关键词： 质子交换膜燃料电池   泡沫金属   电沉积   耐腐蚀性   镍/石墨烯  

摘要： 泡沫金属具有优良的传质特性和导流能力，在质子交换膜燃料电池（PEMFC）流场材料中具有巨大应用潜力。然而在酸性和高温环境中存在严重腐蚀问题，为缓解这种现象，本文通过电沉积方法在泡沫镍表面制备了镍/石墨烯复合涂层，并采用X射线衍射（XRD）、X射线光电子能谱（XPS）、扫描电子显微镜（SEM）等方法研究不同沉积方式对涂层物理性质的影响。结果表明，随着电沉积电流密度增大，涂层晶粒和Ni（0）含量均呈现下降趋势。相较于恒电流条件下制备的均匀涂层，先后在5 mA/cm2和10 mA/cm2电流密度下电沉积制备的梯度涂层，在塔菲尔（Tafel）极化测试、恒电位测试和电化学阻抗谱测试中表现出更优异的耐腐蚀性能。在150 N/cm2压力下，梯度涂层的界面接触电阻（ICR）仅为8.065 mΩ·cm2，满足2025年DOE标准要求。

关键词： 氧化铝陶瓷   微量润滑   纳米流体   磨削  

摘要： 氧化铝(Al2O3)陶瓷因其优异的性能在各种领域中得到广泛应用，为了解石墨烯纳米流体微量润滑磨削氧化铝陶瓷的加工性能，提出了一种正多边形磨削轨迹的组合实验方法，实验采用干式、浇注式和石墨烯纳米流体微量润滑三种不同条件对氧化铝陶瓷进行磨削实验，实验比较了磨削速度、进给速度、磨削深度对磨削力、工件表面质量的影响。研究发现，在磨削参数相同的条件下，石墨烯纳米流体微量润滑下的磨削力最小，浇注式次之，干式最大。在磨削速度v=15 m/s时，与干式和浇注式相比，石墨烯纳米流体微量润滑条件下的法向磨削力Fn分别降低约21.61%和3.63%，切向磨削力Ft分别降低约29.83%和4.65%，石墨烯纳米流体微量润滑在改善氧化铝陶瓷磨削方面具有显著作用。

关键词： 不同结构含氮有机物   石墨烯基气凝胶   氮掺杂   全钒液流电池   电化学性能  

摘要： 全钒液流电池（VRFB）作为一种电化学储能技术，因其资源自主可控、无交叉污染和不易受环境干扰等优点备受关注。优化VRFB的电极材料可以显著提高其能量效率和稳定性。本研究以天冬氨酸、多巴胺、2-氨基吡啶和2-甲基咪唑（2-MI）作为不同结构掺氮剂与石墨烯的衍生物氧化石墨烯（GO）表面的含氧官能团进行键合，采用水热法和冷冻干燥技术制备氮掺杂石墨烯气凝胶（NGA）。通过分析对比不同NGA的微观形貌、缺陷程度、物相组成及电化学性能，探究不同掺氮剂对NGA的氮含量、层间距、缺陷程度及电化学性能的影响。研究结果表明，掺氮剂选用五元杂环结构的2-MI制备NGA具有较高的氮含量（5.16%）、层间距（3.67?）及ID/IG值（1.12），其不仅为V2+/V3+提供了储存场所，并且为V2+/V3+电对提供了更多的活性位点促进了电荷转移和离子传递。将2-MI-NGA涂覆在碳毡（CF）上作为VRFB的负极材料进行单电池充放电测试，在80mA/cm2电流密度下，其过电位仅为CF的10%，有效降低了电池极化，同时2-MI-NGA@CF的放电容量相较CF电池增加了241mAh。在200mA/cm2电流密度下，2-MI-NGA@CF的能量效率相较于CF提高了16.8%并且始终保持在63.5%左右稳定运行。该研究为高性能全钒液流电池电极材料的改性提供了新思路。

