文章研究了石墨烯比表面積作為摻雜劑對鎂氯氧水泥(MOC)性能的影響。這種復合材料的開發是為了形成一種合適的高性能材料,作為常用的波特蘭水泥的替代品。由于使用少量的石墨烯納米片,它在保持良好的機械性能的同時,呈現出高度的生態友好性。對制備的三組樣品(一組參考樣品和兩組不同粒徑/比表面積的石墨烯復合材料樣品)進行了廣譜分析,以研究復合材料的化學、力學和微觀結構性能的差異。在所用的分析方法中,進行了光學顯微鏡、掃描電鏡、透射電鏡、X射線衍射、能量色散光譜、傅立葉變換紅外光譜以及各種力學、微觀結構和宏觀結構測試。結果表明,石墨烯納米片的比表面積對材料的力學、化學和物理性能的影響較大,包括抗壓和抗彎能力的大幅提高及此類材料總孔隙率的顯著下降。這些結果可能有助于開發具有更好的力學性能和耐久性的MOC-石墨烯復合材料,并為近年來正在深入研究的石墨烯摻雜建筑材料領域做出貢獻。
圖1. G300和G750的BET分析。
圖2. G300和G750的透射電鏡(TEM)顯微照片。
圖3. 新型復合材料MOC-REF、MOC-G300和MOC-G750的動態粘度和剪切應力。
圖4. 養護14天后制備的樣品照片,從左至右:MOC-REF、MOC-G300、MOC-G750。
圖5. 從光學顯微鏡(OM)獲取的MOC-REF、MOC-G300和MOC-G750的照片。
圖6. 樣品MOC-REF、MOC-G300和MOC-G750的衍射圖。
圖7. a)制備樣品的化學成分;b)制備樣品的元素圖譜。
圖8. 用掃描電鏡(SEM)得到的MOC-REF、MOC-G300和MOC-G750顯微圖像。
圖9. MOC-REF、MOC-G300和MOC-G750復合材料在400-4000 cm
-1范圍內的中紅外(MIR)光譜。
圖10. MOC-REF、MOC-G300和MOC-G750的累積孔容分布(14天試樣)。
圖11. MOC-REF、MOC-G300和MOC-G750的增量孔體積分布(14天試樣)。
圖12. MOC-REF、MOC-G300和MOC-G750的力學參數:(A)7天試件的抗壓強度;(B)14天試件的抗壓強度;(C)7天試件的抗彎強度;(D)14天試件的抗彎強度。
相關研究成果由捷克共和國化學技術大學化學技術學院無機化學系Anna-Marie Lauermannova等人于2021年發表在Journal of Building Engineering (https://doi.org/10.1016/j.jobe.2021.103193)上。原文:The influence of graphene specific surface on material properties of MOC-based composites for construction use。
轉自《石墨烯雜志》公眾號