关键词： 石墨烯   二维材料   贵金属回收   选择性吸附  

摘要： 贵金属资源的可持续发展对于电子工业、催化工业等具有重要意义,开发高效、可持续的贵金属回收技术是其可持续发展的重要环节.以石墨烯为代表的二维材料因其独特的二维结构、大的比表面积和丰富可调控的表面物理化学性质,是潜在的优异吸附材料.本文综述了石墨烯、其衍生物及复合材料对贵金属离子的吸附现象及相关吸附机制,总结了其他类石墨烯二维材料,如过渡金属硫族化物、MXene等在贵金属吸附方面的研究进展,讨论了其在电子垃圾等含贵金属资源固废回收中的重要应用,展望了其在实际应用中的潜在前景及挑战,为石墨烯等二维材料在资源可持续发展中的应用提供了新的视角与思路.

关键词： 化学气相沉积技术   石墨烯   球形铜粉   抗氧化  

摘要： 球形铜粉在增材制造、柔性电子、电接触材料等领域的广泛应用要求其具有高球形度、高流动性和高抗氧化性.典型球化工艺面临铜液滴粘连,导致球形度不高、卫星粉、粉体粒径分布宽等问题.此外,先球化后包覆工艺路径复杂且制备周期长.在粉体球化的同时引入功能包覆层不仅可以降低粉体粘连,而且可以同步实现球形铜粉功能化.石墨烯与铜的界面润湿性差,其作为“蒙皮”可避免粉体粘连,而且其高电子迁移率、抗水氧渗透特性可赋予其高电导、抗氧化等卓越性能.本文提出高温重熔化学气相沉积技术,铜粉和甲烷在高温立式炉中相向流动,同步实现高球形度铜粉制取及铜表面高质量石墨烯薄膜包覆.该方案耦合粉体球化(铜熔化并在表面张力作用下球化)过程和石墨烯生长(铜液滴表面甲烷裂解实现碳形核生长)过程.最终,在1400°C下获得球形度达0.89±0.11的高球形化铜粉体.石墨烯(层数在10层以内)层间的有序排列结构表明其具有较高的结晶质量.与裸铜粉相比,蒙烯铜粉在经过NaOH腐蚀处理或空气氧化处理后,展现出更好的抗氧化性能.本文提出的高温重熔化学气相沉积技术可连续制备具有高球形度、高氧化温度的蒙烯铜粉,有望成为规模化制备高性能球形铜粉的通用技术,为其广泛应用提供材料基础.

关键词： 二维材料   超流拖拽效应   超导不均匀性   量子涨落  

摘要： 由绝缘体间隔的两个导体间的层间拖拽效应是研究准粒子耦合和探索层间关联物态的重要途径，而具有丰富可调物性的二维层状材料为研究拖拽效应提供了更多可能。本文制备了石墨烯-氮化硼-二硒化铌这一电双层结构，系统研究了二维半金属和二维超导体之间的拖拽效应。当石墨烯作为驱动层，二硒化铌作为被动层时，可以在二硒化铌超导转变温度区间发现显著的拖拽响应，表现出明显的超流拖拽特征；而当二硒化铌处于正常金属态时，拖拽信号消失。磁场、栅压调制下的测试进一步表明，拖拽响应与二硒化铌的超导转变直接相关，且其符号不依赖石墨烯载流子类型。更为重要的是，通过对比不同器件发现，这类超流拖拽响应仅出现在空气中解理的薄层二硒化铌中，因此二硒化铌中超导的不均匀性是产生该效应的关键。其机制可能源自非均匀超导体中量子涨落与二维半金属电荷密度波动之间的库伦耦合。

