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石墨烯基复合水凝胶的制备及性能研究的中期报告
引言
石墨烯是一种从石墨中剥离出来的单层碳原子排列成的二维材料。石墨烯具有极高的比表面积、强度和导电性能，因此在材料科学和化学领域具有广泛的应用前景。水凝胶则是一种高水分含量的凝胶材料，具有优良的生物相容性、柔软性和吸水性能，已被广泛应用于生物医学、环境治理等领域。石墨烯基复合水凝胶的制备及性能研究，对于拓展水凝胶材料的应用范围、提高其性能具有重要意义。
材料与方法
本实验采用氧化石墨烯、明胶和交联剂进行制备。具体步骤如下：
1.氧化石墨烯的制备：将天然石墨粉和浓硫酸按1:3体积比加入三口瓶中，轻微搅拌后加入硝酸，加热反应3小时，然后倒入稀酸中洗涤。得到纯净的氧化石墨烯。
2.明胶的制备：将5g明胶置于100ml去离子水中，加热搅拌至完全溶解，静置冷却。
3.石墨烯基复合水凝胶的制备：将氧化石墨烯与明胶按不同比例混合，加入交联剂，并在低温条件下静置反应12小时，形成水凝胶。
结果与讨论
通过扫描电子显微镜（SEM）观察，发现石墨烯基复合水凝胶呈现出网状结构，孔隙率较高，表面比表面积较大。而且石墨烯的加入可以增强水凝胶的强度和韧性，并提高其导电性能。
结论
本实验成功制备了石墨烯基复合水凝胶，并分析了其结构和性能。结果表明，石墨烯的加入能够提高水凝胶的强度、韧性和导电性能，这对于拓展水凝胶材料的应用范围及其性能优化具有重要作用。后续研究将进一步探讨石墨烯的含量和交联剂种类对石墨烯基复合水凝胶性能的影响，并进一步拓展其应用领域。