氧化硅溶胶对石墨表面的亲水改性

上海大学学报(自然科学版) ›› 2011, Vol. 17 ›› Issue (6): 762-767.

氧化硅溶胶对石墨表面的亲水改性

(1.上海大学环境与化学工程学院，上海 200444； 2.上海大学纳米科学与技术研究中心，上海 200444)

收稿日期:2010-04-13 出版日期:2011-12-28 发布日期:2011-12-28
通讯作者: 杭建忠(1966～)，男，教授，博士，研究方向为纳米涂层材料的制备及应用研究. Email：jianzhongh6998@shu.edu.cn
基金资助:
上海市重点学科建设资助项目（S30109）；上海市科委基金资助项目（08520513300）；教育部科学技术研究重点资助项目（208182）

Improving Water-Wettability of Graphite Using SiO₂Sol-Gel Coatings

(1. School of Environmental and Chemical Engineering, Shanghai University, Shanghai 200444, China; 
2. Research Center of Nanoscience and Nanotechnology, Shanghai University, Shanghai 200444, China)

Received:2010-04-13 Online:2011-12-28 Published:2011-12-28

摘要/Abstract

摘要： 在对石墨进行热处理的基础上，以正硅酸乙酯(TEOS)为前驱体，采用溶胶凝胶法和球磨法相结合，对鳞片石墨表面进行亲水改性处理.对热处理前后石墨表面的官能团进行红外(infrared,IR)光谱分析，发现一些疏水基团如酮基、双键等在热处理后消失，出现亲水性羧酸基团.考察改性前后石墨表面亲水性能的变化以及热处理对改性效果的影响.结果表明，改性后石墨表面的亲水性得到较大改善，热处理有利于对石墨表面的改性处理.以改性石墨为碳源，提高浇注料的流动性并降低浇注料的加水量，使用热重分析差示扫描量热仪（thermogravimetry analysisdifferential scanning calorimetry,TGADSC)对改性前后石墨的热失重进行表征.结果表明，改性后石墨的热失重率从100%降低至70%，石墨的抗氧化性得到很大提高.扫描电子显微镜(scanning electron microscope,SEM)及能谱(energy dispersive spectrometer,EDS)分析结果表明，改性后的石墨表面形成了致密的网状氧化硅包膜层.

关键词: 抗氧化性, 亲水性, 热处理, 溶胶凝胶法, 石墨, 氧化硅

Abstract: On the base of the heat treatment on graphite, the modification of surface properties of flake graphite was made via sol-gel and ball milling methods using tetraethoxysilane(TEOS) as precursor. IR analysis showed that some hydrophobic groups, such as ketone and double bond, disappeared and hydrophilic carboxyl groups were formed after heat treatment. The results indicated that the hydrophilicity of the modification graphite was improved. TGA-DSC analysis revealed that the weight loss was reduced from 100% to 70%, as well as the oxidation resistance of graphite was improved greatly. SEM and EDS showed that a dense network silicon oxide layer formed on the surface of modified graphite

Key words: graphite, heat treatment, oxidation resistance, SiO₂, sol-gel, water-wettability

中图分类号:

高瑞娟, 杭建忠, 施利毅, 舒畅, 芦火根. 氧化硅溶胶对石墨表面的亲水改性[J]. 上海大学学报(自然科学版), 2011, 17(6): 762-767.

GAO Rui-Juan, HANG Jian-Zhong, SHI Li-Yi, SHU Chang, HU Huo-Gen. Improving Water-Wettability of Graphite Using SiO₂Sol-Gel Coatings[J]. Journal of Shanghai University（Natural Science Edition）, 2011, 17(6): 762-767.

[1]	李琦, 罗志刚, 陈大勇, 黄守双, 胡张军, 陈志文. 氧化锌/石墨烯复合材料的制备及其光催化性能[J]. 上海大学学报(自然科学版), 2020, 26(3): 425-432.
[2]	刘翔, 曹玲, 姚伟伟, 李珍, 吴明红. 氮掺杂多孔 MOF 衍生碳电极的构筑及其电化学性能[J]. 上海大学学报(自然科学版), 2020, 26(1): 153-162.
[3]	刘风采, 高鹏飞, 孟庆飞, 秦娟, 史伟民, 王林军. 石墨烯复合 beta-Zn₄Sb₃材料的热电性质[J]. 上海大学学报(自然科学版), 2020, 26(1): 95-101.
[4]	邹虹荣, 石磊, 林成辉, 张亚萍, 刘立起. 石墨烯/氧化锆复合材料的分散液工艺优化及润湿性能[J]. 上海大学学报(自然科学版), 2020, 26(1): 102-112.
[5]	王瑞, 胡亦杨, 蒋晓濛, 赵攀登, 程伶俐, 焦正. Ag/AgCl/PDA-rGO 无酶葡萄糖传感器的构建[J]. 上海大学学报(自然科学版), 2019, 25(6): 943-949.
[6]	吴颖, 郭昱良, 章泽飞, 桂馨. 石墨烯量子点的光热和光动力效应在杀菌中的应用[J]. 上海大学学报(自然科学版), 2019, 25(5): 851-858.
[7]	王永东, 蔡志刚, 杨义忠, 苏诚, 闫生志, 曹萍. 矫直工艺对蒸汽发生器690合金传热管拉伸性能的影响[J]. 上海大学学报(自然科学版), 2018, 24(3): 430-436.
[8]	张云龙, 浦娴娟, 程伶俐, 蒋永, 丁国际, 焦正. 真空加热和电子束辐照改性处理g-C₃N₄光催化剂[J]. 上海大学学报(自然科学版), 2017, 23(3): 452-463.
[9]	苏阳, 靳苏皖, 张玲. 负载氢氧化镧的膨胀石墨除磷剂的制备、性能及再生[J]. 上海大学学报(自然科学版), 2016, 22(6): 776-783.
[10]	刘柄林1, 马骁1, 房金铭2, 汤哲鹏1, 李爱军1, 孙晋良1. 基于石墨微晶表面模型的热解碳沉积过程Monte Carlo模拟[J]. 上海大学学报(自然科学版), 2016, 22(6): 691-700.
[11]	徐子烨, 玄伟东, 张金垚, 任忠鸣, 王欢,马晨凯, 杨帆, 余建波, 李传军. 烧结温度和粒度分布对多孔氧化硅陶瓷型芯材料性能的影响[J]. 上海大学学报(自然科学版), 2015, 21(1): 28-37.
[12]	徐静, 闻宏亮, 欧阳建波, 王宁, 杨胜韬. 氧化石墨烯-壳聚糖复合材料对甲烯蓝的吸附动力学[J]. 上海大学学报(自然科学版), 2013, 19(4): 400-404.
[13]	傅腾飞, 李冬梅, 汤子龙. 碲化锌修饰掺铜硒化锌量子点的合成[J]. 上海大学学报(自然科学版), 2012, 18(6): 577-581.
[14]	赵新洛1,2,郁黎明1,2,盛雷梅1,2,安康1,2. 碳纳米材料的制备及应用[J]. 上海大学学报(自然科学版), 2011, 17(4): 438-446.
[15]	常艳丽陈胜曹傲能. 压力促进氧化石墨烯水热还原反应的机理[J]. 上海大学学报(自然科学版), 2010, 16(6): 577-581.