关键词： 催化   膜   石墨烯   过氧化物   消炎药成分  

摘要： 磺胺吡啶(SSZ)与甲氧苄啶(TMP)是常用的消炎药组合,其排入水体后可能引发生态风险。为实现污染物的高效净化,将还原氧化石墨烯和碳纳米管(rGO/CNTs)复合碳层负载于微滤膜表面,并通过活化多种氧化剂,建立了可实现连续处理的原位催化氧化体系。研究结果表明,过二硫酸盐(PDS)和过一硫酸盐(PMS)分别是rGO/CNTs催化膜去除水中SSZ和TMP的最佳氧化剂,而过氧化氢(H_(2)O_(2))体系的除污效能随运行时间衰减较快。由活性氧组分淬灭实验、碳层表面基团表征和密度泛函理论计算可知,碳层缺陷结构是吸附、活化PDS和PMS分子,诱发表面氧化和单线态氧(^(1)O_(2))等非自由基氧化的关键位点。与羟自由基(·OH)反应占主导的H2O2体系相比,PDS和PMS催化氧化具有明显的目标物选择性,能够更有效地抵抗水体背景物质的干扰和减缓膜污染的形成。上述发现对于进一步优化碳质催化膜的功能设计、推动原位催化氧化新技术发展具有指导意义。

关键词： 石墨烯纤维   二硫化钼   二氧化钌   柔性超级电容器  

摘要： 纤维型柔性超级电容器由于其高功率密度、长循环寿命、微型化、优异柔韧性等特点,在可穿戴电子产品、智能织物领域备受关注。以氧化石墨烯和片状二硫化钼为混合纺丝液,通过限域水热法组装制备二硫化钼/石墨烯复合纤维,并在纤维表面原位均匀沉积二氧化钌,制备二氧化钌@二硫化钼/石墨烯复合纤维(RuO_(2)@MoS_(2)/GF)。采用SEM、TEM、XPS、XRD等测试方法对复合纤维进行结构形貌表征,并组装纤维型超级电容器,评价其在凝胶电解质体系的电化学性能。结果表明:在电流密度为0.2 mA/cm^(2)时,RuO_(2)@MoS_(2)/GF的比电容为685 mF/cm^(2),同时具有良好的循环稳定性,充放电循环6000次后,比电容保持率80%;通过将纤维型超级电容器串联,实现为电子计时器实际供能,促进石墨烯纤维在智能可穿戴领域的应用。

关键词： MXene   石墨烯   平面电容器   ^(60)Coγ辐照  

摘要： 柔性微平面超级电容器(MPSCs)的研究已经取得很大的进展,但由于其能量密度较低,仍然无法满足可穿戴电子设备的应用要求。石墨烯(Graphene)作为电极材料时的高惰性限制了其作为超级电容器电极的活性。通过对Graphene进行^(60)Coγ射线辐照改性,再将改性后的Graphere与赝电容电极材料过渡金属碳化物(MXene)共混复合,借助丝网印刷方法,在柔性织物基底上制备复合改性电极的同心圆型平面电容器。结果表明:^(60)Coγ射线辐照Graphene后缺陷增加;比表面积增大,孔隙率增加。与MXene复合后所制备的平面电容器具有较高的面积比电容和能量密度(分别为119 mF/cm^(2)和20μWh/cm^(2));当平面电容器进行5000次充放电循环时,电容保持率为102%,表现出优异的循环寿命和机械稳定性,在微型柔性电子器件储能设施领域具有潜在应用价值。

关键词： 自由基聚合   聚乙酸乙烯酯   碳纳米管   石墨烯   分散性  

摘要： 为提高碳纳米材料在极性/非极性溶液和聚合物基体中的分散性和相容性,以乙酸乙烯酯为单体,采用自由基聚合的方法,对碳纳米管和石墨烯两种碳材料进行包覆改性。采用红外光谱、热重分析、扫描电子显微镜和拉曼光谱表征了包覆碳材料的效果。经红外光谱表征,包覆后的碳纳米材料出现了乙酸乙烯酯的特征吸收峰,热重曲线中170~240℃出现明显的失重,从拉曼光谱中可以看出,改性后的碳纳米管和石墨烯的ID/IG分别从1.730和1.040降低至1.090和0.985,表明石墨化程度增加,说明了乙酸乙烯酯改性碳纳米材料成功。通过紫外光谱测试表征了包覆后碳材料的分散性和稳定性,发现包覆后的碳纳米材料具有优异的分散性和稳定性。因此,原位聚合得到的聚乙酸乙烯酯成功包覆到了碳材料表面,包覆过程没有对碳纳米材料本身结构规整性造成破坏,保证了碳纳米材料原有的性能不受影响。当乙酸乙烯酯与碳材料的质量比为1∶1和2∶1时,聚乙酸乙烯酯包覆碳纳米材料的效果较好,且改性后的碳纳米材料具有优异的分散性和稳定性。

