关键词： 溶胶-凝胶   石墨烯   氧化锌   光催化剂   染料废水   降解  

摘要： 采用溶胶-凝胶法制备出一系列石墨烯(GE)负载ZnO光催化剂,利用X射线衍射仪和紫外-可见漫反射光谱仪等仪器对合成的催化剂进行表征,考察了光源、ZnO/GE质量比、光催化剂用量以及染料废水质量浓度对催化剂性能的影响。结果表明:ZnO在GE上晶面生长完整,结晶度良好;GE提高了ZnO的光量子利用率;在紫外光,ZnO/GE质量比为0.5,催化剂用量(占反应体系的质量分数)为4%,染料废水质量浓度为15 mg/L的最优条件下,染料降解率高达84%。

关键词： 石墨烯增强   多孔复合材料   任意边界   盖根堡多项式   人工弹簧技术  

摘要： 为了研究任意边界石墨烯增强多孔复合材料(GPLRPC)圆柱壳的振动特性,提出了一种以盖根堡多项式作为容许函数的半解析法.基于Halpin-Tsai微观力学模型和开胞体理论得到GPLRPC圆柱壳的有效材料参数.利用人工弹簧技术模拟了壳体两端的边界条件和壳段之间的连续耦合.然后,基于一阶剪切变形理论,采用Rayleigh-Ritz方法推导出壳体结构的运动方程,求得GPLRPC圆柱壳的无量纲频率.数值算例验证了该方法的有效性和准确性,并讨论了边界条件、孔隙系数、孔隙类型、石墨烯分布模式、石墨烯质量分数、边界弹簧刚度和几何参数等因素对壳体结构振动特性的影响.结果表明:盖根堡多项式作为容许函数具有良好的收敛性和准确性;边界条件对圆柱壳的频率有不同的影响,GPL-A分布模式和孔隙类型Ⅱ的刚度增强效果最好;此外,平移弹簧对频率的影响大于旋转弹簧,圆柱壳长径比的影响较大,但径厚比的影响较小.研究结论可为此类结构的工程设计提供理论参考.

关键词： 选区激光熔化   石墨烯   金属基复合材料   制备方法   性能  

摘要： 石墨烯拥有不同于传统材料的特殊性能,如优异的结构力学性能以及导热性能,自被发现以来即获得广泛的关注,其中一个重要应用是作为增强相来增强金属基材料,从而获得高性能的结构和功能复合材料。近年来为了满足复合材料性能优化及结构精密复杂的需求,对其制造方法提出了更高的要求。选区激光熔化(Selective Laser Melting,SLM)作为增材制造技术的一种,避免了传统制造技术成本高、周期长、精度低等问题,可更加灵活地实现功能-结构-材料一体化。本文总结了SLM制备石墨烯及其增强金属基(铝、镍、钛、铁、铜)复合材料的应用研究与发展现状,讨论了石墨烯增强金属基复合材料所面临的主要问题,并展望了石墨烯增强金属基复合材料的应用与发展前景。

关键词： 石墨烯纳米材料   电化学传感器   传染病  

摘要： 石墨烯作为新型的二维纳米材料,其独特的理化特性,使其具有电阻率低、比表面积大、生物相容性好、化学稳定性高等特点,有望发展为高灵敏电化学传感器的理想材料。随着电化学传感器技术的发展,高灵敏度、高特异度、快速、便捷的石墨烯电化学传感器可用于检测多种传染病病原体。本文总结了现有报道的基于石墨烯纳米材料的电化学传感器检测技术应用于呼吸道病原体、蚊媒传染病病原体、肠道传染病病原体等传染病病原体检测的情况,为实现传染病的早发现、早诊断的快速检测技术及方法提供新的思路。

关键词： defect engineering   graphene   oxygen plasma   me-chanical and electrical properties  

摘要： 从石墨烯的制备到实际应用的整个过程中,缺陷的存在或引入不可避免.因此,阐明缺陷如何影响石墨烯的性能至关重要.本研究通过实验研究和理论计算的方法研究了石墨烯的结构变化、缺陷演变及性能调控.结果表明,当处于sp3缺陷状态时,石墨烯能够较好的保持其原始的机械性能,而随着缺陷数量迅速增加,石墨烯的机械性能显著下降,整体结构最终被破坏.此外,氧等离子体辐照引入的空位缺陷的散射效应增加了电子散射的概率,但掺杂效应有利于石墨烯的电传输;同时,石墨烯面内导电性与氧等离子体处理引起的石墨烯表面起伏程度呈负相关.本工作为基于缺陷工程的石墨烯和其它二维材料的改性研究提供了指导方向.

