关键词： 多级中空结构   CdS   石墨烯   可控合成   光腐蚀   光催化剂   协同效应  

摘要： 光催化技术是一种在能源和环境领域有着重要应用前景的绿色技术。为提高光催化效率,利用简单的“自下而上”法合成了尺寸可控,具有中空内核且核与壳之间有一定间隙层的中空蛋黄壳结构型CdS/石墨烯复合光催化剂Hollow CdS@void@GR。采用多晶粉末X-射线衍射仪(XRD),扫描电镜(SEM),透射电镜(TEM),傅立叶变换红外光谱仪(FT-IR)和比表面积测定(BET)表征样品的晶体结构、微观形貌、元素组成和孔结构。采用光催化降解罗丹明B(RhB),采用紫外-可见漫反射光谱仪(DRS)和电感耦合等离子体质谱仪(ICP)测定Cd^(2+)浓度,分析该材料的光催化性能及抗光腐蚀性能。结果表明:Hollow CdS@void@GR的结构大小可通过PS模板大小、S/Cd比例、超声反应时间及TEOS量进行调控。在强光照射下,由于多级中空结构,中空CdS内核与中空GR外壳之间的协同效应,Hollow CdS@void@GR纳米复合材料表现出较强的光催化活性、优异的光催化稳定性和良好的抗光腐蚀作用。

关键词： 石墨烯载体   单原子Pt催化剂   甲醛吸附   密度泛函理论  

摘要： 采用密度泛函理论方法研究石墨烯载体调变单原子Pt催化剂的几何结构、电子结构和吸附甲醛分子的性能.计算结果表明,单空穴位石墨烯负载的单原子Pt催化剂(Pt/GrGvac)电荷由Pt向载体转移,Pt带正电荷;杂原子B掺杂的单空穴位石墨烯负载的单原子Pt催化剂(Pt/3BGrGvac)电荷由载体向Pt转移,Pt带负电荷;杂原子N掺杂的单空穴位石墨烯负载的单原子Pt催化剂(Pt/3NGrGvac)中Pt带正电荷.不同石墨烯载体调变的单原子Pt催化剂均可吸附活化甲醛分子,电荷由单原子Pt催化剂向甲醛分子中的C原子转移.计算结果揭示Pt/3NGrGvac催化剂中Pt带正电荷更有利于甲醛分子的吸附活化.研究结果可为设计吸附甲醛的高效单原子催化剂提供理论基础.

关键词： 氧化石墨烯   石墨烯   水热还原   原子结构  

摘要： 本研究通过球差校正透射电镜成像研究了氧化石墨烯还原到石墨烯的微观结构演变,并结合X射线光电子能谱和傅里叶红外光谱表征验证了还原过程含氧官能团的去除效果。氧化石墨烯的高分辨图像结构高度不均匀,氧化过程引入的氧原子与碳原子结合,破坏了C-C键结构形成sp^(3)杂化键,使单层氧化石墨烯部分呈无序结构。还原后石墨烯可以清晰看到大范围的蜂窝状单晶结构,表明水热还原方法去除了大量含氧官能团,恢复了大部分共轭π键和碳原子sp^(2)杂化结构,还原效果明显,碳氧比高达11.7。

关键词： 石墨烯   界面结合   铜基复合材料   摩擦层   磨损  

摘要： 如何通过优化石墨烯/铜复合材料的界面结构来提高复合材料的摩擦学性能成为石墨烯增强铜基复合材料领域重要的研究方向之一。采用铜铬合金(CuCr)作为基体材料,还原氧化石墨烯(RGO)作为增强相,通过溶液搅拌混合和热压烧结工艺制备得到了RGO/CuCr复合材料。对比了添加铬元素前后复合材料的减摩耐磨性能,基于磨痕表面成份和形貌的分析探讨了铜基体铬合金化对石墨烯/铜复合材料摩擦学性能的作用机制。结果表明,铜基体铬合金化使复合材料具有更小更稳定的摩擦因数和更低的比磨损率,特别是在高载荷工况下。性能提高的原因归结为铜基体铬合金化有利于在摩擦过程中复合材料表面形成致密而连续的富石墨烯摩擦层。

关键词： 聚氨酯   石墨烯   亲油疏水   吸附性能   合成   性能评价  

摘要： 石墨烯类材料作为理想的碳纳米材料具有三维网状空间结构、巨大的比表面积和良好亲油疏水性能,被广泛应用于增强高分子材料。介绍了氧化石墨烯发泡法制备吸油材料,即聚氨酯材料在发泡过程中加入氧化石墨烯(GO)改性剂,随后对其还原,制备还原氧化石墨烯亲油疏水材料,并进行了结构表征及室内评价,重点探讨了氧化石墨烯浓度对材料吸附性能的影响,材料亲油疏水性能以及静态、动态油水分离效率。同时,对比总结其他石墨烯改性吸油材料的优缺点及目前存在的问题,最后概括本方法制备吸油材料的技术优势,为GO/CNTs等纳米材料制备高附加值产品工业化提供参考。

