关键词： 石墨烯   电催化活性   掺杂调控   界面调控   相调控   结构调控  

摘要： 石墨烯是以sp2杂化轨道组成的六角型蜂巢状二维碳纳米材料,具有比表面积大、导电性好和机械强度高等优点,在电催化领域被广泛应用,但也存在易堆叠、活性位点少等不足。石墨烯材料电催化活性与其原子排列、分子吸附和活化、电子结构、电荷运输等相关,综述了通过掺杂调控提高其内在活性、界面调控实现不同组分之间的协同作用、相调控改变原子排布方式、结构调控改变局部环境促进电子和质量传递等改善石墨烯材料电催化性能的方法,指出将掺杂调控与其他3种活性调控方法有机结合是未来的发展方向。

关键词： 纤维素纳米晶   氧化石墨烯   环氧树脂   力学性能   介电性能  

摘要： 利用纤维素纳米晶(CNC)修饰氧化石墨烯(GO)制备了纳米填料GC,并制备了环氧树脂(EP)/GC复合纳米材料,研究了GC对EP纳米复合材料的力学性能、动态机械性能和介电性能的影响。结果表明:相比单一纳米填料GO或CNC,复合填料GC能够更有效地提高EP复合材料的力学性能及黏弹性。EP/GC的介电常数提升效果最显著,介电损耗相对更低,接近纯EP的水平。添加GC后,EP/GC的电阻率从纯EP的8.23×10^(10)Ω·cm降至7.66×10^(8)Ω·cm。在0~50 kV的直流电场下,相比纯EP,EP/GC的击穿电压从29.45 kV升至36.57 kV,提升了24.2%。

关键词： 共轭微孔聚合物   光电化学传感器   邻氨基苯酚   石墨烯  

摘要： 污染物邻氨基苯酚(o-AP)对环境安全构成相当大的风险,因此对其进行检测至关重要。虽然已有多种光学和电化学方法用于邻氨基苯酚的检测,但基于光电化学(PEC)传感器的检测方法数量有限。本研究开发了一种灵敏的可见光驱动PEC传感器,用于检测水中的o-AP。本研究首先制备了石墨烯接枝共轭微孔聚合物的异质结构传感材料(CMP-rGO),并将其用于开发PEC传感器。在最佳实验条件下,该传感器对o-AP的灵敏度高达0.03μM,线性范围为0.0034~37.6μM。PEC传感器还具有可良好的重复性和再现性、出色的长期稳定性和良好的回收率(98%~102%)。本研究为o-AP的检测提供了一种新的、可行的基于PEC传感器的检测方案。

关键词： 石墨烯   聚乙烯醇   偶联   Cr(Ⅵ)   吸附  

摘要： 以氧化石墨烯(GO)、聚乙烯醇(PVA)为原料,3-缩水甘油醚氧基丙基三甲氧基硅烷(GLYMO)为桥接剂,采用原位水热法制备氧化石墨烯/聚乙烯醇(GPGO)复合吸附剂。借助红外、扫描电镜等表征GPGO的结构,通过静态吸附实验探索m(GLYMO)、pH值、吸附时间、Cr(Ⅵ)初始质量浓度、共存阴离子对GPGO吸附Cr(Ⅵ)性能的影响。结果表明,GLYMO的桥接作用和强酸环境可极大地促进GPGO对Cr(Ⅵ)的吸附。二级动力学和Langmuir等温吸附模型能够很好地描述GPGO对Cr(Ⅵ)的吸附过程,由Langmuir模型计算出GPGO吸附剂对Cr(Ⅵ)的最大吸附量为384.6 mg/g。Cl^(-)和NO^(-)_(3)的存在对GPGO吸附Cr(Ⅵ)性能影响不大,但SO^(2-)_(4)对该吸附过程产生较强的抑制作用。

关键词： 镀镍石墨烯   钛基复合材料   分子动力学   界面   力学行为  

摘要： 目的研究拉伸载荷下镀镍石墨烯/钛复合材料界面的应力-应变行为。方法采用分子动力学模拟方法,建立了镀镍石墨烯/钛复合材料界面的单晶模型,研究了不同方向拉伸载荷下材料的力学行为。结果镀镍石墨烯复合材料的力学性能随着镀层厚度的增大而提高,镀层镍可以作为位错源使复合材料的位错密度提高,镀层镍塑性变形的滞后使镀镍石墨烯/钛复合材料具有更高的塑性变形能力。结论材料的力学性能更多依赖于镀镍层数,随着镀层厚度的增大,镀镍石墨烯/钛复合材料表现出了更高的抗拉强度,但界面处的裂纹和空洞数量也有所增加,材料的延伸率有所下降。

