干燥方式对高氯酸铵/石墨烯复合材料的结构和热分解行为的影响

通过溶胶-凝胶法制备了石墨烯水凝胶,并将其与高氯酸铵(ap)复合,然后分别采用自然干燥、冷冻干燥和超临界co2干燥三种干燥方式制备了ap/石墨烯复合材料,并通过扫描电镜(sem)、元素分析、x射线衍射(xrd)、差示扫描量热仪(dsc)和热重-红外联用技术(tg-ftir)研究了不同干燥方式对其结构和热分解行为的影响.结果表明,干燥方式对ap/石墨烯复合材料的形貌具有明显影响,其中通过超临界co2干燥制备的ap/石墨烯复合材料基本能保持与石墨烯气凝胶相似的外观和多孔结构.通过自然干燥、冷冻干燥和超临界co2干燥制备的ap/石墨烯复合材料中ap的质量分数分别为89.97%、92.41%和94.40%,其中通过超临界co2干燥制备的复合材料中ap的粒径尺寸为69nm.dsc测试结果表明,石墨烯对ap的热分解过程具有明显的促进作用,能使ap的低温分解过程大大减弱,高温分解峰温明显降低.三种干燥方式相比,通过超临界co2干燥制备的ap/石墨烯复合材料中石墨烯的促进作用最明显.与纯ap相比,其高温分解峰温降低了83.7℃,表观分解热提高到2110j·g-1.tg-ftir分析结果表明,ap/石墨烯复合材料的热分解过程中,ap分解产生的氧化性产物与石墨烯发生了氧化反应,生成了co2.