纳米铁-氧化石墨烯/壳聚糖复合材料的制备及其力学性能

摘要：

纳米铁和氧化石墨烯(GO)修饰壳聚糖(CS)复合材料对水体中重金属的优越吸附性能,在环保领域具有良好的应用前景.然而,不同含量纳米铁和/或GO修饰CS对复合材料力学性能的影响成果却十分有限.因此,以CS为聚合物基体、GO和FeCl3·6H2O为纳米填充物,采用溶液混合蒸发法制备了不同配比的纳米铁-氧化石墨烯/壳聚糖(Fe-GO/CS)复合材料.通过FTIR、XRD、SEM、TGA和力学性能测试,研究了复合材料的结构、热稳定性和力学性能.研究结果表明,纳米铁和GO在CS基体中分散性良好,具有较强的分子相互作用力,未发生团聚及形成无定型结构的铁复合物.适量的纳米铁和GO能增强CS与填料之间的氢键作用,进而提高Fe-GO/CS复合材料的热稳定性及力学性能.力学性能测试结果显示,加入1wt％纳米铁时,对比纯CS,Fe-GO/CS复合材料的拉伸强度由27.5 MPa提高到65.4 MPa、弹性模量由925.8 MPa提高到2141.4 MPa,分别提高58％和57％,但过量的纳米铁导致复合材料的拉伸强度、弹性模量、断裂伸长率及热稳定性降低.TG分析表明,1wt％纳米铁修饰利于提高Fe-GO/CS复合膜的热稳定性.

关键词：氧化石墨烯、壳聚糖、纳米铁复合材料、力学性能、力学机制

所属期刊栏目：39

分类号：TB333(工程材料学)

资助基金：国家自然科学基金;国家自然科学基金;国家自然科学基金;广西科技基地和人才专项;广西科技基地和人才专项

在线出版日期：2022-04-27（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共9页

页码：1739-1747