关键词： 石墨烯   镁合金   计算机模拟  

摘要： 结合实验观察结果,采用VASP软件构建了“石墨烯/MgO(111)”界面模型,并进行计算机模拟。结果显示:OTH模型(O终止界面)具有最高的分离功,OB模型次之,而Mg终止界面(MTH和MB模型)的分离功均为负值,表明当MgO(111)表面最外层为O层时,能与石墨烯形成稳定的界面结合,而当最外层为Mg时,界面结合弱。计算结果揭示了MgO纳米颗粒有利于改善石墨烯与镁的界面结合,提高镁合金的力学性能。

关键词： 环境工程学   氧化石墨烯   铁尾矿砂   再生骨料   正交试验  

摘要： 氧化石墨烯(Graphene Oxide,GO)可以改善水泥基材料力学性能的良好特性可用来改性固废(铁尾矿砂、再生粗骨料)混凝土。研究对再生粗骨料取代率、铁尾矿砂取代率和GO掺量3个因素设计了正交试验。引入考虑固废利用率的权重指标对GO改性固废混凝土的强度指标进行修正并得出加权评价指标,通过极差分析得到GO改性固废混凝土的较佳配合比,研究较佳配合比下GO改性固废混凝土的抗压强度与抗折强度、坍落度与吸水率和微观形貌。结果显示:当再生粗骨料取代率为100%、铁尾矿砂取代率为50%、GO质量分数为0.05%时,为GO改性固废混凝土的较佳配合比,对GO改性固废混凝土的评价指标影响显著性从大到小依次为再生粗骨料取代率、氧化石墨烯掺量、铁尾矿砂取代率。通过扫描电子显微镜(Scanning Electron Microscope,SEM)微观形貌分析发现,GO能优化水化产物堆叠形态,在尺度上细化水化产物,能够填充改性固废混凝土的孔隙结构,有效改善其致密度;较优配合比下的GO改性固废混凝土的力学性能优于普通混凝土的力学性能,验证了GO改性固废混凝土替代普通混凝土的可行性。

关键词： 硅烷偶联剂   硅酸钾   石墨烯   防腐涂料  

摘要： 通过硅烷偶联剂改性制备了一种硅酸钾/石墨烯复合涂料。考察了硅烷偶联剂用量对复合涂料贮存稳定性、涂膜表面水接触角、附着力、分散性能、防腐性能的影响。结果表明:硅烷偶联剂添加量为0.8%时,复合涂料耐盐水性可达8650 h,附着力为7.2 MPa,耐盐雾性、硬度及耐冲击性符合JG/T 224—2007《建筑用钢结构防腐涂料》标准,防腐性能优异。

关键词： graphene   carbon nanotube   hybrid material   anode   lithium⁃ion battery  

摘要： A 3D nitrogen⁃doped graphene/multi⁃walled carbon nanotube(CS⁃GO⁃NCNT)crosslinked network mate⁃rial was successfully synthesized utilizing chitosan and melamine as carbon and nitrogen sources,concomitant with the incorporation of multi⁃wall carbon nanotubes and employing freeze drying *** material amalgamates the merits of 1D/2D hybrid carbon materials,wherein 1D carbon nanotubes confer robustness and expedited elec⁃tron transport pathways,while 2D graphene sheets facilitate rapid ion ***,the introduction of nitrogen heteroatoms serves to furnish additional active sites for lithium *** served as an anode material for lithium⁃ion batteries,the CS⁃GO⁃NCNT electrode delivered a reversible capacity surpassing 500 mAh·g^(-1),mark⁃edly outperforming commercial graphite *** after 300 cycles at a high current density of 1 A·g^(-1),it remained a reversible capacity of up to 268 mAh·g^(-1).

关键词： 氧化石墨烯   固废混凝土   力学性能   渗透性   耐久性  

摘要： 针对建筑材料资源短缺和建筑能耗大的问题,制备一种绿色环保的新型建筑材料迫在眉睫。将不同比例的氧化石墨烯掺入固废混凝土中,对固废混凝土抗压强度、抗折强度、渗透性和耐久性进行测试和分析。试验结果表明,氧化石墨烯对固废混凝土工程性能具有显著影响,适量添加氧化石墨烯可显著提高混凝土的力学性能,氧化石墨烯可以减少混凝土孔隙率,提高混凝土的致密性,降低混凝土的渗透性,提高混凝土的耐久性。在实际工程中,可以考虑添加适量的氧化石墨烯来改善固废混凝土的性能,实现资源有效利用和环境的可持续发展。

