纳米铁-氧化石墨烯/壳聚糖复合材料的制备及其力学性能

作者：曾春芽; 单慧媚; 赵超然; 刘允全

来源：复合材料学报, 2022, 39(04): 1739-1747.

• 氧化石墨烯
• 壳聚糖
• 纳米铁复合材料
• 力学性能
• 力学机制

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FeCl_3·6H_2O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2 141.4 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。

• 单位
  桂林理工大学; 环境科学与工程学院