关键词： 氧化石墨烯   膜   膜改性   膜污染  

摘要： 氧化石墨烯(graphene oxide,GO)作为石墨烯的衍生物,结构上逐层堆叠,在片层之间能形成一定间距的纳米通道,可根据透过粒子的尺寸进行筛分,从而实现物质的选择性分离。近年来,氧化石墨烯逐渐成为污水处理的新一代膜材料,但氧化石墨烯膜在使用过程中不可避免地存在膜污染问题。本文综述了GO膜的主要制备方法,介绍了GO膜的改性方法,分析了氧化石墨烯膜抗污染表面构建策略及抗污染机制,总结和展望了氧化石墨烯膜的发展方向以及面临的挑战。

关键词： 氮掺杂氧化石墨烯   质量增重率   阻燃   表面比电阻   服用性能  

摘要： 为开发具有阻燃、导电复合功能织物,制备了氮掺杂氧化石墨烯,并利用其对棉织物进行负载改性。测试改性前后棉织物的质量增重率、阻燃、表面比电阻及断裂强力、抗弯刚度等服用性能,分析氮掺杂氧化石墨烯负载改性棉织物的可行性。结果表明:分散液(氮掺杂氧化石墨烯/氧化石墨烯)对棉织物负载改性的最佳质量浓度为6 g/L。在此质量浓度下,改性棉织物的质量增重率、极限氧指数、断裂强力及抗弯刚度均随分散液(氮掺杂氧化石墨烯/氧化石墨烯)负载改性次数的增加而上升,表面比电阻与透气率则随氮掺杂氧化石墨烯负载改性次数的增加而降低。负载改性到达一定次数时,各项性能指标趋于稳定。同时,氮掺杂氧化石墨烯负载改性棉织物的交联稳定性优于氧化石墨烯负载改性棉织物,使得氮掺杂氧化石墨烯负载改性棉织物的质量增重率、极限氧指数、断裂强力与抗弯刚度高于氧化石墨烯负载改性棉织物,表面比电阻与透气率低于氧化石墨烯负载改性棉织物。水洗负载改性7次的改性棉织物,发现水洗4次时的性能指标与未经水洗负载改性1次的性能指标相当。文章发现利用氮掺氧化杂氧化石墨烯负载改性来制备复合功能棉织物具有可行性,为氧化石墨烯材料在功能织物中的应用提供了一定的参考价值。

关键词： 界面热导   温度效应   尺寸效应   空位缺陷  

摘要： 为解决氮化镓芯片散热问题,采用非平衡分子动力学法,研究工作温度、界面尺寸、缺陷率及缺陷类型对氮化镓/石墨烯/金刚石异质界面热导的影响,通过计算声子态密度和声子参与率,分析界面热传导机理.研究发现,在100—500 K范围内,温度升高使界面热导增大2.1倍,重叠因子随温度增加而增加,界面间声子耦合程度增强,界面热导相应增大.当氮化镓层数从10层增加到26层时,界面热导降低75%,分析认为是界面声子耦合程度下降导致.另外,添加5层石墨烯会导致界面热导降低74%,分析认为是声子局域化程度加重造成;当缺陷率从0增大到10%时,金刚石碳原子缺陷使界面热导提高40%,缺陷散射增加低频声子数量,改善界面热传导;但镓、氮和石墨烯碳原子缺陷会加重声子局域化程度,均导致界面热导降低.研究结果有助于提升氮化镓芯片散热性能,同时对高可靠性氮化镓器件设计具有指导意义。

关键词： 氮掺杂   磷掺杂   石墨烯   聚合物   进展  

摘要： 近年来,石墨烯由于具有稳定性好、比表面积大、载流子迁移率高等较好的性能而备受关注。杂原子掺杂可以调整石墨烯的结构,提高其性能。其中,氮原子(N)掺杂可以诱导碳原子产生带正电荷的位点,提高石墨烯的电导率;磷原子(P)掺杂能够使石墨烯片层高度扭曲褶皱,有效地增大石墨烯的比表面积。将氮掺杂石墨烯(NGO)或磷掺杂石墨烯(PGO)引入到聚合物中,能有效地提高聚合物的综合性能,拓宽聚合物的应用领域。综述了制备NGO和PGO的主要方法,分析比较了各种制备方法的特点及缺陷;总结了其聚合物复合材料在传感器、电池和电容器、阻燃、防腐蚀及分离膜等领域的应用现状;阐述了其在提升聚合物导电性、催化活性、热稳定性、力学性能及防腐蚀性能等方面的研究进展。

关键词： 石墨烯   环氧树脂   黏合剂   复合性   力学性能  

摘要： 环氧树脂胶黏剂具有较高的强度、硬度和耐化学腐蚀性,故其应用越来越广泛。但它也存在一些缺点,如热稳定性差、导电性差等。二维石墨烯是一种具有高强度、高导电性、大比表面积等优异性能的材料,在环氧树脂胶黏剂中添加石墨烯可增强其性能。综述了石墨烯-环氧复合材料的制备及石墨烯对环氧胶黏剂的影响,展望了石墨烯-环氧复合材料的应用前景。未来,在石墨烯-环氧复合材料合成与加工过程中还需解决石墨烯的均匀分散、生产的可扩展性、与环氧树脂及固化剂的相容性等问题。