关键词： 第一性原理   异质结构   外加电场   电子性质  

摘要： 本文构建了四种由Janus MoSSe和Graphene垂直堆垛而成的含缺陷异质结构。基于密度泛函理论的第一性原理计算方法研究了外加电场对空位缺陷下Janus MoSSe/Grahene异质结构电子性质的影响。研究发现S空位缺陷下的SMoSe/Graphene异质结构在电场的作用下可以改变其掺杂类型,最高能够达到1.176 × 1013 cm−2的n-type掺杂密度。SeMoS/Graphene的S和Se空位缺陷结构在电场作用下能分别达到1.488 × 1013 cm−2和1.555 × 1013 cm−2的载流子掺杂密度,并且施加反向的电场能够完全抑制掺杂的产生。

关键词： 锌-空气电池   铠甲催化剂   双功能电催化剂   FeNi合金   碳壳  

摘要： 改善氧还原反应(ORR)和氧析出反应(OER)的缓慢动力学对促进可充电锌-空气电池的应用具有重要意义.在过去十年中,研究人员致力于开发不含贵金属的双功能氧电催化剂,包括过渡金属(铁、钴、镍和锰)、合金、氧化物、氮化物、氢氧化物和磷化物,以进一步降低催化剂的成本,并提高其性能.研究表明,铁基催化剂表现出较好的ORR催化活性,而镍基催化剂在OER方面具有出色的性能,因此将铁和镍进行合金化组合成为一种实现高效双功能催化活性的有效方法.然而,反复的氧化还原反应会导致金属在水溶液中溶解,从而使得催化剂的耐久性变差.因此,如何在保证催化活性的同时提升催化剂的耐久性,成为了科研人员面临的一项重大挑战.构建铠甲催化剂被证明是解决上述问题的一种有效策略.本文通过热解三聚氰胺、葡萄糖和无机金属盐组成的混合物,成功制备了一种极具前景的铠甲催化剂FeNi@NC,其由掺杂氮的类石墨烯纳米片上超薄碳壳封装的铁镍合金纳米颗粒构成.扫描电镜、透射电镜、能量色散光谱、X射线吸收光谱和X射线衍射系列表征结果证明了碳壳封装铁镍合金纳米颗粒的形成,X射线光电子能谱证明催化剂中铁镍合金的电子向外层碳壳转移.电化学测试结果表明,FeNi@NC的ORR起始电位和半波电位与商业Pt/C催化剂相当,并且OER性能也与商业RuO2催化剂相近,展现出了良好的双功能催化活性.理论计算结果表明,内部铁镍合金的电子向外层氮掺杂碳壳转移,不仅活化了碳表面,还显著提升了催化剂的ORR和OER活性.这种电子转移促进了铁镍合金与氮掺杂碳壳之间的强协同效应,共同赋予了催化剂出色的双功能催化能力.此外,包裹在FeNi合金纳米颗粒周围的碳壳不仅为催化剂提供了结构支撑,还显著增强了易溶解合金物质的稳定性和耐久性.在多次循环伏安测试后,FeNi@NC催化剂仍然能够维持较高的催化性能,循环后的电镜表征进一步证实了催化剂结构的稳定性.FeNi@NC催化剂的高效催化活性、界面上快速的物质和电荷传输以及稳定的封装结构,使其在作为可充电锌-空气电池正极时展现出高功率密度和长循环稳定性.综上,本文研究了杂原子掺杂碳材料负载限域生长过渡金属合金的可控制备及其电催化反应机制,为锌-空气电池提供了一种新的解决方案.

摘要： 申请号:CN202311345916.6 申请日:20231018 申请人:中国石油化工股份有限公司;中国石油化工股份有限公司胜利油田分公司 本发明提供一种氮掺杂碳修饰的石墨烯纸基材料、制备方法和用途.所述石墨烯纸为氮硼共掺杂石墨烯纸,所述氮掺杂碳为氮掺杂多孔纳米碳,所述氮掺杂多孔纳米碳的质量分数为5％～30％,基于所述氮掺杂碳修饰的石墨烯纸基材料的总质量计.所述石墨烯纸基材料的制备工艺简单可控,不仅耐酸碱,耐高温检测环境,而且具有较高萃取效率,适用于纸喷雾萃取技术在油田污染检测方面的应用.

