关键词： 石墨烯   蒸发   光热蒸发速率   空隙率   可持续性  

摘要： 石墨烯在太阳能界面蒸发领域显示出巨大的应用潜力,但其应用仍存在成本高、制备复杂等诸多限制。为了解决这一问题,将吸光性能优异的石墨烯(RGO)与强亲水性的三聚氰胺海绵(MS)结合,制备了石墨烯/三聚氰胺海绵(RGO/MS)双层复合材料,考察了石墨烯负载方法、MS高度、海绵孔隙率对水蒸发速率的影响。当采用滴铸法负载RGO、MS高度为12mm、孔隙率为99.8%时制备的RGO/MS复合材料光热水蒸发效果最佳。在1.0kW/m^(2)条件下,RGO/MS复合材料的水蒸发速率可达2.441kg/(m^(2)·h)。研究结果表明:RGO/MS复合材料具有稳定的机械性能,RGO分布均匀,在光热蒸发人工海水中表现出良好的连续使用性能。RGO/MS复合材料制备工艺简单,材料成本低,有望用于净化海水领域。

关键词： 蛇纹石混凝土   石墨烯量子点   结晶水   力学性能   高温稳定性   微结构  

摘要： 为了考察石墨烯量子点(GQDs)作为外掺料改善蛇纹石混凝土性能的可行性,研究了25、150、300、450和600℃时GQDs掺量对蛇纹石混凝土强度、结晶水损失率和微结构的影响。结果表明:室温(25℃)下,蛇纹石混凝土强度随GQDs掺量的增加而提升,当掺量为0.12wt%时,改善效果最佳,其7天、28天抗压强度和28天劈裂抗拉强度分别较基准组提高了26.4%、20.9%和27.7%;加热期间,与未掺GQDs的蛇纹石混凝土相比,掺入0.12wt%的GQDs使蛇纹石混凝土结晶水损失率降低了1.8%~20.0%,抗压强度和劈裂抗拉强度分别增加了18.0%~34.0%和29.4%~39.8%;微观试验表明高温环境促使蛇纹石混凝土水化,而GQDs拥有较好的导热性和纳米填充性,在二者共同作用下显著提高了蛇纹石混凝土的微观致密度,且300℃时致密度最高。

关键词： 阻燃   聚碳酸酯(PC)/丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)合金   次磷酸铝(AHP)  

摘要： 聚碳酸酯(PC)/丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)合金作为用量最大的塑料合金之一,在使用过程中其易燃性对人民的生命财产安全造成了严重的威胁,因此对其进行阻燃改性十分必要。通过自组装方法,制备了聚乙烯亚胺(PEI)接枝氧化石墨烯纳米片(PEI-GO)来修饰次磷酸铝(AHP)。制备的PEI-GO@AHP杂化物,作为PC/ABS(质量比为70/30)合金的阻燃剂。引入质量分数为8%的PEI-GO@AHP,可确保PC/ABS达到UL-94 V-0等级和29.1%的极限氧指数(LOI)。其最大热释放速率(PHRR)和总热释放量(THR)分别降低了41.0%和19.6%。本研究提供了一种简单而有效的方法来制备阻燃PC/ABS合金。

关键词： 氟化石墨烯   对苯二胺   环氧树脂   涂层   耐蚀性能   力学性能  

摘要： 为了改善氟化石墨烯(FG)在环氧树脂(EP)中的分散性,提高涂层致密性和耐蚀性,采用对苯二胺(PPDA)功能化修饰FG得到对苯二胺改性氟化石墨烯(FG-PPDA)。利用红外光谱(FTIR)、X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)对FG-PPDA进行表征。将FG与FG-PPDA分别掺杂到EP中制备复合涂层,对复合涂层进行电化学测试、中性盐雾实验、拉伸测试和摩擦磨损实验,分析复合涂层的耐腐蚀性能、力学性能和耐磨性能。结果表明,将FG掺杂到EP涂层中能够提高EP涂层的耐腐蚀性能;FG经过PPDA功能化处理后改善了其在EP中的分散性,使FG-PPDA/EP涂层的致密性有所提升,从而增强了涂层的长期耐腐蚀性能。同时,FG-PPDA/EP涂层的拉伸强度为47.7 MPa,磨损率为4×10^(-5)mm^(3)/(m·N),与EP涂层相比,复合涂层的力学性能与耐磨性能明显提升。

关键词： 石墨烯   人工草地   无芒雀麦   土壤养分   综合分析  

摘要： 为探究石墨烯添加对干旱区无芒雀麦人工草地牧草生长和土壤养分的影响。以无芒雀麦(Bromus inermis)为材料,设置5个石墨烯添加水平:0 mg/L(C0)、25 mg/L(C1)、50 mg/L(C2)、100 mg/L(C3)、200 mg/L(C4)。2023年6月1日进行盆栽种植,同时浇灌不同浓度石墨烯,于出苗后第45 d、75 d和100 d测定牧草生长指标及土壤理化性质。结果表明:(1)石墨烯添加可以促进无芒雀麦生长,无芒雀麦基径、叶宽和叶长分别在C2处理下达到最大值,较C0处理增加12.32%、39.33%和13.10%(P<0.05);无芒雀麦总生物量鲜重和干重在C2处理下达到最大值,较C0处理分别增加44.28%和47.91%(P<0.05)。(2)土壤速效氮和速效磷在C2处理下达到最大值,较C0处理增加22.99%和12.97%(P<0.05),土壤速效钾在C4处理达到最大值,较C0处理增加24.26%(P<0.05)。(3)经过主成分分析,将19个指标简化为5个相对独立的指标,累计贡献率为84.257%,总生物量干重贡献最大;在此基础上通过聚类分析将石墨烯浓度分为3类,其中50 mg/L处理效果最好。适量石墨烯添加可以提高土壤养分含量,促进无芒雀麦生长,但高浓度石墨烯添加将产生抑制作用。

