关键词： 杂化导电粒子   聚乙二醇   聚乳酸   导电性能   相变储能   温敏响应  

摘要： 本文通过溶液-熔融共混法制备了石墨烯-碳纳米管-聚乳酸/聚乙二醇(Gr-CNT-PLA/PEG)相变储能复合材料,详细探究了导电粒子和PEG对PLA相变储能复合材料结晶性能、导电性能和温敏响应行为的影响。在溶液-熔融共混过程中,二维结构的石墨烯和一维结构的碳纳米管在热力学和动力学因素的作用下可以物理复配为三维结构的Gr-CNT杂化粒子,改善导电粒子在复合材料内部的分散性,使复合材料具有较低的导电逾渗域值,约为0.51wt%。此外,在PEG相变储能材料和导电粒子的作用下,进一步改善了Gr-CNTPLA/PEG复合材料的导电性能和结晶性能,结晶温度从100℃(PLA)提高到了约130℃((Gr-CNT_(50))_(0.6)-PLA/PEG_(10))。在恒温温度-电阻测试中发现Gr-CNT-PLA/PEG复合材料的电导率随等温热处理温度的提高表现出先降低后升高的现象;在循环变温温度-电阻测试中,Gr-CNT-PLA复合材料在37℃到140℃的循环温度区间内表现出了低温正温度系数(PTC)和高温负温度系数(NTC)效应;而通过相变储能材料PEG和循环温度值的协同调控,Gr-CNT-PLA/PEG复合材料在降温过程中表现出良好的相转变储能平台,成功地实现了复合材料单调的PTC效应和高温度灵敏度,灵敏度(ΔR/R_(0))可达3000%;且随着PEG质量含量的提高可以有效地实现复合材料的储能平台越宽,可达16.28 min,为高灵敏度温度传感器的制备奠定了基础。

关键词： 氧化石墨烯(GO)   碳纳米管(CNT)   复合纤维   温度传感器   瞬态电热技术(TET)   测温性能  

摘要： 以碳纳米管(CNT)为填料、氧化石墨烯(GO)溶液为主体,通过化学限域水热法制备了含有不同质量碳纳米管的石墨烯-碳纳米管复合纤维。发现石墨烯-碳纳米管复合纤维热电性能随着氧化石墨烯与碳纳米管质量比的增加有提升趋势。利用瞬态电热(TET)技术研究了石墨烯-碳纳米管复合纤维的测温性能,并分析了其导电机理。结果表明,石墨烯-碳纳米管复合纤维的测温性能表现良好,且随着温度的降低,测温性能进一步提升。在30 K时,电阻温度系数(TCR)为0.05 K^(-1),特征响应时间为0.56 s;电流热退火后结构尺寸增大了0.5倍。导电机理由热激活传导(150~292 K)转变为最近邻跳跃(NNH)传导(70~150 K)和可变范围跳跃(VRH)传导(30~70 K)。为石墨烯-碳纳米管复合纤维在高灵敏度温度传感器上的应用提供了理论支撑。

关键词： 仿生矿化   氧化石墨烯   羟基磷灰石   模拟体液   原位合成   粒径变化  

摘要： 羟基磷灰石(HAp)是一种与人体骨骼成分类似的无机材料,具有良好的生物相容性。本文以氧化石墨烯(GO)为模板,通过模拟体液(SBF)仿生矿化原位合成了HAp纳米粒子。通过SEM、XRD、EDS和拉曼光谱等测试分析研究了矿化时间、SBF/GO体积比对矿化产物物相组成、形貌和结构的影响。结果表明,矿化处理后的GO表面形成了大量均匀分布的类骨HAp。随着矿化时间延长和SBF体积占比增大,矿化产物的尺寸及数量增大,GO层间距逐渐扩大。本研究验证了GO辅助合成HAp的可行性,拓展了仿生矿化法的应用领域。

