采用原位生長方法合成了氟化氧化石墨烯@CeO2（FGO@CeO2），并將其作為填料摻入環氧樹脂中以提高其抗紫外線老化性能。在紫外線照射下，它促進了改性環氧樹脂（MEP）的表面富集，形成了紫外線阻擋層。引入FGO@CeO2在MEP內誘導n→π*電子躍遷并降低電子激發閾值，擴大紫外光譜吸收帶并增強紫外吸收強度。與原始環氧樹脂相比，MEP 的紫外線吸收能力提高了 785%。經過300小時的紫外線照射后，MEP中的光熱溫升比純環氧樹脂高13.67±2℃。
圖1. 防紫外線環氧復合材料的工藝及應用。
圖2 紫外輻射加速老化平臺示意圖。
圖3. (a) FGO的TEM圖像； (b) FGO@CeO2的TEM圖像； (c) FGO@CeO2 上 CeO2 納米顆粒的 HRTEM 圖像； (d) FGO@CeO2 的 EDS 圖像和元素映射； (e) FGO@CeO2的XPS譜圖； (f) FGO@CeO2 的 C1s XPS 剖面。
圖4.(a)老化前后顏色變化比較(b)老化前后紅外光譜。
圖5 老化前后EP和MEP的比色計分析結果
圖 6. EP 和 MEP-3 wt% 紫外老化前后的 SEM 圖像。
圖 7 MEP-3 wt% 中 F 和 Ce 的表面和內部分布。
圖8. (a) 4個樣品的UV-VIS吸收光譜 (b) 4個樣品的光熱轉換曲線 (c) 4個樣品表面溫度的紅外熱像。
圖 9. EP、MEP-1 wt%、MEP-2 wt% 和 MEP-3 wt 的 (a) 表面電阻、(b) 表面閃絡電壓、(c) 介質損耗和 (d) 空間電荷曲線紫外線老化之前和之后的％。
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圖10. (a)原位生長模型結構建模，(b)原位生長模型的微分電荷密度切片著色圖，(c)原位生長模型的二維切片頂視圖投影，(d) )原位生長模型及其組分吸收光譜模擬結果的比較，以及(e)原位生長模型的TDOS和PDOS。
圖11(a)。 FGO、CeO2 和 FGO@CeO2 的紫外可見 DRS 光譜 (b)FGO@CeO2 Eg (c)FGO Eg (d) CeO2 Eg。
圖12 MEP的抗紫外線老化機理。
相關科研成果由合肥工業大學Yushun Zhao等人于2024年發表在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
原文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.compscitech.2024.110655
轉自《石墨烯研究》公眾號