关键词： 重金属离子   电化学检测   纸基微流控芯片   石墨烯   3D结构  

摘要： 随着工业生产的不断发展,环境中有毒污染物逐渐增多,其中重金属离子污染对人体造成不可逆损伤的危险也日益增长,所以对重金属离子进行准确快速检测变得尤为重要。基于电化学检测原理研制了常见痕量重金属离子的微流控检测装置。将纸基微流控芯片与电化学技术相结合,采用石墨烯作为三电极材料,利用3D布局以及叉指状结构增强检测效果。实验结果表明,该检测系统能够对铅离子、汞离子、镉离子、铜离子单一离子以及混合离子溶液进行定性定量检测,其中离子浓度在10~100μg/L内呈现良好的线性度。镉离子、铅离子、铜离子以及汞离子的检测限分为0.34、1.40、4.39和5.16μg/L,并可在约8min内完成全部检测。该检测系统具有低成本、快速、操作简单等优点。

关键词： 金属有机骨架/氧化石墨烯   半自动化管尖固相萃取   槲皮素   高效液相色谱  

摘要： 基于水热法制备了金属有机框架/氧化石墨烯(Cu-MOF/GO)复合材料为管尖固相萃取吸附剂,结合高效液相色谱法建立了食品中槲皮素的分析方法。利用傅里叶变换红外光谱、X射线衍射仪和扫描电子显微镜对Cu-MOF/GO复合材料进行了表征。实验优化了样品pH、吸附材料用量、样品流速、洗脱剂种类及体积、样品体积等实验条件。结果显示,20mg吸附材料可在25min内完成溶液中(pH6.0)96%槲皮素的吸附,以1mL的0.1%甲酸-甲醇洗脱槲皮素,在最佳实验条件下,槲皮素在0.1~120μg/L范围内线性关系良好,相关系数为0.9993,检出限为0.066μg/L。实际样品的回收率为87.4%~109.5%,相对标准偏差为1.7%~4.9%。该复合材料对槲皮素的饱和吸附容量为196.0mg/g,且可多次重复使用。所建立方法操作简便、灵敏度高、准确度好,为不同食品中槲皮素的检测提供了新方法。

关键词： 碳纳米管   碳基   固体电子学   光电探测   性能潜力   电子技术   石墨烯   太赫兹  

摘要： 碳基电子技术被认为是“后摩尔时代的颠覆性技术之一”,以三维金刚石、二维石墨烯和一维碳纳米管等为典型代表的碳基电子材料各具优异特性,给新一代射频、太赫兹、高线性以及光电探测传感等器件领域带来了技术创新甚至变革性应用的希望,但是不同碳基材料和器件目前又面临系列的不同技术挑战和难题,远未发挥应有的性能潜力,仍需进一步探索和深入研究,共同寻求突破和解决方案。

关键词： V掺杂石墨烯   第一性原理   气体吸附   电子结构   光学性质  

摘要： 基于密度泛函理论 (DFT )的广义梯度近似 (GGA ),采用第一性原理方法研究了气体分子吸附对V掺杂石墨烯的吸附能、电子结构与光学性质的影响.能带结构计算表明:吸附NO_(2) 分子的V掺杂石墨烯的带隙显著增加,从0 eV变为0.368 eV,由金属性转变为半导体特性,而吸附CO与NH_(3) 分子的V掺杂石墨烯的带隙则变化很小.三种吸附构型 (NO_(2) , CO, NH_(3) )的吸附能分别为-8.499 eV、-2.05 eV和-2.01 eV,说明V掺杂石墨烯对NO_(2) 气体分子吸附最强.进而计算了本征、V掺杂石墨烯及其吸附NO_(2) 分子的光学性质,结果表明:随着V掺杂与吸附NO_(2) 气体,石墨烯介电吸收峰值有所增大,介电峰位向低能量区域移动;本征石墨烯仅吸收紫外光,V掺杂石墨烯吸附NO_(2) 分子可以明显拓宽光吸收的光谱范围;掺杂与吸附使得石墨烯光电导率显著增强,能在红外与可见光区产生光电流.上述结果表明V掺杂石墨烯吸附NO_(2) 后材料电子结构和光学性质明显变化,能够作为光学气敏传感材料检测NO_(2) 气体.

关键词： 弱相互作用   碳原子   结构单元   纳米薄片   单键   石墨烯   四面体   化学元素  

摘要： 化学元素构成了我们所生存的物质世界。许多元素与我们的生活息息相关,碳就是其中的典型代表。对纯碳物质而言,有历史记载以来,人类到18世纪才证明金刚石和石墨是碳的同素异形体。从化学键结构的角度来看,金刚石的碳均是由单键连接起来的,其最基本的结构单元可以看成是中心的1个碳原子与四面体顶点的4个碳原子通过单键相连接;而石墨可以看成是由石墨烯(早期称为“碳纳米薄片”)通过层间的弱相互作用有序堆叠形成的层状结构。