关键词： 有机相变材料   正十八烷   石墨烯   扩散系数   分子动力学模拟  

摘要： 为研究石墨烯形成的纳米级有限空间对石蜡相变行为的影响,以正十八烷代表石蜡,采用分子动力学模拟方法研究了厚度为5.1 nm的石墨烯夹层对正十八烷相变行为的约束效应。模拟结果表明,石墨烯夹层可抑制正十八烷分子的热运动,使其更难融化,更易凝固,与纯正十八烷体系相比,该尺度的石墨烯夹层使正十八烷的凝固温度和融化温度分别提高了51.39 K和19.33 K,凝固潜热和融化潜热较理论值分别降低了7.41%和8.10%;在石墨烯和正十八烷的相互作用下,石墨烯作为二维平面可为正十八烷结晶提供模板,使其优先在石墨烯界面形成结晶层,随着温度降低,从石墨烯界面向外逐渐定向结晶,并迫使正十八烷形成与石墨烯界面平行的结晶层。

关键词： 氧化石墨烯   黏胶纤维   复合纤维   抗菌性   远红外功能   断裂强度  

摘要： 研究了氧化石墨烯/黏胶复合纤维的制备及其性能,研究表明,氧化石墨烯在水溶液中具有较好的分散性能,氧化石墨烯的添加使黏胶纤维的强度有所提升,并且赋予黏胶纤维较好的抗菌、远红外等功能。经过第三方检测机构检测,该复合纤维的抑菌率达到95%以上,远红外发射率达到0.94,远红外温升达到2.0℃,在功能性纺织品中具有广阔的应用前景。

关键词： 氧化石墨烯   聚酰胺6   复合树脂   接枝改性  

摘要： 采用氨基硅烷偶联剂(AEAPTMS)、丙烯酸、丙烯酰胺对氧化石墨烯(GO)分别进行氨基化、羧基化、酰胺化改性,通过原位生长法在改性石墨烯材料表面负载氧化亚铜(Cu_(2)O),并评估改性材料的抗菌性能和分散性。20μg/mL的Cu_(2)O-氨基石墨烯(AGO)、Cu_(2)O-羧基石墨烯(CGO)、Cu_(2)O-酰胺基石墨烯(CAGO)对大肠埃希菌的抗菌率均大于99.99%,对枯草芽孢杆菌的抗菌率分别是99.99%、98.43%、99.99%。进一步采用原位聚合法制备聚酰胺6(PA6)/Cu_(2)O-AGO复合树脂,研究改性前后复合树脂的分子质量及其分布和热稳定性。与PA6/Cu_(2)O-GO复合树脂相比,PA6/Cu_(2)O-AGO复合树脂具有优异的热稳定性。由于Cu_(2)O-AGO和PA6分子链间氢键作用力增强,复合树脂的结晶度增加,复合树脂的5%热失重温度由289.8℃提高到386.0℃。

关键词： 钴   氮掺杂石墨烯   电催化   氮化物  

摘要： 析氢反应和析氧反应是电化学水分解和金属–空气电池等可再生能源技术的基础反应。各种过渡金属(Co、Fe、Ni等)基催化剂由于具有良好的电催化活性而被大量探索,以作为贵金属潜在的替代品。本研究成功制备出负载于氮掺杂石墨烯(NGO)上的双功能电催化剂(Co5.47N/NGO)。在1 M KOH中,达到10 mA/cm2的电流密度,OER过电位需352 mV,HER过电位需104 mV。(Co5.47N/NGO)作为电解池的阴极和阳极时,1.79 V的电压就能达到10 mA/cm2的电流密度,并表现出优异的稳定性。该研究简化了氮化钴的合成过程,并且片状NGO减少了纳米粒子的团聚,提供了大量的活性位点,从而提高了电催化活性。The hydrogen evolution reaction (HER) and the oxygen evolution reaction (OER) are fundamental reactions in renewable energy technologies such as electrochemical water splitting and metal-air batteries. A variety of transition metal (Co, Fe, Ni, etc.)—based catalysts have been extensively explored due to their good electrocatalytic activity as potential substitutes for noble metals. In this study, a bifunctional electrocatalyst (Co5.47N/NGO) supported on nitrogen-doped graphene (NGO) was successfully prepared. In 1 M KOH, to reach a current density of 10 mA/cm², the overpotential for OER is 352 mV and the overpotential for HER is 104 mV. When (Co5.47N/NGO) serves as the cathode and anode of the electrolytic cell, a voltage of 1.79 V can achieve a current density of 10 mA/cm2 and exhibit excellent stability. This research simplifies the synthesis process of cobalt nitride, and the flake-shaped NGO reduces the agglomeration of nanoparticles and provides a large number of active sites, thus improving the electrocatalytic activity.