关键词： 石墨烯   LiNi_(0.8)Co_(0.1)Mn_(0.1)O_(2)   微量包覆   电化学性能  

摘要： 使用Hummers法得到氧化石墨烯,再通过还原氧化石墨烯制备石墨烯。使用高温固相法制备LiNi_(0.8)Co_(0.1)Mn_(0.1)O_(2)正极材料,将石墨烯加入乙醇溶液中,与增稠分散剂羧甲基纤维素钠(CMC)混合得到石墨烯溶液。利用液相自聚集法将石墨烯溶液微量包覆在LiNi_(0.8)Co_(0.1)Mn_(0.1)O_(2)表面。通过SEM、XRD以及电化学测试系统对石墨烯/LiNi_(0.8)Co_(0.1)Mn_(0.1)O_(2)复合材料进行表征和测试。结果表明,0.8%-石墨烯/LiNi_(0.8)Co_(0.1)Mn_(0.1)O_(2)复合材料性能最佳,首次充电比容量最大值达到222.85 mAh/g,首次充放电比容量最大值达到208.93 mAh/g,库仑效率为93.75%。

关键词： 石墨烯   复合物   功能性纺织品   电加热   阻燃   抑菌  

摘要： 为了推动功能性纺织品的发展,介绍石墨烯及其衍生物的性能、形态及结构特点,以石墨烯及其复合物在电加热纺织品、抑菌纺织品、阻燃纺织品等方面的应用案例,分析石墨烯及其复合物在电加热、抑菌、阻燃、远红外、电磁屏蔽等功能性纺织品中的应用机理,阐述其发展前景。指出:石墨烯及其复合物具有较好的导电、导热、光学及力学性能,在电加热和抑菌纺织品领域具有较大研究空间和良好发展前景,但石墨烯粉体尺寸不稳定、层数不均匀,单层含量相对较低,在电加热纺织品中易出现短路,在彩色纺织品中应用受限。

关键词： 可调控零膨胀材料   介孔材料   透射电镜   复合材料  

摘要： 随着军事和民用技术的快速发展,对航空、户外等领域所用器件在复杂环境下的稳定性提出了更为严格的要求。这些器件经常需要在较大的温度变化范围内工作,而温度变化所带来的材料体积变化是器件结构受损,功能失效的重要原因之一。因此,如航空航天设备中所用的精密结构件不仅需要具有优秀的导电、导热性能,还需要保证其在温度变化过程中具有较低的热膨胀系数。因此,研究制备具有近零膨胀性能的材料便成为解决这些问题的重要方法之一。在本研究中,作者通过改变烧结温度,制备出一系列介孔铁电PbTiO_(3)(PTO)陶瓷,通过测试结果展示了材料的热导率、热膨胀系数与烧结温度的关系。进一步通过三维重构技术(Tomography)与高角度环形暗场像(high angle annular dark field,HAADF),分析了改变烧结温度对于介孔尺寸、分布密度的影响,以及单个介孔表面附近的铁电屏蔽效应影响范围,从而解释了烧结温度的变化与介孔的分布密度、尺寸大小以及热膨胀行为之间的紧密联系。随着烧结温度的降低,介孔对材料铁电屏蔽效应的总区域占比逐渐升高,从而使材料正膨胀系数增大,导致材料表现出近零膨胀。为进一步提高材料的热导率,提升材料的多功能性,将这一材料与石墨烯进行复合,通过改变烧结温度与石墨烯的复合比例,进一步使材料的热膨胀系数趋近于零膨胀,并通过调整烧结温度与复合比例,得到膨胀系数低至7×10^(-7)℃^(-1),热导率比单相陶瓷提升约65%的近零膨胀复合陶瓷。这种材料可以在芯片封装,航天器外壳,通讯设备等材料领域得到进一步广泛应用的空间。

关键词： 丙酮   褶皱石墨烯微球   复合材料   超疏水传感器  

摘要： 为了增加表面粗糙度,获得超疏水复合材料,本文引入水-丙酮的二元溶剂,探究氧化石墨烯(GO)在二元溶剂中的分散与蒸发,而后通过喷雾油炸法,得到褶皱石墨烯微球(FGO),探究溶剂组分对浸润性的影响,最后将FGO与聚二甲基硅氧烷(PDMS)复合,制成对丙酮敏感的超疏水传感器。结果表明:在二元溶剂中,水的组分为20%时,GO在其中分散良好并且有不错的蒸发率,得到的FGO接触角为149.1°;制备的复合材料结合良好,具备150.2°的超疏水性能,同时能在丙酮浓度为0.03~0.075 mol/L时具有良好感知性能,灵敏度达到115 (mol/L)^(-1)。

关键词： 石墨烯   专利分析   发展定位   路径研究  

摘要： 石墨烯具有优异的光电及力学特性,在材料学、微纳加工、新能源、生物医学等方面具有广阔的应用前景,被认为是一种未来革命性的材料。文章以专利数据为基础,聚焦石墨烯产业关键技术,从产业结构、创新能力、人才储备、技术协同、专利运营5个方面分析广西石墨烯产业发展定位,并针对现阶段的发展问题提出相应的对策建议,以期为广西石墨烯产业技术创新及发展提供参考。