关键词： 棉织物   复合材料   超疏水   抗菌   防污   低表面能   功能性纺织品  

摘要： 为制备具有微纳米级粗糙度和抗菌性的超疏水棉织物，采用溶胶-凝胶法和化学还原法制备三维石墨烯气凝胶（HGA）负载银-二氧化钛纳米颗粒（AT）复合材料，使用聚二甲基硅氧烷（PDMS）作为黏合剂提供低表面能，通过浸轧法对棉织物进行改性，并对改性后棉织物的表面微观形貌、水接触角、表面元素组成、红外光谱、抗菌性能、防污性能、透气性能和耐水性能进行了详细表征和测试。结果表明：改性后的棉织物表面粗糙度显著增强，水接触角达到160.8°，展现出超疏水性能；棉织物表面的官能团显著变化，硅元素含量大幅提升，红外光谱中出现Si—O—Si和Si—C的振动峰，证实复合材料成功负载；改性织物对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑菌率均达到99.99%，显示出优异的抗菌性能；改性后棉织物的透气性有所下降，但不影响其服装舒适性，并且具有出色的耐水洗性能和防污性能。

关键词： 功能梯度结构   振动特性   石墨烯增强复合材料   加筋板   谱几何方法  

摘要： 针对功能梯度石墨烯加筋板的振动问题，本文基于一阶剪切变形理论和谱几何方法，利用连续位移条件开展了功能梯度石墨烯加筋板的振动特性研究。使用谱几何级数表征矩形板和加强筋的位移分量，通过在耦合处施加连续位移边界条件将板和筋的位移场转换，基于Rayleigh-Ritz理论推导加筋板的拉格朗日能量泛函，进而求解矩形加筋板的振动特性。通过求出解与文献解的对比验证了本文加筋模型的正确性，进而分析加强筋位置、横截面、石墨烯质量分数等参数对加筋板振动特性的影响，并发现了板增加加强筋的高度导致基频下降的现象。

关键词： 无序随机排布   定向石墨烯复合涂层   拓扑结构优化   定向排布策略   防腐性能  

摘要： 石墨烯的无序随机排布已成为阻碍石墨烯复合防腐涂层性能进一步提升的重要瓶颈问题，研究者从石墨烯定向排序的角度出发，在拓扑结构优化、定向排布策略和定向排布对涂层防腐性能的影响开展了大量研究工作。该文首先介绍了石墨烯拓扑优化的理论研究，梳理了几种石墨烯复合涂层屏蔽性能模型；然后，阐述了基于电场和磁场的外场调控法，以及层层、蒸发诱导和抽滤诱导等自组装法，分析了两类调控策略的优缺点，概述了石墨烯定向排布对防腐涂层低频阻抗和服役寿命的影响规律；最后，提出了发展定向石墨烯复合防腐涂层工业应用的建议：通过有限元等模拟方法进一步优化石墨烯拓扑结构、开发适合工业化应用的大面积定向石墨烯复合涂层涂装技术、通过定向排布技术突破石墨烯的逾渗值瓶颈、妥善解决石墨烯纵向间距与涂层导电性之间的矛盾和制定定向石墨烯复合涂层测试的行业标准。

关键词： 人工湿地   氧化石墨烯   纳米氧化铜   运行性能   氮代谢  

摘要： 氧化石墨烯（GO）和纳米氧化铜（CuO NPs）因其广泛应用导致环境暴露风险，两者不同的属性、结构和环境行为可能引起不同的生态效应。本研究对比0.5 mg·L-1GO和CuO NPs短期暴露对人工湿地运行性能的影响及生态毒性机制。结果表明：GO和CuO NPs暴露对湿地有机物和TP去除无显著影响，而湿地NH4+-N去除率分别降低5%和9%，两者均抑制湿地脱氮效果。与GO相比，CuO NPs对湿地硝化作用的抑制更强。GO和CuO NPs暴露抑制脱氢酶活性，CuO NPs同时对脲酶活性也具有明显抑制作用，磷酸酶活性响应最为明显，在两者暴露下均明显提高。微生物氮代谢途径中，硝化基因在GO和CuO NPs暴露下均受到抑制，而CuO NPs暴露一定程度上促进反硝化基因。本研究为评估不同类型纳米颗粒的生态毒性提供了理论依据。

