关键词： 氧化石墨烯   聚甲基丙烯酸甲酯   自组装   负压成膜   耐水性能  

摘要： 氧化石墨烯（GO）薄膜具有优异的选择透过性，但其较低的制备效率和极差的耐水性能严重影响其发展与应用。为了改善GO薄膜的耐水性能，本文提出一种快速制备自支撑疏水聚合物（PMMA）/GO复合薄膜的方法。通过调控三元溶剂（丙酮-乙醇-水）比例将疏水PMMA与亲水GO共同分散到一起，并对其分散机制进行解释。此方法凭借易于挥发的溶剂体系及采用负压辅助成膜方法在气液界面快速自组装形成自支撑复合薄膜，最短成膜时间仅需6 s。复合薄膜的FTIR、XRD图谱及SEM结果表明PMMA与GO成功复合且形成致密的叠层结构。随着PMMA含量的增加，复合薄膜层间规整程度先增加再降低。成膜压力越高，则会致使薄膜规整程度变差。得益于PMMA的引入及其特殊结构，复合薄膜的拉伸强度提高44.39%。薄膜耐水性能明显增强，体积溶胀率与GO薄膜相比减少98.11%。本文采用三元溶剂体系大幅提高GO成膜性和成膜速度，制备的复合薄膜具有较好耐水性能，可极大扩展GO薄膜的应用场景。

关键词： S.oneidensis MR-1   金属/氧化石墨烯复合催化剂   PMS活化   电化学氧化  

摘要： 开发具有小尺寸金属活性中心的金属物种负载GO复合催化剂（M/GO）对活性黑5（RBK5）染料废水的处理具有重要意义.本研究创新性利用*** MR-1（MR-1）菌的胞外还原作用，制备铜/氧化石墨烯复合材料（MR1-Cu-GO）作为电催化（EC）及过一硫酸盐（PMS）协同催化剂.表征结果显示，所得MR1-Cu-GO具有良好的小尺寸Cu物种分布(dm约为5-10 nm)，且Cu物种以CuCl2、CuO和Cu2（OH）2CO3混合态为主.RBK5降解效率测试显示，MR1-Cu-GO/PMS，MR1-Cu-GO/EC，MR1-Cu-GO/EC/PMS体系对RBK5均有良好的降解效率.其中MR1-Cu-GO/EC/PMS体系降解效率最高，在外加电流为50 A/m2，PMS初始浓度为3 mmol/L的最佳条件下，借助HO·和SO4·ˉ等活性物质的产生，在30 min内可以达到100%的RBK5降解率.

关键词： 石墨烯   化学气相沉积法   少层石墨烯薄膜   拉曼光谱  

摘要： 不同于零带隙的单层石墨烯，少层石墨烯具有电场可调带隙、非常规超导及铁磁性等，在发展超快、低功耗、高集成度的电子、光电器件等领域有着广泛的应用前景。获得高质量少层石墨烯是实现其应用的先决条件，本文通过常压化学气相沉积法在Cu/Ni(111)合金表面制备少层石墨烯。研究发现通过改变电化学沉积时间以及电流大小可在Cu箔衬底表面制备Ni含量可控的单晶Cu/Ni(111)合金箔，在其表面成功制备出了覆盖率较高的少层石墨烯薄膜。

关键词： 聚丙烯   功能化石墨烯   分子动力学   导热绝缘性能   调控机理  

摘要： 为提升聚丙烯导热绝缘性能并探究性能调控机制，该文首先以-OH、-COOH、-NH2接枝石墨烯为基础，利用聚酰亚胺及衍生构型对氧化石墨烯进行接枝，形成功能化石墨烯，进一步采用功能化石墨烯对聚丙烯进行掺杂，然后利用分子动力学计算300 K下复合体系导热绝缘性能并揭示微观机理。结果表明：PP-PI-2-NH2体系的导热系数与相对介电常数较PP体系改善效果最优，导热系数提升201.17%，相对介电常数降低28.97%；PP-PI-1-OH体系的击穿场强提升最优，相较PP体系提升19.18%。同时，从自由体积、径向分布函数、声子态密度、密度泛函理论等角度揭示了提升聚丙烯导热与介电性能微观机理。研究结果可为提升聚丙烯导热绝缘性能提供方法指导和理论参考。

关键词： Fe3O4   石墨烯   磁场   定向排列   力学性能   水泥净浆  

摘要： 二维石墨烯（G）纳米片对水泥基材料有显著的增强效果，但通常情况下G是杂乱无章地分布在水泥基材料中。为了更好地发挥G的强化作用，本研究通过一步共沉淀法将Fe3O4纳米颗粒附着热还原氧化石墨烯（RGO）纳米片上制备了磁性纳米复合材料Fe3O4@RGO（MGO），通过施加外磁场（MF）使不同掺量的MGO纳米片在水泥净浆（CP）中沿一定方向排列，分别通过测试垂直和平行于磁场方向上的硬化水泥净浆的抗压强度。研究结果表明经磁场诱导后掺入不同量MGO的水泥净浆平行于磁场方向的截面抗压强度均大于垂直于磁场方向的截面抗压强度；当MGO掺量为0.1wt%时，在平行于磁场方向的截面抗压强度比垂直于磁场方向的截面抗压强度高12.20%。说明MGO纳米片经磁场诱导后发生了定向排列，水泥水化产物更多地在平行于磁场方向上规整排列生长。本研究通过外部磁场诱导调控石墨烯纳米片定向排布，为特定用途下实现更高强度的水泥基材料提供了一种有效途径。

