关键词： 石墨尾矿   超声剥离   重力沉降   石墨微纳米片   高压微射流均质机   石墨烯  

摘要： 石墨烯独特的结构特性与优异的理化性质,使其具有广阔的应用前景。以萝北某石墨尾矿为对象,采用粉碎、超声剥离、重力沉降,提取石墨尾矿中石墨微纳米片,然后进行提纯剥离制备石墨烯。结果表明,研磨获得d50为2.5μm左右的尾矿颗粒,超声剥离处理6 min,重力沉降进行石墨富集,获得石墨微片碳含量最高达9.72%,石墨回收率达80.01%,石墨微片经提纯后得到固定碳含量为98.1%、层数约为20层左右的石墨微纳米片。采用高压微射流均质机进行剥离制备多层石墨烯,石墨微片、水及分散剂配比为0.2 mg:1 mL:0.001 mg,高压微射流均质机的压力80 MPa,进行高压分散循环25次后,剥离得到的石墨烯片厚度在10层以下、片径在3μm以上,制成具有较高晶体质量的石墨烯。石墨尾矿制备石墨烯既有利于拓展石墨烯原料范围又有利于实现石墨尾矿的资源化利用。

关键词： 断裂带破碎地层   龙马溪组垮塌   石墨烯   龙马溪组垮塌   石墨烯  

摘要： 真页2-1HF井是华东油气分公司和华东石油工程有限公司道真区块一体化开发的真页2平台的首口井,该井场位于道真向斜道真次凹,其目的层为龙马溪组龙一段②~③小层。该井先后经历了随钻堵漏、弹性石墨、石墨烯等新型封堵技术,解决漏失、龙马溪组断裂带破碎地层井壁垮塌、卡钻等井壁的稳定问题,完成了该井的施工。

关键词： 石墨烯材料   环境污染治理   吸附性能   催化作用   协同技术  

摘要： 系统总结了石墨烯材料在环境污染治理中的多方面应用进展。在水体污染治理方面,可通过靶向吸附重金属离子、催化降解有机污染物、构建油污分离膜及抑制微生物污染等方式发挥作用;大气污染治理中,能实现对挥发性有机物的吸附捕集、氮氧化物的选择性催化还原、颗粒物的静电吸附净化及二氧化硫的氧化吸附协同;在土壤污染修复领域,可催化分解有机农药残留、固定重金属、优化土壤微生物群落和改良盐碱地。旨在为破解环境污染难题提供一些新思路。

关键词： 钛酸锂   还原氧化石墨烯   表面改性   电化学性能  

摘要： 为了得到循环稳定性和倍率性能优异的钛酸锂(LTO)负极材料,将质量浓度不同的氧化石墨烯与LTO材料进行物理混合,再通过热处理方法制备出还原氧化石墨烯包覆钛酸锂(LTO@rGO)复合材料。通过X射线粉末衍射仪、拉曼光谱仪、X射线光电子能谱仪、扫描电子显微镜和电化学工作站对复合材料的晶体结构、形貌和电化学性能进行表征和测试。结果表明:氧化石墨烯质量浓度为2mg/mL时,在电流密度为1C条件下,LTO@rGO复合材料初始比容量为168mAh/g,经过50次循环后容量为165.2mAh/g,具有优异的电化学性能。

关键词： 石墨烯   提高采收率   界面张力   纳米驱油  

摘要： 石墨烯材料具有粒径小、易改性、吸附性强和高温稳定等特点,能够快速吸附于油水界面,在降低油水界面张力、改变岩石润湿性等方面效果显著,对于低渗透、高温高盐等油藏具有巨大的应用潜力。从石墨烯材料的制备及改性手段入手,总结了近年来石墨烯材料在提高原油采收率方面的研究进展,阐述了石墨烯流体和石墨烯/聚合物二元流体的驱油机理和应用潜力,展望了未来的发展方向。

