该文发表于《耐火材料》2022年第56卷第6期

郁柏松,朱业宁,李炀哲,等.硅溶胶改性多层石墨烯的润湿性研究[J].耐火材料,2022,56(6):523-526.

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 1 研究背景

石墨烯是一种新型的二维碳纳米材料，具有比表面积大、力学强度高、导热性好、导电性好等优异的性能，在生物科学技术、半导体材料和能源领域（电池、燃料电池、太阳能电池和超级电容器）和陶瓷领域应用前景广阔。

多层石墨烯属于石墨材料的一种，水润湿性差。工业硅溶胶是一种成本低廉、应用广泛的结合剂，具有较好的亲水性，用硅溶胶来改善多层石墨烯的水润湿性具有可行性，并有望在含碳耐火浇注料中获得应用。

 2 试验过程

用天平称取0.6 g硅溶胶和0.3 g石墨烯（小于30层，粒度2~16 μm，纯度99.9%，比表面573.7 m²·kg^-1）置于烧杯中，加入1 000 mL自来水磁力搅拌30 min，置于超声清洗仪中超声分散30 min，再在真空箱内浸渍1 h后于干燥箱中80 ℃恒温烘干。将烘干试样装入石墨坩埚，放入匣钵中埋上鳞片石墨，分别在300、500、700 ℃进行热处理，升温速度3 ℃·min^-1，保温3 h后随炉冷却至常温。

 3 亮点

经硅溶胶真空浸渍和埋碳热处理后，多层石墨烯的水润湿性提高；最佳热处理温度为300 ℃，热处理后多层石墨烯的水润湿角为64.7°。

石墨烯及经不同温度处理后试样的润湿角 4 展望

本课题得到了“河北省自然科学基金（E2017209164）资助”。近些年来，课题组围绕炭素结合剂和碳素原料的改性机理进行研究，并尝试在含碳耐火材料中进行应用研究，并取得了一些进展，发表的部分论文（论文的通信作者皆为涂军波）如下。

[1] Jin-Yu LI, Bing-Jie TANG, Jun-Bo TU, Jun-Cong WEI , Yi-Long WANG. Effects of the addition of nano-MnO₂ on in situ catalytic formation of carbon nanotubes during the coking of phenolic resin[J]. Journal of the Ceramic Society of Japan,2019,127（4）:1-8.[2] 王梓祎, 魏军从, 郑晓艺,等.氧氯化锆改性膨胀石墨的制备及性能研究[J]. 耐火材料, 2021, 55(2): 126-130[3] 唐冰杰,王梓祎,李金雨,等. PVP结合镁质中间包干式料的研制[J].耐火材料，2019,53（3）：211-213[4] 吴钦鑫，杜日清，王子琦,等.纳米NiO掺杂Carbores'P对Al₂O₃-C耐火材料力学性能的影响[J].耐火材料,2020,54（2）:129-133
导 师 介 绍

涂军波，1971年生，华北理工大学材料学院教授。1989年考入武汉科技大学，1996年获武汉科技大学无机非金属材料硕士学位；同年分配至河北理工学院（现华北理工大学）任教；2005年3月获北京科技大学材料学博士学位。

一直从事耐火材料教学和研究工作。负责并主讲河北省省级精品课《无机材料科学基础》本科课程、《材料科学导论》等研究生课程。主要进行不定形耐火材料、非氧化物复合耐火材料和含碳耐火材料的开发研究工作。作为负责人或主研人完成河北省自然科学基金四项、河北省科技厅项目三项，市厅级项目多项，横向课题多项，获河北省科技进步奖三等奖三项和唐山市科技进步奖多项，获国家授权发明专利九项。担任“CHINA’S REFRACTORIES”编委会委员，在《耐火材料》《硅酸盐学报》《北京科技大学学报》《Journal of the Ceramic Society of Japan》《硅酸盐通报》等期刊上发表学术论文数十篇。

坚持理论联系实际，与企业联系紧密，指导并帮助耐火企业解决多项技术难题。在高炉出铁口炮泥、铁沟浇注料、高炉热风管浇注料、转炉修补料、钢包及中间包用不定形耐火材料方面取得多项成果，并转化成生产力。