采用原位生长方法合成了氟化氧化石墨烯@CeO2（FGO@CeO2），并将其作为填料掺入环氧树脂中以提高其抗紫外线老化性能。在紫外线照射下，它促进了改性环氧树脂（MEP）的表面富集，形成了紫外线阻挡层。引入FGO@CeO2在MEP内诱导n→π*电子跃迁并降低电子激发阈值，扩大紫外光谱吸收带并增强紫外吸收强度。与原始环氧树脂相比，MEP 的紫外线吸收能力提高了 785%。经过300小时的紫外线照射后，MEP中的光热温升比纯环氧树脂高13.67±2℃。
 

图1. 防紫外线环氧复合材料的工艺及应用。
 

图2 紫外辐射加速老化平台示意图。
 
 
图3. (a) FGO的TEM图像； (b) FGO@CeO2的TEM图像； (c) FGO@CeO2 上 CeO2 纳米颗粒的 HRTEM 图像； (d) FGO@CeO2 的 EDS 图像和元素映射； (e) FGO@CeO2的XPS谱图； (f) FGO@CeO2 的 C1s XPS 剖面。
 
 
图4.(a)老化前后颜色变化比较(b)老化前后红外光谱。
 
 
图5 老化前后EP和MEP的比色计分析结果
 
 
图 6. EP 和 MEP-3 wt% 紫外老化前后的 SEM 图像。
 
 
图 7 MEP-3 wt% 中 F 和 Ce 的表面和内部分布。
 
 
图8. (a) 4个样品的UV-VIS吸收光谱 (b) 4个样品的光热转换曲线 (c) 4个样品表面温度的红外热像。
 
 
图 9. EP、MEP-1 wt%、MEP-2 wt% 和 MEP-3 wt 的 (a) 表面电阻、(b) 表面闪络电压、(c) 介质损耗和 (d) 空间电荷曲线紫外线老化之前和之后的％。
 
 
图10. (a)原位生长模型结构建模，(b)原位生长模型的微分电荷密度切片着色图，(c)原位生长模型的二维切片顶视图投影，(d) )原位生长模型及其组分吸收光谱模拟结果的比较，以及(e)原位生长模型的TDOS和PDOS。
 

图11(a)。 FGO、CeO2 和 FGO@CeO2 的紫外可见 DRS 光谱 (b)FGO@CeO2 Eg (c)FGO Eg (d) CeO2 Eg。
 
 
图12 MEP的抗紫外线老化机理。
 
    相关科研成果由合肥工业大学Yushun Zhao等人于2024年发表在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
原文链接：https://doi.org/10.1016/j.compscitech.2024.110655

转自《石墨烯研究》公众号