关键词： 聚多巴胺   氟化石墨烯   分散   水性环氧涂层   防腐  

摘要： 目的改善氟化石墨烯在水性环氧树脂涂层中的分散性,增强涂层的耐腐蚀性能。方法受贻贝黏附蛋白的启发,以多巴胺为修饰单体,通过原位聚合生长在氟化石墨烯(FG)表面形成聚多巴胺(PDA)层,从而对FG进行功能化修饰。随后,将FG@PDA作为填料添加到水性环氧树脂(WEP)涂层中,制备了FG@PDA/WEP复合涂层。利用傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)、X-射线衍射仪(XRD)、X-射线光电子能谱仪(XPS)、透射电子显微镜(TEM)和高分辨扫描电子显微镜(SEM)对FG@PDA的化学组成和微观结构等进行了表征分析,并通过电化学阻抗谱(EIS)测试等评估了涂层的耐腐蚀性能。结果多巴胺通过自聚合均匀生长在FG片层表面形成聚多巴胺纳米颗粒,明显提高了FG在乙醇溶剂中的分散稳定性。添加0.5%~1%(质量分数)FG@PDA复合材料的FG@PDA/WEP复合涂层在浸泡10 d后,其低频阻抗模量(|Z|f=0.01 Hz)显著高于纯WEP涂层,保持在108Ω·cm^(2)以上。结论聚多巴胺的引入提供了丰富的反应活性位点,增强了FG与树脂基质的界面相互作用,从而显著提高了涂层的防护性能。

关键词： 磁性氧化石墨烯   镉   香根草   积累   土壤  

摘要： 磁性氧化石墨烯(graphene oxide/Fe_(3)O_(4),GO/Fe_(3)O_(4))是一种具有快速电子传递和提供Fe源的纳米杂合材料,在强化重金属污染土壤的植物修复方面具有广阔的应用前景。本研究以香根草为实验材料,采用室内盆栽的方法,从Cd的植物积累、矿质元素吸收、光合作用荧光指标、抗氧化酶活力以及膜脂过氧化程度等方面,系统评价了GO/Fe_(3)O_(4)强化植物修复的潜力和机理。结果表明,GO/Fe_(3)O_(4)显著增加了10.0 mg·kg^(^(-1)) Cd处理组的香根草根中Cd、Fe、Ca与Mg的含量,提高了0.5 mg·kg^(^(-1)) Cd处理组的香根草地上部Cd生物富集系数,增强了10.0 mg·kg^(^(-1)) Cd处理组的香根草叶绿体荧光参数和2.0 mg·kg^(^(-1)) Cd处理组的香根草叶绿素含量。同时,GO/Fe_(3)O_(4)显著降低了2.0 mg·kg^(^(-1)) Cd处理组的香根草地上部丙二醇(MDA)和根中的过氧化氢(H2O2)含量、显著提高了香根草根中的过氧化物酶(POD)活性,以及0.5 mg·kg^(^(-1)) Cd处理组的香根草地上部POD活性和过氧化氢酶(CAT)活性。实验结果为应用GO/Fe_(3)O_(4)强化重金属污染土壤的植物修复提供了科学依据。

关键词： 二维材料异质结   石墨烯   能带结构   电学性能  

摘要： 文章探讨了二维材料的基本性质,以此为基础分析了二维材料异质结的分类与制备方法,并特别关注石墨烯与硫化钼和硒化钨构成的异质结,分析了它们的能带结构、电学性能。研究表明,这些异质结不仅继承了各自材料的独特性质,还产生了新的物理现象,为能带工程和电子输运提供了新的途径;石墨烯/硫化钼和石墨烯/硒化钨异质结展现出优异的电学性能,包括高电流输出、低接触电阻、高载流子迁移率和良好的整流行为,为高性能电子器件的开发提供了新的方向。

