关键词： 锂离子电池   石墨烯   电化学  

摘要： 在锂离子电池的应用实例中,锂离子不能通过2D石墨烯薄片,必须绕道才能到达电解液中。导致锂离子电池的扩散距离较长,充放电速率较慢。3D石墨烯可以很好地保持2D石墨烯的高导电性、表面丰富性和机械坚固性的特性,以及独特的二维电子行为。多孔石墨烯不仅具有独特的孔隙结构,而且引入了丰富暴露的边缘。多孔石墨烯扩展了可能的结构和电学性能的纳米结构,可用于锂离子电池中。综述了3D多孔石墨烯的常规制备方法和3D多孔石墨烯基纳米材料在锂离子电池负极材料中的研究进展。

关键词： 脉动热管   响应面法   氧化石墨烯   纳米流体   传热   预测  

摘要： 响应面法(Response Surface Methodology,RSM)是评价多个自变量对过程及结果影响程度的有效工具。基于RSM方法,试验研究了氧化石墨烯(Graphene Oxide,GO)纳米流体对脉动热管(Pulsating Heat Pipe,PHP)的传热强化作用,分析了加热功率20~105 W、充液率25%~75%及GO纳米流体质量分数0%~0.1%时对PHP传热性能的影响。结果表明:氧化石墨烯/水脉动热管传热性能受加热功率、充液率及GO纳米流体质量分数的共同影响;加热功率(Q)的影响最大,其次是充液率(FR),GO纳米流体质量分数(ω)的影响最小;Q与FR的交互作用较强时,对热阻影响显著;FR与ω的交互作用较弱时,对热阻影响则较小;Q与ω的交互作用及对热阻的影响最小;最佳运行参数为Q=96.4 W,FR=67.5%,ω=0.041%,对应的热阻值Rmin为0.463 K/W;应用RSM方法可大幅减少实验次数,有效分析GO/水PHP传热性能及影响因素,并预测最佳运行工况。

关键词： N掺杂石墨烯   钴催化   密度泛函理论   析氢反应机理   催化方式   酸性催化析氢途径   碱性催化析氢途径  

摘要： 为解决析氢反应(hydrogen evolution reaction,HER)动力学缓慢问题,寻找高效电催化剂,设计了8种不同数量Co原子嵌入N掺杂石墨烯(Coxy-embedded nitrogen-doped graphene,Coxy-NG)电催化剂,并采用密度泛函理论(density functional theory,DFT)进一步研究了Coxy-NG在酸性和碱性条件下对HER的催化性能。结果表明,Co21-NG在8种电催化剂里具有最优的HER催化性能;在酸性条件下,Co21-NG表现出最合适的H吸附吉布斯自由能变化量(change of hydrogen adsorption Gibbs free energy,ΔG_(H^(*))),为0.23 eV;在碱性条件下,Co21-NG的ΔG_(H^(*))只有0.51 eV。该研究可以帮助了解Coxy-NG催化HER过程,并为设计出性能优异的Coxy-NG电催化剂提供指导。

关键词： 柴油车尾气   石墨烯   复合载体   选择性催化还原   催化剂  

摘要： 氨气选择性催化还原法有利于柴油车尾气中NO的脱除,为适合柴油车尾气条件和温度,制备一种石墨烯和TiO_(2)复合载体的脱硝催化剂,通过NH_(3)-SCR催化活性评价、X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、比表面积与孔隙度分析仪(BET)和程序升温还原(H_(2)-TPR)等表征得出以下结论:对于TiO_(2)载体催化剂,高含量的Ce有利于提高NH_(3)-SCR催化活性,并扩宽活性温度区间,活性组分Fe有利于其低温活性;对于石墨烯载体催化剂,活性组分Ce的催化活性更优越,但Fe更有利于高温活性;针对TiO_(2)和石墨烯复合载体脱硝催化剂,进一步扩宽了催化活性温度区间,改善催化剂反应过程中的粉化现象,但是催化活性略有下降,其中Fe0.1Ce0.4Ti/10%GR催化剂具有最优的NH_(3)-SCR活性,在220~450℃温度区间内NO转化率达到90%以上。

