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合肥工業大學Yushun Zhao等--通過氟化氧化石墨烯@CeO2實現表面富集增強環氧樹脂的抗紫外線老化性能
       采用原位生長方法合成了氟化氧化石墨烯@CeO2(FGO@CeO2),并將其作為填料摻入環氧樹脂中以提高其抗紫外線老化性能。在紫外線照射下,它促進了改性環氧樹脂(MEP)的表面富集,形成了紫外線阻擋層。引入FGO@CeO2在MEP內誘導n→π*電子躍遷并降低電子激發閾值,擴大紫外光譜吸收帶并增強紫外吸收強度。與原始環氧樹脂相比,MEP 的紫外線吸收能力提高了 785%。經過300小時的紫外線照射后,MEP中的光熱溫升比純環氧樹脂高13.67±2℃。
 

圖1. 防紫外線環氧復合材料的工藝及應用。
 

圖2 紫外輻射加速老化平臺示意圖。
 
 
圖3. (a) FGO的TEM圖像; (b) FGO@CeO2的TEM圖像; (c) FGO@CeO2 上 CeO2 納米顆粒的 HRTEM 圖像; (d) FGO@CeO2 的 EDS 圖像和元素映射; (e) FGO@CeO2的XPS譜圖; (f) FGO@CeO2 的 C1s XPS 剖面。
 
 
圖4.(a)老化前后顏色變化比較(b)老化前后紅外光譜。
 
 
圖5 老化前后EP和MEP的比色計分析結果
 
 
圖 6. EP 和 MEP-3 wt% 紫外老化前后的 SEM 圖像。
 
 
圖 7 MEP-3 wt% 中 F 和 Ce 的表面和內部分布。
 
 
圖8. (a) 4個樣品的UV-VIS吸收光譜 (b) 4個樣品的光熱轉換曲線 (c) 4個樣品表面溫度的紅外熱像。
 
 
圖 9. EP、MEP-1 wt%、MEP-2 wt% 和 MEP-3 wt 的 (a) 表面電阻、(b) 表面閃絡電壓、(c) 介質損耗和 (d) 空間電荷曲線紫外線老化之前和之后的%。
 
 
圖10. (a)原位生長模型結構建模,(b)原位生長模型的微分電荷密度切片著色圖,(c)原位生長模型的二維切片頂視圖投影,(d) )原位生長模型及其組分吸收光譜模擬結果的比較,以及(e)原位生長模型的TDOS和PDOS。
 

圖11(a)。 FGO、CeO2 和 FGO@CeO2 的紫外可見 DRS 光譜 (b)FGO@CeO2 Eg (c)FGO Eg (d) CeO2 Eg。
 
 
圖12 MEP的抗紫外線老化機理。
 
    相關科研成果由合肥工業大學Yushun Zhao等人于2024年發表在Composites Science and Technology(https://doi.org/10.1016/j.compscitech.2024.110655)上。原文:Enhanced Ultraviolet Aging Resistance of Epoxy Resins through Surface Enrichment Achieved by Fluorinated Graphene Oxide@CeO2
原文鏈接:https://doi.org/10.1016/j.compscitech.2024.110655

轉自《石墨烯研究》公眾號
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