石墨烯/纳米纤维素修饰的碳纳米纤维的制备及其性能研究  

Preparation and properties of carbon nanofibers modified by graphene/nanocellulose

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作  者:孟凡杰 黄贺东 梁新月 蒲浩 贾海洋 邹忠冉 郭泽宇[1,2] MENG Fan-jie;HUANG He-dong;LIANG Xin-yue;PU Hao;JIA Hai-yang;ZOU Zhong-ran;GUO Ze-yu(College of Material Science and Art Design,Inner Mongolia Agricultural University,Hohhot 010018,China;Inner Mongolia Key Laboratory for Utilization of Sandy Shrubs as Fibrosis and Energy,Inner Mongolia Agricultural University,Hohhot 010018,China)

机构地区:[1]内蒙古农业大学材料科学与艺术设计学院,内蒙古呼和浩特010018 [2]内蒙古农业大学内蒙古自治区沙生灌木资源纤维化和能源化利用重点实验室,内蒙古呼和浩特010018

出  处:《现代化工》2023年第7期89-94,98,共7页Modern Chemical Industry

基  金:国家自然科学基金地区基金项目(51962029);内蒙古自治区科技计划项目(2019GG265);内蒙古农业大学高层次人才引进启动基金(NDGCC2016-20);内蒙古自治区“草原英才”青年创新人才一层次项目;内蒙古自治区科技重大专项(2020ZD0024);内蒙古自治区杰出青年科学基金项目(2022JQ08)。

摘  要:采用静电纺丝技术,以聚丙烯腈(PAN)为前驱体、氧化石墨烯(GO)和纳米纤维素(CNFs)为改性添加剂,经过预氧化和碳化处理制备多功能型复合碳纳米纤维膜,考察了不同GO和CNFs质量分数以及碳化温度对复合纤维膜理化性能的影响。结果表明,随着GO和CNFs质量分数的不断提高,复合纤维膜的疏水性能和导电性能均单调递增,在m(GO)∶m(CNFs)=1∶2、GO质量分数为4%时,复合纤维膜水接触角达到142.98°,与纯PAN碳纳米纤维膜相比提高近1倍;电导率为1.894 S/cm,比原来提升207%;吸油系数在GO质量分数为3%时达到最大,继续添加改性剂,吸油性能反而出现下降趋势。Multifunctional composite carbon nanofiber membrane is prepared via electrospinning technology with polyacrylonitrile(PAN)as precursor,graphene oxide(GO)and nanocellulose(CNFs)as modified additives after pre-oxidation and carbonization.The effects of the mass fractions of GO and CNFs,and carbonization temperature on the physicochemical properties of the composite fiber membrane are investigated.Results show that with the increasing mass fractions of GO and CNFs,the hydrophobic and conductive properties of the membrane increase monotonically.When m(GO)/m(CNFs)=1∶2 and the mass fraction of GO is 4%,the water contact angle of the membrane reaches 142.98°,which is nearly twice that of pure PAN carbon nanofiber membrane.Its conductivity is 1.894 S·cm-1,207%higher than that of the original.The oil absorption coefficient of the membrane reaches the maximum when the mass fraction of GO is 3%,while the oil absorption performance decreases when more modifier is added.

关 键 词:静电纺丝 石墨烯 纳米纤维素 水接触角 电导率 

分 类 号:TS102.523[轻工技术与工程—纺织工程]

 

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