关键词： 石墨烯纳米片   铝基复合材料   时效处理   微观结构   力学性能  

摘要： 本研究采用超声波振动铸造法制备了石墨烯纳米片（GNPs）增强A380复合材料（GNPs/A380复合材料）。研究了复合材料的老化行为、微观结构和力学性能。研究发现，GNPs可缩短GNPs/A380复合材料的峰值老化时间。GNPs-Al界面可作为析出相更稳定的成核点。随着GNPs的桥接，基体的协调变形增加，GNPs/A380复合材料的断裂面上会出现更大的韧窝。由于细晶粒强化、载荷传递和沉淀强化机制，GNPs/A380复合材料的屈服强度比A380 合金提高了 28.1%。

关键词： 薄膜   LAS玻璃   氧化石墨烯   正硅酸乙酯   玻璃耐腐蚀   均匀分散性  

摘要： 本文在研究不同质量氧化石墨烯(GO)在水和乙醇中的分散性,以及GO粉末和GO水分散液与正硅酸乙酯(TEOS)水解液的复合分散作用的基础上,以TEOS和GO为原料,采用溶胶-凝胶法制备了GO/TEOS溶液,并使用旋涂法在锂铝硅(LAS)玻璃表面镀膜,分析了GO/二氧化硅(SiO_(2))膜层的表面形貌和断面形貌、断面元素分布,研究了GO/SiO_(2)膜层对LAS玻璃耐腐蚀性能的影响。结果表明,当GO质量为0.05 g、去离子水为15 mL时,GO在水中具有良好的分散性,加入TEOS水解液后可形成均匀镀膜液。将旋涂法表面镀膜后的LAS玻璃在氮气气氛和600℃热处理2 h后获得致密GO/SiO_(2)薄膜,碳元素分析表明,GO在膜层中均匀分布。对比分析无镀膜、SiO_(2)薄膜以及GO/SiO_(2)复合薄膜对LAS玻璃在盐酸(HCl, 1 mol/L)溶液、氢氧化钠(NaOH,质量分数5%)溶液中的腐蚀性的影响,证明GO/SiO_(2)复合薄膜可以提高LAS玻璃的耐酸腐蚀性能。

关键词： 纤维素纳米纤维   银纳米线   氧化石墨烯   梯度结构   电磁屏蔽  

摘要： 随着无线通信技术的发展,电磁辐射污染日益严重,开发超轻、超薄、柔性、高机械性能的电磁屏蔽材料以保护精密电子器件免受电磁辐射干扰十分必要。以纤维素纳米纤维(CNFs)为基质,银纳米线(Ag NWs)和氧化石墨烯(GO)为导电填料,通过交替真空抽滤CNFs和具有不同比例的Ag NWs/GO混合液的方法构建了一种超薄柔性电磁屏蔽复合纸(厚度为34μm)。研究了复合薄膜的润湿性、力学性能以及电磁屏蔽性能,揭示了复合纸微观结构及组成对其润湿性、力学性能以及电磁屏蔽性能的影响。SEM测试结果表明,该复合纸具有多层结构。导电性测试结果表明,3个导电层导电性呈梯度变化。接触角测试的结果表明,形成多层梯度结构后,复合纸的接触角为115°,表现出了一定的疏水性。万能力学试验机的结果表明,多层梯度结构复合纸的应力和应变分别为26.7 MPa和2.16%,相比混合非梯度复合纸有了一定的提升。矢量网络分析仪的测试结果表明,具有梯度结构的复合纸在8.2 GHz时,电磁屏蔽效能为24 dB,高于混合非梯度结构复合纸的效能(19 dB),并以吸收损耗为主。因此,通过构建分层梯度结构可以显著提升复合纸的力学性能以及电磁屏蔽性能。

关键词： 石墨烯   生产废酸   截留率   耐酸纳滤膜元件   资源化  

摘要： 作为一种新型分离技术,膜分离技术广泛应用于处理工业废水。为考察耐酸纳滤膜技术对石墨烯行业生产废酸的处理效果,试验分别采用国产膜元件和进口膜元件对废酸进行处理。结果表明,两种膜元件对锰离子的截留率较高,截留率为88%~97%;两种膜元件对钾离子的截留率差异较大,进口膜元件截留率大于50%,国产膜元件大于20%;运行过程中,国产膜元件的运行压力约为进口膜元件的一半。运行结果表明,膜分离技术用于处理石墨烯行业废酸,工艺可行。