关键词： 多金属氧酸盐   石墨烯   银纳米粒子   抗菌  

摘要： 结合层层自组装法和电化学辅助还原法,原位制备了一种还原态氧化石墨烯(rGO)/银纳米粒子(Ag Nps)@多金属氧簇(P_(2)W_(18))复合薄膜{(PEI/rGO)n-Ag@P_(2)W_(18)},并根据Kirby-Bauer法测试了该复合薄膜对枯草芽孢杆菌和金黄色葡萄球菌的抗菌性能。通过与层层自组装法制备的{PEI/Ag@P_(2)W_(18)}n和{PEI/(rGO-Ag@P_(2)W_(18))}n薄膜比较发现,仅负载单层抗菌组分Ag@P_(2)W_(18)的{(PEI/rGO)3-Ag@P_(2)W_(18)}复合薄膜(对枯草芽孢杆菌抑菌环为17.2 mm)抗菌性能高于负载三层Ag@P_(2)W_(18)的{PEI/Ag@P_(2)W_(18)}3(对枯草芽孢杆菌抑菌环为14.8 mm),与负载三层Ag@P_(2)W_(18)的{PEI/(rGO-Ag@P_(2)W_(18))}3薄膜(对枯草芽孢杆菌抑菌环为17.4 mm)抗菌性能相当,说明电化学辅助还原法可以有效提升复合薄膜的抗菌性能。

关键词： 石墨烯   超表面   类EIT   动态调控   太赫兹  

摘要： 太赫兹技术近年来受到各国研究者的重视,特别是针对太赫兹波的高效动态调制器件。提出了一种结合单层石墨烯与双金属环形类EIT结构的杂化太赫兹超表面调制器,该器件能够对类EIT效应实现调制且该器件具备偏振不敏感的优势。对该调制器件的电磁特性与调制能力进行了仿真分析,结果表明,双明模类EIT结构在0.565 THz处形成EIT峰,透射率达0.66。在石墨烯的调制作用下,杂化超表面EIT峰透射率的调制深度达44.9%,群延迟调制深度达22.8%。仿真结果验证了该杂化超表面对类EIT效应调制的有效性。该杂化超表面调制器在太赫兹通信、慢光调制等领域具有应用前景。

关键词： 阻燃   聚氨酯   石墨烯及其衍生物  

摘要： 石墨烯及其衍生物具有独特的二维层状结构,能促进聚氨酯形成致密的、连续的炭层,可以提高聚氨酯复合材料的阻燃性能。介绍了石墨烯及其衍生物对聚氨酯的阻燃作用,阐述改性石墨烯的阻燃作用和阻燃机理。分析石墨烯协同阻燃聚氨酯的机理,综述了石墨烯与过渡金属硫化合物、植酸、层状双氢氧化物的协同阻燃作用,并提出了石墨烯及其衍生物阻燃聚氨酯的主要挑战和前景展望。

关键词： T-型石墨烯结构   宇称-时间对称   能谱   边缘态  

摘要： 本文通过T-型石墨烯结构的条带两侧分别施加单层或者双层具有宇称-时间(parity-time,PT)对称性的虚势能,考察了非厄米机制对能谱和边缘态的调控作用.结果发现,当对条带最外侧单层格点施加虚势能时,边缘态的能量出现虚部,并且从局域在系统两侧变为一侧.而拓扑平庸区出现PT对称相转变.当虚势能达到临界值时,体态的能隙中会有新的虚能边缘态.另一方面,当施加双层虚势能时,体系中会出现两种不同的边缘态.一种是出现在顶带和底带、局域在系统一侧的边缘态,另一种是出现在第2条和第3条能带中间、局域性相对较弱的边缘态,且不会进入能隙中.本工作有助于理解PT对称的边缘虚势能对T-型石墨烯结构物性的调控作用.

关键词： 3D打印   直写成型   热解温度   石墨烯/SiC_(p)/SiC复合材料   抗压强度   电导率  

摘要： 通过在碳化硅前驱体聚碳硅烷(PCS)溶液中加入石墨烯/SiC_(p)复合粉末,获得石墨烯/SiC_(p)/PCS浆料,采用直写3D打印(DIW)和高温烧结相结合制备了石墨烯/SiC_(p)/SiC复合材料。PCS在不同热解温度下具有不同的产物与性能,本文研究了热解温度对石墨烯/SiC_(p)/SiC复合材料性能的影响。800℃时PCS转化为非晶SiCxOy,随着温度升高至1500℃,非晶SiCxOy逐渐生成导电性更好的β-SiC与游离碳,石墨烯/SiC_(p)/SiC复合材料的电导率从0.93 S·m^(-1)升高至670 S·m^(-1)。1200℃时,复合材料抗压强度和容积密度分别达到最大的12.3 MPa和1.49 g·cm^(-3)。该研究提供了一种基于PCS浆料的直写3D打印工艺制备高导电轻质多孔石墨烯/SiC_(p)/SiC复合陶瓷的方法。