关键词： 石墨烯   孔隙   屈曲   FG-GRC   截锥壳   解析法  

摘要： 为研究轴向拉力与静水压力作用下多孔石墨烯增强截锥壳的屈曲特性,基于泡沫金属材料参数的关系和修正的Halpin-Tsai模型,计算了不同孔隙和石墨烯分布的石墨烯增强复合材料的物性参数。利用经典薄壳理论建立了截锥壳屈曲控制方程,并用Galerkin积分法求得了屈曲临界荷载的解析解,根据数值结果讨论了孔隙、石墨烯和截锥壳几何尺寸等因素对材料临界屈曲荷载的影响。结果表明,石墨烯作为增强材料可显著提升壳体的抗屈曲性能,且其抗屈曲能力随着石墨烯含量增加而提高;当壳体表层孔隙少且石墨烯含量高时,截锥壳的抗屈曲能力更好;另外,截锥壳尺寸也会对其抗屈曲性能造成影响。

关键词： 钼酸铋   碳纳米管   氧化石墨烯   光催化性能  

摘要： Bi_(2)MoO_(6)是一种典型的Aurivillius型结构,具有适当的带隙能(2.7 eV),能够捕捉可见光,具有优异的光催化性能,但是光生载流子在催化剂表面容易复合,造成量子效率低。以五水硝酸铋(Bi(NO_(3))_(3)·5H_(2)O)、二水合钼酸钠(Na_(2)MoO_(4)·2H_(2)O)、氧化石墨烯(GO)和碳纳米管(CNTs)为原材料,通用水热法制备了石墨烯/碳纳米管/钼酸铋复合光催化材料,并对罗丹明B进行了光催化降解。采用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪和紫外可见分光光度计对所制备样品的表观形貌、晶体结构和光催化性能进行了表征和分析。结果表明:适量的碳纳米管大大提高了复合粉体比表面积,有效促进光催化降解罗丹明B的性能,同时确定最佳水热反应温度为120℃,过高的水热温度会造成钼酸铋晶粒的长大,进而不利于光催化性能。

关键词： 石墨烯   热导率   声子   缺陷   第一性原理  

摘要： 石墨烯作为新型高导热材料,在微器件散热领域具有极大的应用潜力。本文通过第一性原理计算分别研究了N、O修饰及N掺杂等三种类型缺陷对石墨烯热传导性质的影响。结果表明,添加缺陷后石墨烯热导率降低程度为N修饰>O修饰>N掺杂,三种缺陷下室温热导率分别为60.7 W/(m·K)、81.2 W/(m·K)和2180 W/(m·K)。添加缺陷后低频声子弛豫时间显著降低,石墨烯晶体的严格周期性排列被破坏而造成的声子散射率增加是热导率大幅下降的主要原因。

关键词： 石墨烯   应用   材料  

摘要： 石墨烯是碳原子以SP^(2)杂化组成的二维碳纳米材料.自从石墨烯在2004年被发现后,石墨烯的制备与应用就以飞快地速度发展.不仅在一定的规模下实现了石墨烯的量产化,同时石墨烯特性在各领域的应用也越发的成熟.简单阐述了近年来石墨烯在储能、环保和材料领域的应用.并对未来石墨烯的发展潜力和前景作出了展望.

关键词： 石墨烯专利技术   发展现状   对策  

摘要： 近年来,石墨烯专利技术成为全球技术研究的热点之一,广西科研人员也积极参与了这一领域的研究。文章以IncoPat全球科技分析运营平台为专利信息检索和分析工具,研究分析了广西石墨烯专利技术发展现状与趋势,并提出促进广西石墨烯专利技术发展的对策性建议。研究结果表明:广西的石墨烯技术研究起步较晚,近十年石墨烯专利申请量呈现明显的先升后降的趋势,研究侧重于石墨烯量子点、氧化石墨烯及复合工作模式等技术领域。研究主体以高校和企业为主,其中桂林电子科技大学、桂林理工大学、广西大学的专利申请量位居前列。相对于江苏、四川等省份,广西的石墨烯技术研究活跃度仍显不足,并且企业尚未成为石墨烯技术创新的主体。