关键词： 石墨烯   氮素   土壤酶活性   黑钙土   氮素转化   氮素积累  

摘要： 随着纳米技术的发展以及纳米材料的大量应用,人们对纳米材料的环境安全日益关注,虽然纳米材料对农业生产环境的效应已有一定研究,但是研究结果存在很大差异。以黑钙土为材料,通过盆栽试验研究了0(CF)、50(G1)、100(G2)、150g/kg(G3)石墨烯添加量,对黑土不同形态氮素含量、土壤氮代谢酶活性的影响,以探讨石墨烯对玉米生长季土壤氮素转化的影响机制。结果表明,添加石墨烯可提高土壤氮素含量,在3叶1心期,G2处理的土壤碱解氮、铵态氮和硝态氮含量分别较CF处理显著增加(P<0.05)。同时,石墨烯的加入还提高了土壤酶活性,但随着施用量的增加,土壤酶活性呈现先升高后降低的趋势,G2处理蛋白酶、脲酶、亚硝酸还原酶和硝酸还原酶的活性较CF处理分别提高6.57%~25.12%、5.01%~28.68%、16.23%~46.42%和27.75%~125.94%。在成熟期G2处理的玉米氮素积累较CF处理显著增加了31.45%。综上,黑钙土添加石墨烯提高了土壤氮素转化效率,促进了当季玉米植株氮素吸收和积累,100g/kg的石墨烯添加量效果较好。

关键词： 强流脉冲电子束   石墨/硬质合金涂层   石墨烯   金刚石   耐磨性能   显微组织   相组成   摩擦磨损性能  

摘要： 【目的】硬质合金是一种以微米级难熔金属化合物(WC、TaC、TiC、NbC)粉末为硬质相,以过渡族金属(Co、Fe、Ni)粉末为烧结黏结相,经高温烧结制备而成的合金。硬质合金因具有高硬度、高强度、耐磨耐腐蚀性和良好高温性能,被广泛应用于刀具材料等工业领域,被称为“工业牙齿”。随着我国战略性新兴产业的发展,航空航天、海洋工程、数控机床、轨道交通、核工程、新能源、先进医疗装备、环保节能装备等高端制造产业对高性能高稳定性刀具材料的需求越来越大。采用涂层镀膜等表面处理方法将固体润滑剂涂覆在刀具表面,或将固体润滑剂作为添加剂加入刀具材料基体,利用固体润滑剂高温稳定的优点,在服役刀具表面形成连续的固态润滑层,有利于刀具性能的进一步提升。【方法】以WC-Co硬质合金粉末(粒径15~45μm)为耐磨组元,以石墨粉末(粒径80~200μm)为固体润滑剂,通过球磨法制备球形复合粉末,采用等离子喷涂工艺将复合粉末沉积为石墨/WC-Co涂层,采用强流脉冲电子束(能量密度27 keV、脉冲间隔15 s)进行辐照处理,辐照次数为1、10、20和30。对处理后涂层的显微组织和力学性能进行观察。【结果】采用强流脉冲电子束处理后,重熔涂层表面致密平整,改性层厚度可达294μm,表面硬度最高可达800 HV,平均摩擦系数最低可降至0.10。显微结构分析表明,强流脉冲电子束辐照后涂层表面生成纳米尺寸的WC相、Co_(3)W_(9)C_(4)相和类金刚石结构,使涂层表面显微硬度大幅提高;电子束使涂层表面大块石墨溶解后重新析出,生成椭球状石墨,同时石墨在电子束作用下分离成石墨烯片层,均匀覆盖在涂层表面,有效降低了涂层表面的摩擦系数;部分石墨转变为金刚石结构,有效提升了涂层的表面硬度。【结论】采用热喷涂沉积和强流脉冲电子束改性的两步技术,制备了表面均匀、致密细小的WC-Co合金,诱导了球状石墨、石墨烯和金刚石共同组成复合碳结构,有效提高了涂层的硬度并降低表面的摩擦系数。所制备的纳米复合自润滑涂层为高端装备制造刀具行业提供了一种新材料。