关键词： 石墨烯   柔性传感器   自愈机理   基质材料  

摘要： 自愈性柔性传感器具有良好的传感性、机械性能和自愈性,相较于传统柔性传感器,可以修复因形变造成的损伤,使用寿命长。石墨烯基复合材料具有优良的力学性能和高导电性,在制备自愈性柔性传感器领域获得广泛关注。重点论述自愈性石墨烯基柔性传感器实现自愈的机理,即基于可逆共价键如Diels-Alde(D-A)反应、可逆二硫键、可逆硼酸酯键等的自愈,及基于可逆非共价键,如氢键、金属配位键和基于双动态键的自愈。总结了制备此种传感器的基质材料,主要为聚二甲基硅氧烷、聚氨酯、聚丙烯酸、聚乙烯醇基等,并对比了不同基质材料制备的自愈性石墨烯基传感器的各项性能。最后对自愈性石墨烯基柔性传感器目前存在的问题进行讨论,对其未来进行展望。

关键词： 石墨烯   防腐   材料性能   局限性  

摘要： 为探讨石墨烯在防腐领域中应用的可靠性,在对国内外主要石墨烯生产厂家的具体情况进行简要阐述的基础上,对石墨烯用于防腐材料中的作用机制进行了阐述,并分析了石墨烯防腐的可靠性、应用领域及存在的局限性。相关结论可为石墨烯用于防腐施工提供相应的技术支撑。

关键词： 生活污水处理站   污水处理工程   一体化处理设备   生态滤池   申报单位   环保能源   王店乡   石墨烯  

摘要： 申报单位:浙江润润环保能源科技有限公司项目地点:广东省台山市冲萎镇投入运行时间:2022年3月处理规模:70t/d项目工艺:EFT波能一体化处理设备+石墨烯高效生态滤池服务人口:400余人一、案例项目工程概况周口市淮阳区王店乡袁庄村70吨/天生活污水处理站项目位于周口市淮阳区王店乡,是“周口市淮阳区2022年度农村生活污水治理工程”项目中的其中一座污水处理站,另外我司还承接了淮阳区的王明口镇、小崔庄、官路边村等10几个乡村的污水处理工程。

关键词： 石墨烯/Ti基复合材料   合金元素   第一性原理   界面结构   电子性质  

摘要： 石墨烯/Ti基复合材料因具有轻质、高比强度和优异的耐腐蚀性特性而成为极具竞争力的金属基复合材料。然而,石墨烯作为一种优秀的增强体,由于可与Ti发生剧烈的界面反应,严重阻碍了石墨烯/Ti基复合材料的发展与应用。使用第一性原理计算研究合金元素对石墨烯/Ti复合材料界面行为以及电子结构的影响。选取9种合金元素(Ta,Mo,Sn,Pd,Si,Ni,Co,Mn和N)构建Ti/石墨烯/Ti界面掺杂模型,计算界面偏聚能、电子态密度、布局分析以及差分电荷密度。研究发现,当掺杂的合金元素为Ta,Mo和Sn时,界面偏聚能力较弱。同时,分析电子性质可以发现这9种合金元素均削弱了Ti原子与C原子之间的电荷转移。为新型基体钛合金设计和高性能石墨烯增强钛基复合材料设计提供了新的途径,为高性能石墨烯/Ti基复合材料的新型基体钛合金设计提供了重要参考。

关键词： 镍-钴氢氧化物   石墨烯水凝胶   超级电容器   电化学性能  

摘要： 本工作采用化学还原法对氧化石墨烯进行预还原,再将其与Ni(NO_(3))_(2)·6H_(2)O、Co(NO_(3))_(2)·6H_(2)O混合进行水热反应,得到三维网络结构镍钴氢氧化物/石墨烯水凝胶复合材料,通过调节氧化石墨烯的量获得电化学性能最佳的镍钴氢氧化物/石墨烯水凝胶(NiCo-OH/GH_(100)),镍钴氢氧化物纳米片均匀分布在石墨烯表面。0.5 A/g电流密度下NiCo-OH/GH_(100)的比容量为590 F/g,电流密度增加到10 A/g时比容量保持率为76.1%,展现出较高的比容量和良好的倍率性能。组装的NiCo-OH/GH_(100)//碳纳米管复合氮掺杂石墨烯水凝胶(NCGH)非对称超级电容器(ASC)在20 A/g下充放电循环10 000次,比容量保持率达92.9%,功率密度为375 W/kg时的能量密度达23.9 Wh/kg。