关键词： 氧化石墨烯   聚酰亚胺   分子动力学   界面   ReaxFF  

摘要： 采用分子动力学模拟的方法,建立了氧化石墨烯(GO)和聚酰亚胺(PI)的模型,探究了GO/PI复合体系中的界面相互作用,以及在2873、3073和3273 K温度下GO与PI之间的反应路径。通过分析相互作用构型演变过程、时间/相互作用能曲线和温度/相互作用能曲线,揭示了GO与PI之间存在着较强的界面相互作用,这主要源于它们都具有sp2杂化的π共轭结构。ReaxFF分子动力学模拟了GO/PI复合体系在高温下可能的反应路径,结果表明在高温下GO转变为还原GO(rGO),PI发生热解并主要引发酰胺键的断裂,形成的碳团簇碎片上的N、O活性点位与rGO发生共价键连接,并进一步促成rGO边缘新结晶碳簇的形成。温度的升高可以促进GO/PI复合体系中rGO的结晶度的增加,对rGO上的元素及碳环数量进行了分析显示rGO上新增的6元环数量由2873 K的142.1%增加到3273 K的195.3%。该研究揭示了GO/PI复合材料在高温下反应的过程,为研究高性能石墨烯膜的制备提供了重要的理论支撑。

关键词： 还原氧化石墨烯   甲醛   静态吸附特性   重复性能  

摘要： 研究了新型还原氧化石墨烯空气过滤材料的甲醛吸附性能。考察了不同甲醛浓度、空气温度和湿度对新型还原氧化石墨烯空气过滤材料甲醛吸附容量的影响并分析其吸附机理,采用升温脱附和置换脱附探究其循环使用性能。结果显示:该新型过滤材料对甲醛有较好的吸附性能,在起始浓度8 mg/m^(3)、温度26℃、湿度50%的条件下,材料对甲醛吸附容量为0.217mg/g;但随着温度的升高吸附容量会降低;湿度对吸附容量的影响呈现出先增高而后降低的趋势,在相对湿度60%左右吸附容量达到最大;采用Langmuir模型对材料吸附等温线的拟合程度更好。其次,采用置换脱附的效果好于升温脱附,循环5次后,其脱附率分别可达85%和52%。

关键词： 柔性导电纤维   三轴结构   石墨烯   碳纳米管   多功能传感器  

摘要： 为解决现有智能可穿戴器件导电性及耐久性差、功能应用单一、无法很好满足智能可穿戴系统对相关设备的需求等问题,以聚氨酯为基体,石墨烯和碳纳米管为导电材料,利用湿法纺丝工艺制备了3种三轴导电纤维。通过形貌表征和性能测试对其传感性能进行研究,并对3种导电纤维在实际场景中的应用情况进行测试。结果表明:由于芯层和外层聚氨酯的支撑保护作用,3种导电纤维不仅具有高灵敏度(最大为249)和高拉伸性(600%),而且具有很好的耐久性;同频率和同弯曲深度下石墨烯导电纤维最为灵敏,输出电信号最大,证明其传感性能最好;3种导电纤维在超过1000次的拉伸循环后仍能稳定输出电信号,且在跟随关节运动产生拉伸与回复的过程中,能够稳定监测不同部位的运动幅度及产生的电信号,表明其作为柔性可穿戴传感器具有很好的应用前景。

关键词： 高科技竞争   产业升级   导电导热性   生物医疗   航空航天   量子计算   碳中和   新兴材料  

摘要： 石墨烯,被誉为“新材料之王”,是迄今为止已知的最薄、最轻、强度最高、导电导热性佳、透光率高的新兴材料。在碳中和、量子计算、集成电路、5G/6G下一代通信、下一代能源、生物医疗、航空航天等诸多领域有着广泛的应用前景,是主导未来国际高科技竞争的超级材料,也是当前世界各国产业升级的战略突破点和国际竞争新焦点。

关键词： 石墨烯   改性沥青   常规性能   流变性能  

摘要： 文中通过石墨烯改性沥青的常规性能测试、动态剪切流变试验和多重应力蠕变恢复试验,对石墨烯改性沥青流变性能变化规律进行研究。结果显示,适量的石墨烯显著提升了沥青的流变性能、弹性性能和抗变形能力,其中1.5%的石墨烯掺量为最佳掺量,同时可根据实际需求调整石墨烯掺量,表明石墨烯改性沥青具有良好的应用前景。