关键词： 石墨烯   热轧   热处理   导热系数  

摘要： 采用热轧技术制备了石墨烯增强的不锈钢/铝/不锈钢复合材料,研究了退火处理后的界面微观结构,并揭示了其导热增强机制。结果表明,400℃退火后的不锈钢/铝(未添加石墨烯)界面实现了冶金结合,没有明显的金属间化合物扩散层;500℃退火2 h后,不锈钢/铝复合材料界面出现连续的金属间化合物,其厚度随着退火时间和温度的增加而增加。不锈钢/铝界面添加石墨烯后,500℃退火4 h后界面出现非连续金属间化合物。随着石墨烯浓度提高,不锈钢/铝界面处金属间化合物形成量明显减少。当400℃退火时不锈钢/铝/不锈钢复合材料的导热系数随退火时间的增加而增加,500℃退火时,其导热系数随退火时间的增加先增大后减小。石墨烯阻碍了界面金属间化合物的形成,为传热提供了高速通道,添加石墨烯的样品的导热系数始终高于未添加石墨烯的样品。

关键词： 石墨烯   环保与检测   吸附剂   传感器  

摘要： 环境检测与环境保护有很多方式和途径,由于石墨烯具有独特的物理化学性质,越来越多基于石墨烯和功能化石墨烯的高效吸附剂和传感器被构建用于环境污染物的去除和检测。本文综述了近年来石墨烯基材料在环境保护和检测方面的应用研究成果,出于环保考虑,改性石墨烯可以高效、高选择性地吸附重金属离子,并将其还原成金属进行回收利用;并列举了几种基于石墨烯的高检测限传感器,用于检测环境中的重金属离子、有毒气体和有机污染物;最后,对基于石墨烯的吸附剂和检测装置的未来挑战进行了展望。

关键词： 二维材料   光电子器件   石墨烯   黑磷  

摘要： 二维材料在对称性和能带方面灵活可控,其构建的光电子器件具有高度可调性.近些年,二维材料在光电子器件中的应用取得了显著进展.本文介绍了石墨烯、过渡金属硫化物(如MoS_(2),WS_(2))和黑磷等主要二维材料在可调光电子器件中的研究现状及应用潜力.总结探讨了这些材料的独特物理和化学特性,以及其在光探测器、光调制器和光伏电池中的具体应用.介绍了二维材料在电场、应变和光照等外部条件下展现出的高灵敏度、快速响应和优异的可调光电特性,并展示了基于二维材料的光电子器件在信息技术和能源领域的巨大应用潜力.

关键词： 聚丙烯   氧化石墨烯   复合材料   抗菌性能  

摘要： 以不同添加量的氧化石墨烯(Graphite oxide,GO)为抗菌剂,利用熔融共混法简易制备了聚丙烯(Polypropylene,PP)/GO复合材料,分别对复合材料的力学性能、耐热性能、熔融/结晶温度进行了研究,并重点考察了复合材料对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的抗菌性能。实验结果表明:GO对复合材料的增强增刚作用不明显;相较于纯PP材料,当GO质量分数为1.0%时,复合材料的冲击强度为4.62 kJ/m^(2),提高了1.62倍,负荷热变形温度提高了近23.9℃,复合材料对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的抑菌率高达50%以上,复合材料表现出优异的抗菌性能。为后续该PP/GO抗菌复合材料在食品包装制品、农业、医用医疗制品的开发及工业化应用奠定实验基础。

关键词： 奈基环氧树脂   石墨烯   制备  

摘要： 针对萘基环氧树脂-石墨烯复合材料的制备工艺进行研究,设计萘基环氧树脂-石墨烯复合材料试验制备,分析在1,6-DNGE中加入不同比例2-NGE对体系相关的影响,确定1,6-DNGE/2-NGE-10%性能最优,之后向其中加入不同比例的石墨烯制作复合材料,在石墨烯比重为0.0269%时,材料在机械性能、热机械性能方面具备最佳性能。