关键词： 断路器触头   铜钨合金   石墨烯   元胞自动机   电弧烧蚀  

摘要： 随着电力系统向高等级和大容量发展，对CuW80电触头耐烧蚀性提出更高要求。石墨烯(graphene，Gr)因其优异性能常被用作复合材料增强相。本文构建了介观尺度下石墨烯掺杂的CuW80电弧烧蚀元胞自动机模型，考虑了材料物理参量对温度的依赖特性与烧蚀过程中边界的移动，模拟得到温度场与熔化过程中熔坑形貌，研究了石墨烯含量与空间分布对CuW80烧蚀特性影响。根据各材料元胞状态与数量，提出烧蚀速率、完全烧蚀热流等作为评估参量，获得了石墨烯增强机理。与CuW80相比，CuW80Gr0.16wt%烧蚀速率降低8.068%，完全侵蚀热流提高4.302%，且与热量有足够接触面积和热通道时石墨烯增强能力最好，其可以提高热量向内部传递效率，减少界面材料损失。元胞自动机模拟方法可为CuW触头的跨尺度模拟提供方法支撑并指导增强设计。

关键词： 磺胺嘧啶   氧化石墨烯   适配体传感器  

摘要： 利用荧光素基团(FAM)标记的核酸适配体(FAM-SDZ30-1)为探针,氧化石墨烯(GO)为荧光猝灭剂,构建了一种荧光适配体传感器,用于检测长江水体中磺胺嘧啶(SDZ)残留。当溶液中不存在SDZ时,FAM-SDZ30-1通过π-π堆积作用吸附在GO表面,由于荧光共振能量转移,FAM-SDZ30-1的荧光被GO淬灭;当溶液中存在SDZ时,FAM-SDZ30-1与SDZ结合形成复合物,不能吸附在GO表面,溶液的荧光不变。在优化条件下,该传感器荧光强度与SDZ浓度在25~625 ng/mL范围内呈线性关系,相关系数R2为0.9986,检出限为53.13 ng/mL。该方法有望用于长江水体中磺胺嘧啶残留分析。

关键词： 纳米酶   类酶活性   农药分子检测  

摘要： 聚焦于开发掺杂型石墨烯纳米酶作为农药分子检测的创新策略,旨在克服运用传统酶抑制法检测农药残留对昂贵天然酶的依赖,提升农药残留检测的经济性。碳基纳米酶是天然酶的替代品,不仅继承了碳基材料成本低廉、资源丰富、生物相容性好的优势,显著增强了对农药分子的催化活性和选择性,实现了对农药分子的高效灵敏检测。因此,开发掺杂型石墨烯纳米酶并将其用于农药检测会大大降低检测成本,实现高效检测,从而拓宽纳米酶在环境监测与食品安全领域的应用前景。

关键词： 石墨烯膜   RFID技术   实验室危化品管理  

摘要： 本文深入分析了将石墨烯膜材料与射频识别(Radio Frequency Identification,RFID)技术 相结合,在实验室危化品管理方面的应用潜力。尽管 RFID 技术在提高实验室设备管理的效率、减少人 为错误以及实现数据自动化方面展现出了其独特的优势,但目前基于传统金属材质的 RFID 标签在实际 应用中仍面临若干挑战。本文基于石墨烯膜材料优异的导电性、机械性能和环境耐受性等性能,详细介 绍石墨烯膜 RFID 标签制作的流程,并论证了石墨烯膜 RFID 标签在特殊环境中长期识别的潜力。本方 案致力于推动科研工作向更高效方向发展,并加速科研成果的市场化转化,同时,为石墨烯膜在产业化 道路上开辟了新的路径。

关键词： 氧化石墨烯   碳纳米管   水性聚氨酯   防水透湿  

摘要： 将氧化石墨烯(GO)与碳纳米管(CNTs)在去离子水中混合,通过超声处理得到分散均匀的氧化石墨烯-碳纳米管(GO-CNTs)分散液。比较了纯WPU膜、GO改性WPU膜、CNTs改性WPU膜以及GO-CNTs改性WPU膜的性能,选取了最佳改性材料,再通过将不同质量分数GO-CNTs分散液与WPU共混,研究不同添加量对复合膜热学、力学、电学及防水透湿性能的影响,采用SEM、FTIR、水接触角和TG等方法对膜的结构和性能进行表征,并探究了添加GO前后蓄热性、抗菌性的变化。结果表明:当GO-CNTs添加的质量分数为0.6%时,复合膜的综合性能最佳,接触角为42.3°,顶破强力为38 N,拉伸强度和断裂伸长率分别为5.6 MPa、280%,电阻为49 GΩ,耐静水压为14750 mmH_(2)O,透湿率为2110 g/m^(2)·24 h,防水透湿性较好,可以应用于防水透湿织物,经改性膜贴合后织物的蓄热温度提升了13.7℃,抗静电性及抗菌性提升。