关键词： 石墨烯   氧化石墨烯   氧化温度   耐热性   官能团   晶体结构  

摘要： 采用高温(90℃)和低温(40℃)两种方式对石墨烯材料进行氧化,制备出了表面含有不同官能团结构的氧化石墨烯(GO)。通过傅里叶红外光谱仪、X射线衍射仪、拉曼光谱仪、X射线光电子能谱仪、热重分析仪和扫描电子显微镜等对制备的GO的表面官能团、晶体结构、元素含量、耐热性和形貌等进行了表征。结果表明在高温条件下利于GO上羧基基团的生成(GO-H),而低温则利于GO上环氧基团的生成(GO-L)。通过不同方式制备的GO具有相近的晶体结构,在GO-L(I D/I G=2.16)上产生的缺陷高于GO-H(I D/I G=1.41),但是GO-L的耐热性高于GO-H。此外,石墨烯材料被氧化后,其层间距得到了增加,由原来的0.34 nm增加到了0.80 nm,证明GO-H和GO-L间的作用力得到了有效减弱。该工作为制备不同结构和性能的GO材料提供了实验依据和理论基础。

关键词： NO   石墨烯   吸附   第一性原理  

摘要： 利用基于密度泛函理论的第一性原理平面波超软赝势计算方法,对一氧化氮(NO)分子在石墨烯表面上吸附的光学特性进行了理论研究,计算了石墨烯表面顶位、桥位和空位3个位点吸附NO分子的吸附能、Mulliken分布、差分电荷密度、态密度和光学性质。研究结果表明,单O掺杂、单N掺杂和O-N双掺杂的石墨烯表面均易吸附NO分子,其吸附方式是化学吸附;3种掺杂均会在石墨烯的费米能级附近形成新的杂质能级,为电子跃迁提供帮助,提升石墨烯的光学性能;在可见光360~780 nm范围内,O-N双掺杂石墨烯表面C-N键桥位吸附NO分子的光学性能最优,其吸收系数和反射系数的峰值较未掺杂时分别提高了约1.40倍和1.84倍。工作加深了对石墨烯表面吸附NO分子的理解,为基于石墨烯材料的NO传感研究提供了理论支持。

关键词： 酚醛树脂   有机气凝胶   还原氧化石墨烯   防热   吸波  

摘要： 基于溶胶-凝胶技术,通过物理共混和常压干燥方法,制备了还原氧化石墨烯/酚醛树脂(RGO/PR)杂化气凝胶,考察了RGO/PR杂化气凝胶微观结构、热稳定性和介电性能随RGO含量的变化规律,并探索其作为防隔热/吸波复合材料基体的应用性能。结果表明:RGO片层结构均匀分散在酚醛气凝胶骨架中,RGO的加入可以有效提升气凝胶的热稳定性,当添加RGO的质量分数为4%时,杂化气凝胶的Tmax提升17.28℃;RGO对RGO/PR的介电性能有显著影响,2 GHz介电常数实部由2.6增加到4.7,可以实现对PR气凝胶电性能的灵活调控;气凝胶厚度为20 mm时,最低反射损耗小于-10dB;石英纤维增强RGO/PR杂化气凝胶经500 s表面温度为1200℃的烧蚀后,最大背温仅为186.31℃,表现出良好的防隔热性能。

关键词： 碳纳米管   碳基   固体电子学   光电探测   性能潜力   电子技术   石墨烯   太赫兹  

摘要： 碳基电子技术被认为是“后摩尔时代的颠覆性技术之一”,以三维金刚石、二维石墨烯和一维碳纳米管等为典型代表的碳基电子材料各具优异特性,给新一代射频、太赫兹、高线性以及光电探测传感等器件领域带来了技术创新甚至变革性应用的希望,但是不同碳基材料和器件目前又面临系列的不同技术挑战和难题,远未发挥应有的性能潜力,仍需进一步探索和深入研究,共同寻求突破和解决方案。

关键词： Twisted bilayer graphene van   Hove singularity   Ultrafast photoluminescence   Hot carrier dynamics  

摘要： Interlayer twist evokes revolutionary changes to the optical and electronic properties of twisted bilayer graphene(TBG)for electronics,photonics and *** the ground state responses in TBG have been vastly and clearly studied,the dynamic process of its photoexcited carrier states mainly remains ***,we unveil the photoexcited hot carrier dynamics in TBG by time-resolved ultrafast photoluminescence(PL)autocorrelation *** demonstrate the unconventional ultrafast PL emission between the van Hove singularities(VHSs)with a~4 times prolonged relaxation *** intriguing photoexcited carrier behavior is ascribed to the abnormal hot carrier thermalization brought by bottleneck effects at VHSs and interlayer charge distribution *** study on hot carrier dynamics in TBG offers new insights into the excited states and correlated physics of graphene twistronics systems.