜儀連續(xù)測定，結(jié)果發(fā)現(xiàn)PAMAM/GO-COOH/Co納米復(fù)合材料在不加其他還原劑的情況下常溫室內(nèi)對4-硝基苯胺的水溶液降解具有高的催化性能。