关键词： 还原氧化石墨烯   海藻酸钠   Cu2+   电化学检测   灵敏度  

摘要： 还原氧化石墨烯(rGO)作为一种导电材料可用于电化学侦测Cu^(2+),但是rGO材料在水体中容易发生堆叠现象,降低电化学检测性能,海藻酸钠(Sodium Alginate,SA)作为一种聚电解质可以有效抑制rGO的堆积。鉴于此,对制备掺杂rGO微片的海藻酸盐凝胶材料进行了研究,并结合微电极芯片实现对浓度从mM级至pM级Cu2+样品的电化学测量。试验结果表明:“石墨烯凝胶复合物”可以在低浓度条件下实现对Cu2+浓度的电化学测量,检测铜离子的最低浓度约为1×10^(-12 )mol/L,且对应的检测灵敏度大于42.8 dB(未覆盖金薄膜芯片上42.83 dB,覆盖金薄膜芯片上49.15 dB)。

关键词： 实验设计   数据处理   前沿科研成果   激光诱导石墨烯复合材料   科研素养  

摘要： 《实验设计与数据处理》是为化工和材料等专业开设的一门专业选修课,在科学研究、工程技术和工艺生产等方面发挥着重要的作用。但是该课程涉及大量的数理统计学知识和计算,内容比较抽象,学生在课堂上的学习积极性不高。通过将与材料科学或化学化工等相关的研究前沿成果融入课程教学中,不仅可以丰富教学内容,而且可以将枯燥乏味的理论知识与实际应用相结合,使学生们深刻感受该课程在科学研究和实际生产工作中的地位和应用价值,从而激发学生的学习兴趣和热情。本文以“激光诱导石墨烯复合材料的制备及应用”为教学案例,让学生在科学前沿的具体案例中体会到实验设计和数据处理的具体过程,培养学生的科学思维并提升其科研素养,为学生的学习、毕业设计及未来的工作开展打下坚实的技术技能基础。

关键词： 石墨烯   量子点   高温防腐   海洋防腐   换热  

摘要： 石墨烯是一种二维片层纳米材料,因其本身极佳的隔绝防腐性能、高发射率、高热导率、高导电性能在防腐、导热领域应用广泛。本文简述了通过量子点锚定分散技术制备低成本高稳定性石墨烯的方法。石墨烯应用于无机耐高温涂层领域,提升了涂层的防腐、导热性能,实现电厂高温受热面防腐增效的目的。在海洋重防腐领域,石墨烯的添加节约了不可再生资源锌粉的用量,增强了涂层内部锌粉利用率,延长涂层阴极保护时间。

关键词： 环境挑战   水泥基复合材料   碳排放量   石墨烯   可持续性   建筑工程  

摘要： 近日,美国弗吉尼亚大学研究人员在3D打印混凝土领域取得重大进展。他们研发出了一种更具可持续性的可打印水泥基复合材料。这种新材料将石墨烯与石灰石煅烧黏土水泥(LC2)相结合,不仅强度和耐久性得到提升,而且显著降低了碳排放量,为解决3D打印建筑中的环境挑战提供了新方案。该研究成果发表在最新一期《建筑工程杂志》上。

关键词： 氧化石墨烯   乳制品   卡那霉素检测   适配体传感器  

摘要： 持续创新和优化卡那霉素检测技术方式,有效管控乳制品抗生素污染状况,已成为提高乳制品食品安全的必然趋势。本研究利用石墨烯的生物活性、理化性质,通过制备氧化石墨烯、氧化石墨烯-碳纳米管“GO/CNT”复合材料,组装还原石墨烯/碳纳米管-纳米金(rGO/CNT-AuNPs)复合纳米材料修饰工作电极,设计出一种经济、高选择性和特异性的适配体传感器,用以快速检测乳制品中的卡那霉素。试验证明,该传感器拥有良好的特异性、灵敏度及稳定性,可以精准显示乳制品中浓度较低的卡那霉素。

