微纳结构石墨烯导电珠光颜料的构筑及“色-电”性能研究

基本信息
批准号:51702347
项目类别:青年科学基金项目
资助金额:25.00
负责人:王焱
学科分类:
依托单位:中国科学院上海硅酸盐研究所
批准年份:2017
结题年份:2020
起止时间:2018-01-01 - 2020-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:郑珊,史淦升,陆霄宇,曹哲瑞,何腾宇
关键词:
石墨烯微纳结构珠光颜料导电性能
结项摘要

Conductive pearlescent pigment is a kind of synthetic pigment with decorative and conductive function, which has been widely used in aerospace, automobile, electric plastics and ceramics as a high value additive. .However, lower refractive index, blue light absorbed in visible region and poor adhesion of functional material lead the conductive pearlescent pigments to meet the serious problems, such as single color, poor pearl shining and non-coordination between color and conductivity. Their application has been greatly limited. As we know, graphene own high specific surface area, flexible, transparent without aberration, and conductive advantages. To solve these problems, we design a novel micro/nano structure graphene based composite pearlescent pigment in this project. The composite pearlescent pigments with high color-conductive property will be prepared by controllable synthesis and optimizing the composition, the morphology and interface of graphite oxide/metal oxide/mica. And we believe that the color-conductive performance of pearlescent pigments will increase obviously by utilizing graphene’s superiority. The variation laws of material composition, microstructure and color electric properties of composite pearlescent pigments will be revealed. Finally, the work could provide experimental and theoretical reference for conductive pearlescent pigments with high color quality applied in the fields of aerospace equipment, electronic element, automobile and ceramics.

导电珠光颜料广泛应用于陶瓷、航空航天、汽车部件、电子塑胶产品等领域,是兼具装饰效果与导电功能的一类高附加值人工合成颜料。.现有导电珠光颜料因功能层材料折射率低、有蓝光吸收效应、附着力差等原因,导致其色彩单一、珠光效果差,且颜色效果与导电性能不可调控等局限性。本项目拟利用石墨烯丰富的表面活性基团、巨大的比表面积、柔性、透明无色差、电导率高等理化特性,开展新型石墨烯导电珠光颜料的微纳结构设计及性能调控研究。通过调控、优化石墨烯/金属氧化物/云母微片的不同组份、微纳结构及界面结合等影响因素,设计制备出兼具优异的珠光色彩及良好导电性能的复合珠光颜料;揭示“色-电”性能与材料组份、显微结构的响应机制。为航空航天装备、电子元件、汽车配件、陶瓷用高品质导电珠光颜料的设计制备提供实验和理论依据。

项目摘要

本项目开展了多功能石墨烯基复合珠光颜料的研制及应用性能研究。旨在设计制备出兼具优异珠光色彩及良好导电性能的功能型石墨烯复合珠光颜料,揭示材料组份、显微结构与“色-电”性能的变化规律。既在保持原有珠光颜色装饰性能的基础上,通过微纳结构构筑,引入柔性透明导电石墨烯外层,赋予珠光颜料导电特性,并深入研究构效关系,确定影响复合材料性能的关键因素,阐明石墨烯对珠光颜料“色-电”性能的影响机制。.在项目执行期内,围绕计划任务书的研究内容开展了三方面的研究工作。.1). 根据珠光颜料组份、显微结构与色彩特点,采用液相沉积法成功制备出银白、红棕、炫彩三种典型云母@金属氧化物珠光颜料,研究了云母@金属氧化物珠光颜料的多层结构形成过程;利用自制高质量氧化石墨烯,结合珠光颜料和氧化石墨烯表界面官能团特征,利用其双电层结构,采用共沉淀法,通过pH精准调控,成功制备出云母钛@氧化石墨烯复合珠光颜料;2). 利用高温热还原、金属快速还原“两步法”成功制备出抗静电-导电石墨烯基复合珠光颜料,并分析了复合珠光颜料的不同形成机制,发现复合珠光颜料的“色-电”性能由石墨烯的含量、连续性和还原程度三个因素决定;3). 利用纳米TiO2光催化消减气态污染物的功能、云母反射增强光利用率的性质、还原氧化石墨烯的大比表面积、良好的导电能力和高的费米能级提高气体的捕获能力,结合珠光颜料特有的装饰效果,将石墨烯基导电珠光颜料应用拓展到空气净化领域,并研究了该复合材料消减典型VOCs(乙醛)的机理机制。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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