关键词： 激光点火   B/KNO3/PF   石墨烯   燃烧速度   点火延迟时间   掺杂量   装药密度  

摘要： 为探索常压下石墨烯(Graphene)掺杂对B/KNO_(3)/PF点火和燃烧性能的影响,采用湿混法和冷冻干燥法分别制备了不同石墨烯掺杂量的Graphene/B/KNO_(3)/PF,并使用光电探测器和高速摄影研究了石墨烯掺杂量和装药密度对点火延迟时间和燃烧速度的影响规律。结果表明:相对于冷冻干燥法,湿混法制备的Graphene/B/KNO_(3)/PF混合均匀且燃烧速度更高。随着石墨烯掺杂量(0~2 wt%)的增加,Graphene/B/KNO_(3)/PF的平均燃烧速度先增大后减小。装药密度为1.5g·cm^(-3)时,0.8wt%石墨烯掺杂量的Graphene/B/KNO_(3)/PF燃烧速度最大(20.3 mm·s^(-1)),与B/KNO_(3)/PF(14.6 mm·s^(-1))相比增加了39.0%;在装药密度0.8~1.7 g·cm^(-3)范围(0.8 wt%石墨烯掺杂量)内,Graphene/B/KNO_(3)/PF药柱平均燃烧速度随着装药密度的增大而减小。

关键词： 润滑   多孔聚酰亚胺   石墨烯   SiO_(2)颗粒   摩擦因数  

摘要： 为了实现轴承自润滑,用多孔聚酰亚胺(PPI)作轴承保持架材料,研究其含石墨烯润滑油的含油性能和摩擦学性能。以纳米SiO_(2)颗粒为造孔剂,制备不同孔隙率的PPI试件,通过浸油和离心甩油试验测试PPI的含油性能。通过摩擦磨损试验分析孔隙率、石墨烯质量分数和载荷等因素对PPI摩擦性能的影响。结果表明:含石墨烯润滑油的PPI的含油能力与孔隙率成正比;PPI含石墨烯润滑油的摩擦性能与基础油相比,摩擦因数降低了82%。研究结果为聚酰亚胺应用于轴承保持架提供了重要依据。

关键词： 传感器   气体传感器   回音壁谐振模   氧化石墨烯  

摘要： 提出了基于氧化石墨烯和空心二氧化硅薄壁微泡腔的光纤气体传感器。将氧化石墨烯涂覆于熔融加压流变成型的薄壁微泡腔内壁,使其整体的有效折射率对于气体吸附敏感。通过拉锥光纤倏逝场在薄壁微泡腔激发出回音壁谐振模,其中心波长与有效折射率(气体体积分数)对应,据此实现腔内气体体积分数的传感测量。实验结果表明,当氨气的体积分数在0~40×10-6的范围内时,提出的光纤气体传感器的响应呈线性,其传感灵敏度为0.73×106 pm,分辨率为1.9×10-6。当氨气的体积分数为20×10-6时,传感器的响应和恢复时间分别是294 s和329 s。空心微腔结构一方面可以作为敏感单元,另一方面可以直接作为气体通道,避免了外部气室的使用或额外气体通道的封装,极大地提高了传感系统的实用性。

关键词： 石墨烯   抗菌机制   复合纳米材料   抗菌纺织品  

摘要： 近年来,由于细菌病毒的暴发导致社会民众的生命健康受到危害,严重阻碍了人类社会的发展。石墨烯抗菌材料凭借其优异的抗菌性能成为了各领域研究的热点。然而,单一材料石墨烯的杀菌率低,需要结合复合纳米材料、金属离子、抗菌涂料等进一步加强抗菌性能。综述了石墨烯的结构与特性、抗菌机制以及石墨烯抗菌纺织品的制备与应用,最后对石墨烯抗菌领域存在的问题进行论述,指出未来应更加注重抗菌纺织品的制备工艺及其绿色环保可持续发展。

关键词： GQDs   TiO_(2)   杂化水凝胶   力学性能   荧光性能  

摘要： 通过将原位溶胶-凝胶法和自由基聚合法巧妙相结合制备了一种坚固、荧光的杂化水凝胶石墨烯量子点-TiO_(2)/聚丙烯酰胺(GQDs-TiO_(2)/PAM)。在该杂化水凝胶中,同时充当多功能交联剂和纳米填料的TiO_(2)和GQDs粒子与水凝胶网络中的亲水基团通过氢键等非共价键牢固地结合。PAM、TiO_(2)和GQDs之间的强非共价键作用赋予该凝胶优异的力学性能。GQDs-TiO_(2)/PAM(0.5wt%GQDs)水凝胶的断裂伸长率和抗拉强度分别高达2412%和181 kPa,为TiO_(2)/PAM水凝胶的1.78和1.13倍。另外,GQDs的引入还赋予该复合水凝胶特殊的荧光性能,它能够在365 nm紫外光照射下发出明显的蓝色荧光。因此,该水凝胶在生物医药、重金属离子检测、荧光探针等领域有很大发展潜力。