关键词： 氧化石墨烯   热还原氧化石墨烯   砂浆   力学性能   电学性能  

摘要： 研究了热还原氧化石墨烯(TRGO)和氧化石墨烯(GO)在水泥砂浆环境下的分散机理,探索了这两种导电相的单掺和复掺对砂浆力学/电学性能的影响。研究表明GO对TRGO在富钙高碱环境下的分散有促进作用,且分散最佳质量比(%)为3∶10;与TRGO单掺相比,复掺GO能促进砂浆水化产物形成片状结构并互相交织,使得力学性能显著提升,当w(GO)∶w(TRGO)=0.3∶1.0时,28 d抗折强度和抗压强度与单掺TRGO相比提升了21.34%和34.52%,随着掺量增加力学性能反而下降;水泥砂浆的电导率随着GO与TRGO导电相的增加而增大,当w(GO)∶w(TRGO)=0.12∶0.4时,28 d龄期试件的电阻率呈现突变现象,表明该体系出现渗滤阈值;保持分散最佳比例下当TRGO大于0.7%(质量分数)之后,增加掺量对电阻率的影响趋于平缓且走低的趋势,表明TRGO掺量0.7%(质量分数)为试件电阻率的添加阈值。

关键词： 过硫酸盐   石墨烯   碳纳米管   活性炭   生物炭   石墨相氮化碳  

摘要： 基于过硫酸盐的高级氧化技术具有操作简单、高效环保等优点,碳材料活化过硫酸盐被广泛应用于有机污染物的降解过程中。碳材料表面富含多孔结构、各种活性官能团且其本身具有优异的导电性和化学稳定性,能够有效地活化过硫酸盐通过自由基或非自由基途径降解有机污染物,在催化领域发挥出较大的应用潜力,有望成为新一代的绿色催化剂。本文综述了石墨烯、碳纳米管、活性炭、生物炭以及石墨相氮化碳在过硫酸盐高级氧化中的实际应用。

关键词： 石墨烯   六方氮化硼   导电性  

摘要： 石墨烯和六方氮化硼(h-BN)属于等电子体。二者具有类似的结构,但导电性能截然不同。石墨烯具有良好的导电性能,但h-BN是电绝缘体。本文基于量子化学计算,通过自然键轨道分析、电子密度拓扑分析、核独立化学位移(NICS)和磁感应电流密度(AICD)等方法对模型分子C24H12及B12N12H12的电子结构进行了分析,对石墨烯和h-BN导电性差异进行了理论解释。研究结果有助于加深学生对等电子体、定域、离域π键等基本概念的理解。

关键词： 新型物理材料   电子电路   碳纳米管   石墨烯  

摘要： 随着科学技术的不断发展,新型物理材料在电子电路中的应用变得越来越重要。基于此,文章概述了新型物理材料和电子电路的概念,介绍电子电路的应用优势和功能方面存在的不足,并提出新型物理材料在电子电路中的具体应用。

关键词： 石墨烯搭载单原子铁   催化剂   复合材料  

摘要： 石墨烯作为一种二维纳米材料,因其独特的物理化学性质,在催化剂载体方面展现出巨大潜力,特别是将单原子铁催化剂与石墨烯结合形成的Fe@Graphene复合材料,在多种化学反应中显示出卓越的催化性能.本文首先介绍了石墨烯和单原子铁催化剂的基本特性,其次重点分析了Fe@Graphene复合材料的合成方法、结构特性及其在催化反应中的应用,最后讨论了当前研究的挑战与未来的发展方向.

关键词： 水处理   碳纳米管   石墨烯   复合材料  

摘要： 随着工业的发展,各种工业废水的处理问题引起了广泛的关注。碳纳米材料特殊的结构决定了其具有超强的吸附能力,在水处理工艺中体现出巨大的应用潜力。综述了三种碳纳米吸附材料即碳纳米管复合材料、石墨烯复合材料及碳包磁性纳米材料近年在水处理方面的研究现状,并对研究现状进行了总结,对未来发展方向进行了展望。

关键词： 光学表面波   布洛赫表面波   石墨烯   光子晶体   光传感  

摘要： 布洛赫表面波(Bloch surface wave,BSW)具有传输损耗低、显著表面局域场增强、环境敏感等特性,因而被视为研究近场光和物质相互作用的关键技术。其主要在截断的一维光子晶体与外界介质的界面激发并沿此界面传播,通过传播界面微纳结构的设计,可在纳米尺度实现对BSW的有效调控。本文从BSW的模式特性出发,提出了石墨烯加载的一维光子晶体BSW传感器件结构。通过改变石墨烯层的结构参数,调节激发模式在光子带隙中的位置,研究激发模式的光场传输特性,实现对BSW激发波长、振幅和相位的调控。进一步利用其对外界介质折射率变化非常敏感的特性,对其传感检测能力进行研究。结果表明,该器件有望实现高灵敏度的生化传感检测应用。该研究为新型BSW集成光子器件的设计与发展提供了新思路。