关键词： 石墨烯   羟基化石墨烯   水泥砂浆   流动度   力学性能   耐久性  

摘要： 为了解决石墨烯(G)在水泥浆体中易团聚的问题,本文采用分散性较好的羟基化石墨烯(HO-G)与石墨烯复掺的方法来改善石墨烯的团聚现象,研究了不同质量比石墨烯与HO-G复掺对水泥砂浆力学性能和耐久性的影响,并对28 d的砂浆试样进行了MIP、SEM和XRD微观测试。结果表明,石墨烯与HO-G复掺后展现出更显著的增强增韧效果,同时改善了水泥砂浆的耐久性,但对水泥砂浆工作性能影响较小。当石墨烯与HO-G复掺的质量比为3∶7时,水泥砂浆力学性能达到最佳,与空白组相比,28 d抗折强度、抗压强度分别提升了11.1%和26.2%。石墨烯与HO-G复掺能够细化水泥砂浆内部的孔隙,调控水泥水化产物的生长,促使水泥石内部结构更加规整致密,进而提升水泥砂浆试件的耐久性。

关键词： 氧化石墨烯   功能化   点击反应   金属防护  

摘要： 通过点击化学方法合成了三氮环修饰的点击功能化氧化石墨烯(C-FGO)。采用FTIR、Raman、XRD、TEM对C-FGO的结构进行了表征,然后采用SEM、AFM以及电化学测试等手段对C-FGO的缓蚀性能进行测试评价。结果表明:氧化石墨烯被成功的功能化,通过点击反应成功制备了C-FGO,简化了传统纳米缓蚀剂的合成过程,测试结果表明C-FGO可以显著抑制N80碳钢在1M HCl溶液中的腐蚀,最佳缓蚀效率可以达到97.73%,表现为一种混合型缓蚀剂。

关键词： 产业创新   中科院物理所   荷兰莱顿大学   石墨烯   国材   科学仪器   高新技术   创业者  

摘要： 从北京大学毕业进入中科院物理所,之后到荷兰莱顿大学攻读博士,再到回国创立国成仪器从学者到创业者,“80后”董国材潜心钻研十余载,为中国半导体、石墨烯等产业创新打造“装备利器”。2015年,董国材回国创立国成仪器(常州)有限公司,是一家从事超高真空科学仪器、石墨烯技术开发和应用研究的高新技术企业。

关键词： 黑磷量子点   氧化石墨烯   低温光催化   N-rGO/BPQDs复合材料   锂离子电池  

摘要： 纳米黑磷/石墨烯复合材料在锂离子电池领域具有很好的应用前景,但以纳米黑磷为原料制备纳米黑磷/石墨烯复合材料的过程中往往伴随纳米黑磷的氧化,一定程度上影响了制得的纳米黑磷/石墨烯复合材料性能。本研究以纳米黑磷为磷源,价廉易得的氧化石墨烯为碳源,在氨气气氛下,采用低温光催化法制得了氮掺杂石墨烯/黑磷量子点(N-rGO/BPQDs)复合材料,FTIR、Raman、XPS、SEM等表征结果表明采用上述方法制备的纳米黑磷基材料中纳米黑磷的氧化程度低。恒流充放电测试结果表明N-rGO/BPQDs复合材料在0.1A/g电流密度下的初始可逆比容量为620mA·h/g,循环100次后仍保持450mA·h/g的可逆比容量,高于石墨负极材料的理论比容量(372mA·h/g)。

关键词： 3d过渡金属   石墨烯   吸附   光学性质   第一性原理  

摘要： 本文利用基于密度泛函理论(DFT)的第一性原理平面波超软赝势计算方法,对H_(2)S气体分别在铬(Cr),锰(Mn),铁(Fe)修饰的石墨烯表面上吸附的行为进行了理论研究。研究结果表明:未经金属原子修饰的石墨烯表面(GN)吸附H_(2)S气体后,吸附能大于-0.6 eV,气体与基底之间的有效电荷密度重叠在0.1 e/Å3以下,对气体的吸附为物理吸附。由于金属的修饰,改善了石墨烯表面的比表面积及电子性质。Cr,Mn,Fe修饰的石墨烯(TM/SV⁃GN)吸附H_(2)S气体后,吸附能小于-0.8 eV,气体与基底之间的有效电荷密度重叠达到0.3 e/Å3以上,为化学吸附,有望成为H_(2)S气体传感器。从吸附后材料的光学性质来看,Fe原子修饰的石墨烯表面在可见光内具有较好的光学性能。