关键词： 聚二甲基硅氧烷(PDMS)   硅烷偶联剂(KH550)   导热率   扩散系数   分子动力学模拟  

摘要： 聚二甲基硅氧烷是一种良好的疏水性材料，研究改性并将其制作成涂层运用在室外串有变压器的杆塔上，减少覆冰产生冰闪电压对电力系统的影响具有一定的现实意义。从微观角度分析表面接枝有硅烷偶联剂KH550的石墨烯对聚二甲基硅氧烷性能的影响，并采用分子动力学的方法搭建纯聚二甲基硅氧烷模型、石墨烯不接枝KH550的复合模型及石墨烯表面分别为6%与12%KH550的复合模型，从微观角度对比分析改性后的复合模型的热、力学性能的提升。研究可知在聚二甲基硅氧烷中掺杂石墨烯或者在石墨烯表面接枝KH550后再与聚二甲基硅氧烷混合均能改善其导热率、玻璃化转化温度、自由体积、均方位移及水分子的扩散系数和结合能等热力学性能，石墨烯表面接枝率为6%和12%硅烷偶联剂在温度为250K时，相对于纯聚二甲基硅氧烷含水模型的导热率分别提高了25.6%和21.6%，玻璃化转换温度分别提高了70K和77K；对比石墨烯表面接枝率为6%和12%硅烷偶联剂含水与否的复合模型可知，水分子能够提高均方位移，减小玻璃化转换温度和自由体积，同时水分子扩散系数及结合能的性能随着温度与接枝率不同有所差异。研究结果可为减少冰闪电压对电力系统影响的实验研究提供参考，同时对研发融冰、疏水性材料提供理论依据。

关键词： 针刺疗法   鼻炎,变应性   石墨烯养护鼻罩   环磷酸腺苷   let-7e   嗜酸性粒细胞  

摘要： 目的 观察针刺配合石墨烯养护鼻罩治疗变应性鼻炎的临床疗效。方法 将94例变应性鼻炎患者随机分为治疗组和对照组,每组47例。对照组给予石墨烯养护鼻罩治疗,治疗组在对照组基础上加用针刺治疗。观察两组治疗前后各项血液指标[单核细胞趋化蛋白-1(monocyte chemoattractant protein-1,MCP-1)、环磷酸腺苷(cyclic adenosine monophosphate,cAMP)、特应性免疫球蛋白E(immunoglobulin E,IgE)、可溶性白细胞介素-2受体(soluble interleukin-2 receptor,SIL-2R)、白细胞介素-5(interleukin-5,IL-5)、环磷酸鸟苷(cyclic guanosine monophosphate,cGMP)、干扰素-γ(interferon-γ,IFN-γ)、let-7e、水通道蛋白1(aquaporin 1,AQP1)和外周血辅助性T细胞1(helper T cell 1,Th1)/辅助性T细胞2(helper T cell 2,Th2)]及鼻腔分泌物嗜酸性粒细胞(eosinophils,EOS)水平的变化情况,记录治疗前后需氧菌/真菌情况、1年内发作次数及过敏性鼻炎鼻症状总分量表(total nasal symptoms score,TNSS)、伴随症状总分量表(total non-nasal symptom score,TNNSS)、鼻结膜炎生存质量量表(rhinoconjunctivitis quality of life questionnaire,RQLQ)评分,比较两组临床疗效。结果 两组治疗后MCP-1、IgE、SIL-2R、IL-5、cGMP、AQP1、EOS水平及1年内发作次数、各项评分(TNSS、TNNSS、RQLQ评分)均较同组治疗前显著下降(P<0.05),cAMP、IFN-γ、let-7e、Th1/Th2水平均显著上升(P<0.05)。治疗组治疗后各项血液指标、EOS水平、1年内发作次数及各项评分与对照组比较,差异均具有统计学意义(P<0.05)。治疗组治疗后总有效率为97.9%,明显高于对照组的87.2%,两组比较差异具有统计学意义(P<0.05)。结论 针刺配合石墨烯养护鼻罩治疗变应性鼻炎疗效确切,可调节患者免疫状态,抑制机体炎症,提高let-7e和cAMP含量,降低鼻腔分泌物EOS比例,可缓解临床症状,减少鼻炎发作次数,且对鼻腔菌群无明显影响。

关键词： 纤维素   石墨烯   复合材料   研究进展  

摘要： 纤维素与石墨烯有着较好的相容性,两种物质的结合能使所得复合材料(即纤维素-石墨烯基复合材料)获得结构和性能上的显著改善及增益,使之在能源存储、柔性电子、智能穿戴、生物医疗、污水治理等多个领域产生重要应用。首先介绍了纤维素和石墨烯的基本物化性质和形貌特征;接着概括了制备纤维素-石墨烯基复合材料的主流方法,分析各自优势与局限性;同时阐述若干典型纤维素-石墨烯基复合材料的制备与应用实例;最后展望其发展前景。