关键词： 氧化石墨烯(GO)   金属–有机框架(MOFs)   原位生长  

摘要： 金属有机骨架(MOFs)是一种晶态多孔材料,具有超高的比表面积、极高的孔隙率、可变的孔径和多样的功能位点。氧化石墨烯(GO)是石墨烯的氧化衍生物,具有独特的二维层状结构和丰富的含氧官能团,表现出优异的亲水性、分散性和化学可修饰性。这些特性使GO成为MOFs负载的理想基底,GO与MOFs的复合材料因其协同效应成为研究热点,MOFs的多孔性和可设计性也进一步拓展了复合材料的功能。本文综述了GO/MOFs复合材料的制备方法(如原位生长、自组装和物理混合等)及其在CO2吸附、污水处理、超级电容器和生物医学等领域的应用进展,并探讨了当前面临的挑战和未来发展方向。

关键词： 道路工程   改性沥青   石墨烯   自修复性能   尺寸   分子动力学  

摘要： 【目的】探究石墨烯的尺寸变化对沥青自修复性能的影响及其作用机理。【方法】利用动态剪切流变仪试验方法,从宏观上评价了单层、少层和多层石墨烯改性沥青的自修复能力;通过分子动力学(molecular dynamics,MD)模拟技术,从分子层面分析了石墨烯尺寸对沥青自修复性能的影响机理。【结果】随着石墨烯层数的减小,石墨烯改性沥青的自修复能力呈现先减弱后增强的趋势;多层石墨烯改性沥青(multi-layer graphene-modified asphalt,MGMA)在自修复前后的疲劳寿命比、复数模量增量比,以及累积耗散能比分别比少层石墨烯改性沥青(few-layer graphene-modified asphalt,FGMA)的提高了38.8%、101.2%、42.3%。在微裂缝自修复过程中,石墨烯改性沥青的范德华势能降低,进而导致体系能量降低。MGMA裂缝周围分子之间的相互作用能比FGMA和单层石墨烯改性沥青(singer-layer graphene-modified asphalt,SGMA)的分别提高了24.4%和9.2%。在石墨烯改性沥青自修复过程中,饱和分的扩散系数大于其他组分的,并随石墨烯尺寸的减小呈先减小后增大的趋势。【结论】石墨烯改性沥青的微裂缝自修复能力主要依靠饱和分的扩散能力和范德华力。石墨烯改性沥青按照自修复能力由大到小排列,依次为MGMA、SGMA、FGMA。

关键词： 碳纳米管   环氧树脂   断裂韧性   石墨烯  

摘要： 环氧树脂(EPs)表现出各种非凡的性能,包括显著的机械和热性能,低收缩率和高耐化学性,胶粘剂、漆、涂料等不同应用打开了广阔的窗口。相反,EPs也有脆性的不良特性,使其无法充分抵御裂纹的萌生和扩展。人们正在努力提高EPS的韧性,同时又不牺牲其理想性能。随着纳米技术的出现,通过在聚合物中加入不同的改性和未改性的纳米填料来提高EPS的韧性的方法得到了发展。自从碳基纳米填料,特别是碳纳米管(CNTs)和石墨烯(Gr)的发现以来,结合这些纳米填料及其杂化物的EP基复合材料的开发取得了重大进展。综述了近年来使用CNTs和Gr对EPs增韧的研究进展。

关键词： 石墨烯   复合材料   氧化还原法   红外消光性能  

摘要： 采用氧化还原法,通过在混合石墨烯粉末中加入PVA和采用抗坏血酸溶液作为还原剂,制备了一种三维石墨烯复合材料.研究显示:该三维石墨烯复合材料的红外消光性能与烟幕质量浓度呈正相关,且红外消光性能显著优于其他墨烯材料;当烟幕质量浓度达到0.9 g/L时,样品的消光系数为0.98 m^(2)·g^(-1).由此表明,所制备的三维石墨烯复合材料具有优异的红外消光性能.

关键词： 氧化石墨烯骨架   H_(2)储存   CO_(2)选择性吸附   溶剂热法  

摘要： 为研究改性石墨烯材料的性能,采用Hummers法制备氧化石墨烯(graphene oxide,GO),并通过溶剂热法将其与苄胺合成一种多孔胺柱支撑的氧化石墨烯骨架材料(graphene oxide framework,GOF).热重分析和拉曼光谱、傅里叶变换红外光谱、粉末X射线衍射图谱表征发现,GOF的孔隙率和比表面积高于GO,这与层间距的可调有关.气体吸附试验结果表明,GOF具有良好的储氢能力,在77 K和1.0×10^(5) Pa条件下,对H_(2)的相对质量吸附率为0.46%,且有较大比表面积(86.4 m^(2)/g).基于理想吸附溶液理论,估算得到GOF对CO_(2)/N_(2)的选择性为25.1,对N_(2)的吸附量为58.5 mL/g.因此,二维氧化石墨烯纳米片经修饰后,可作为储氢和分离烟气中CO_(2)的多功能材料.

关键词： 新兴技术识别   主题模型   共现网络   石墨烯领域  

摘要： [目的/意义]随着新一轮科技革命的加速推进,新兴技术所带来的变革性创新对于发展新质生产力、提升国家竞争力和经济活力至关重要,因此准确识别并分析新兴技术主题对推动科技创新和经济发展具有重要意义。[方法/过程]针对现有识别方法在语义挖掘和多维评估上的不足,基于LDA2Vec模型与共现网络,提出一种多维度新兴技术识别方法,通过专利和论文数据的主题挖掘和共现分析构建综合测度指标体系,并以石墨烯领域为例,识别该领域的新兴技术主题。[结果/结论]该方法能够从主题和网络两个视角识别新兴技术领域,并有效揭示技术主题的发展路径和演变趋势,为科技政策制定和资源配置提供了有力支持。