关键词： 沸腾换热   微液层   OpenFOAM   石墨烯   气泡脱离周期  

摘要： 不同材质的加热表面因其热物性参数存在差异,在沸腾过程中会表现出不同的热响应特性,对气泡成核、生长脱离也有一定影响。为深入探究加热表面热物性对单气泡沸腾过程中加热表面热响应与气泡动力学行为之间相互作用的影响机理,基于开源软件OpenFOAM,通过对微液层内传热传质过程进行分析,建立了包含传热、相变和流动的流-热耦合模拟框架。首先对铜、铝和硅表面上不同尺寸的汽化核心进行了单气泡沸腾模拟,结果表明,随着导热性能的提升,加热表面过热度下降,气泡等待周期缩短,同时随着汽化核心尺寸的减小,加热表面热物性对气泡等待周期的影响逐渐减弱。另外,对于覆有石墨烯涂层的铜表面,石墨烯涂层的存在增强了沸腾表面热量的横向扩散,由于基底材料向上传递热量的速度慢,同时加热表面因液层蒸发带走热量多,导致汽化核心处过热度恢复较慢,出现了更低的表面过热度和更长的气泡等待周期。

关键词： Thermal interface material   Graphene   Polyvinylidene fluoride   Thermal con-ductivity   Electromagnetic interference shielding  

摘要： The growing concern about thermal conductivityand electromagnetic shielding inelectronic equipment has promoted the development of interfacial film *** this work,polyvinylidene fluoride(PVDF)/graphene composite films with different graphene contents were fabricated by high-energy ball milling,cold isostatic pressing,scraping and coating,***-energy ball milling is beneficial to the dispersion of graphene powder,while cold isostatic pressing can greatly enhance thermal conductivity and mechanical strength by reducing the voids in the film and increasing the contact area of graphene *** thermal conductivity,tensile strength and electromagnetic shielding properties of the films were carefully investigated and *** was demonstrated that the thermal conductivity increased from 0.19 W·m^(-1).K^(-1) for pure PVDF to 103.9 W·m^(-1).K^(-1)for the composite film with PVDF:graphene=1:*** the electromagnetic shielding efficiency can reach 36.55 *** prepared PVDF/graphene composite films exhibit outstanding overall performance and have the potential for practical applications.

关键词： 降解   催化剂   自由基   还原氧化石墨烯   过氧单硫酸盐  

摘要： 在废水处理技术中,基于过氧单硫酸盐(PMS)的高级氧化工艺被认为是降解有机污染物中最高效且绿色的方法之一。在激活PMS的方法中,负载过渡金属的催化剂由于金属离子溶出量低而广受关注,但却面临金属物种易团聚引发的降解活性低的问题。将Co负载在还原氧化石墨烯(rGO)上,经简单方法分别合成了Co高分散的QSCo-rGO和Co团聚的AGCo-rGO。XRD、HRTEM和元素分布研究表明,QSCo-rGO中的Co未发生金属团聚现象,实现了高度分散;而AGCo-rGO中的Co以CoO纳米颗粒的形式团聚。在激活PMS降解苯酚的反应中,QSCo-rGO可在30 min内完成100%的降解,而AGCo-rGO需要90 min。此外,QSCo-rGO展现出较好的可重复性和使用广泛性。机理研究表明,催化剂QSCo-rGO中的Co高度分散,暴露出更多活性金属位点,其通过激活PMS产生非自由基^(1)O_(2)从而高活性降解苯酚。本文可为设计增强降解活性的高级氧化催化剂提供思路。