关键词： 析氢反应   电催化剂   ScN_(x)C_(4-x)掺杂石墨烯   密度泛函理论  

摘要： 高效析氢反应电催化剂的开发对氢能源的推广应用、缓解能源危机和环境问题具有重要意义。本文通过理论计算探究了ScN_(x)C_(4-x)掺杂石墨烯体系的酸性和碱性HER活性。研究发现ScN_(3)C_(1)、ScN_(4)因ΔGH*较接近于0,有望成为具有较高的酸性HER活性的电催化剂。水解离反应自由能ΔGdiss为正的ScN_(1)C_(3)、ScN_(2)C_(2-b)、ScN_(2)C_(2-c)、ScN_(4)受阻于室温下水不能自发分解,不具备碱性析氢活性。ScC_(4)、ScN_(2)C_(2-a)因强的氢吸附而碱性析氢受阻,但ScN_(3)C_(1)因对氢和羟基的恰当吸附及较低的水解离动力学能垒,有一种优异的碱性析氢电催化剂。

关键词： 碳纳米管纤维   动态强度   高性能纤维材料   中国科学技术大学   超高强度   高速冲击   石墨烯   高应变率  

摘要： 现代工业和国防领域,特别是在承受高速冲击和高应变率环境中,对高性能纤维材料的需求日益增长。碳纳米管(CNTs)因其超高强度和优异的力学性能而被视为构建高性能纤维的理想材料之一。然而,将CNTs加工成纤维时,其机械性能往往难以达到单个CNT的内在强度。针对这一挑战,来自北京石墨烯研究院、武汉大学、中国科学技术大学等多家单位的研究团队制备了一种新型碳纳米管纤维(CNTFs),其动态强度高达14 GPa,为高性能纤维材料的应用开辟了新的可能性,相关成果于2024年6月20日发表在《科学(Science)》杂志上。

关键词： 层状结构   石墨烯   电热除冰   旋涂  

摘要： 风机叶片覆冰是影响风电机组安全运行的重要因素之一,叶片防/除冰成为亟待解决的问题。利用苯胺提高石墨烯在聚偏氟乙烯(polyvinylidene fluoride,PVDF)基体中的分散度,通过旋涂法制备层状结构的改性石墨烯(graphene emeraldiline benzene,GEB)/聚偏氟乙烯复合电热涂层,针对涂层的机械性能、电热性能和除冰性能展开研究。实验结果显示,在相同GEB含量下,相比刷涂法,旋涂法制备的样品拉伸强度提高38.3%,最大应变值提高118.8%;在20 V加载电压下,旋涂法样品升温极值较刷涂法提高了8.62℃;在多倾角环境下旋涂法样品的除冰时间比刷涂法样品减少了20 s左右。结果表明旋涂法构造的层状堆叠结构能够增强涂层拉伸强度和柔韧性,在提高涂层机械性能同时具备良好的电热性能和除冰性能,为电热涂层除冰提供了一种新的思路。

关键词： 磁性复合材料   氧化石墨烯   染料   吸附去除  

摘要： 本研究利用Fe_(3)O_(4)@SiO_(2)/PEI修饰的氧化石墨烯磁性复合材料(MSPG)去除水中含阴、阳离子染料废水。其中,MO在pH为4.0时吸附量达最大值233.5 mg/g,CR在pH为6.0时吸附量达最大值213.5 mg/g,而MB在pH为10.0时吸附量达最大值99.89 mg/g。MSPG对CR和MB的吸附过程更符合Freundlich吸附模型,MSPG对MO的吸附更符合Langmuir吸附模型。同时,MSPG对MO、CR和MB焓变ΔH°值均为正值,吉布斯自由能ΔG°均为负值,说明吸附过程均为吸热和自发的过程。与Fe_(3)O_(4)@SiO_(2)/PEI相比,MSPG不仅对阴离子染料MO和CR有较高的吸附,而且对MB也有一定的吸附,表明GO的加入,使MSPG去除CR和MB的能力显著增强,并且具有更加广泛的实用性。

关键词： 石墨烯   电热涂料   界面效应   分散度  

摘要： 碳系电热涂料以高电热转化率、安全稳定、适用性强等特点成为电热功能性涂料主流的研究方向。其中以石墨烯为导电填料的石墨烯电热涂料深受研究人员青睐,但是影响石墨烯电热涂料性能的因素众多,为此国内外科技工作者进行了大量的研究。综述了影响石墨烯电热涂料性能的因素,着重分析了制备工艺、界面效应、分散度、粘结剂等对石墨烯电热涂料性能的影响,最后指出了石墨烯电热涂料目前存在的问题并展望了其未来发展趋势。