关键词： 离子液体   石墨烯   复合材料   力学性能   导热性   功能材料  

摘要： 为提升石墨烯与聚丙烯（PP）基体的界面相容性及复合材料的力学和导热性能，以咪唑、溴化苄、1-溴代正己烷、氟硼酸钠为原料，通过季铵化反应和离子交换两步法制备了离子液体1-苄基-3-己基咪唑四氟硼酸盐{[BHIM]BF4}，再经机械球磨法，结合[BHIM]BF4同步剥离并改性石墨烯，制备了离子液体功能化石墨烯（G-ILs），最后通过熔融共混制得了G-ILs/PP复合材料。采用FTIR、1HNMR、13CNMR和HRMS对[BHIM]BF4的结构进行了表征，通过XRD和Raman对G-ILs进行了晶体结构分析，结合XPS表面化学表征和SEM/TEM微观形貌观察，考察了G-ILs的多尺度结构特征。通过力学性能、导热性能、散热性能测试，考察了G-ILs质量分数对G-ILs/PP复合材料性能的影响。结果表明，[BHIM]BF4中的咪唑阳离子和苄基通过非共价键吸附在石墨烯表面实现了功能化改性。当G-ILs质量分数为7%时，G-ILs/PP复合材料的拉伸强度达到26.29 MPa，弯曲模量提升至750.31 MPa，较纯PP分别提高14.25%和60.12%；导热系数为0.432 W/（m·K），较纯PP的0.214 W/（m·K）提升101.9%。[BHIM]BF4中长链烷基增强了石墨烯与PP的相容性，通过有机基团修饰使G-ILs在PP基体中实现了均匀分散与强界面结合，从而显著提升了G-ILs/PP复合材料的力学和导热性能。

关键词： ZIF-67   金属有机框架   碳纳米片   石墨烯   电催化  

摘要： 以六水合硝酸钴为金属钴源，二甲基咪唑为有机配体，采用一步溶剂热法在氧化石墨烯(GO)表面原位生长ZIF-67，得到金属有机骨架ZIF-67@GO前驱体，经过高温热解得到钴/氮共掺杂碳纳米片(Co/N-CNSs)。采用SEM、XRD、XPS等分析技术对Co/N-CNSs的形貌、结构及其化学组成进行表征，利用旋转圆盘电极技术测试该催化剂电催化氧还原反应（ORR）活性。研究结果表明，该催化剂的平均转移电子数为3.84，与商业Pt/C催化剂相比，Co/N-CNSs具有较强的耐甲醇性和长期耐久性，具有广阔的商业应用前景。

关键词： 石墨烯   金属化   复合材料   储氢   气体吸附  

摘要： 近几年来，电解水制氢和氢燃料电池得到了广泛的应用，但作为氢能源利用关键环节的“储氢”技术，一直是氢能领域亟待突破的壁垒难题。石墨烯，凭借其高比表面积、丰富的多孔结构、轻质高密度以及优异的化学和热稳定性等优点，在固态储氢领域展现出了广阔的应用前景。然而，纯石墨烯结构缺乏官能团，与氢的结合能较低，难以满足商业化储氢的性能要求。为了提高石墨烯的储氢性能，对石墨烯进行金属化改性、掺杂和复合成为了有效策略。本文总结了石墨烯的基本特性，深入探讨金属化改性石墨烯材料的方法，重点分析了碱金属、碱土金属、过渡金属以及高容量氢化物修饰石墨烯的储氢性能研究进展。这些研究进展不仅为石墨烯基金属化材料在储氢领域的应用提供了理论基础，还为未来石墨烯基储氢材料的有效开发和商业化应用提供了新的方向和思路。

关键词： Co   O   石墨烯   BiVO   复合薄膜   光电探测器   光电流  

摘要： 水热法在FTO导电玻璃表面制备了Co3O4掺杂不同摩尔比例石墨烯的Co3O4/G（Graphene）薄膜，筛选出掺杂石墨烯比例最合适的Co3O4/G薄膜样品作为基底，使用旋涂法将BiVO4旋涂在其表面，成功制备出了（Co3O4/G）@BiVO4复合薄膜结构的光电探测器。利用电化学工作站（CHI760E型）和氙灯（CEL-S500型）模拟太阳光对样品进行光电性能测试，利用拉曼光谱来检测石墨烯的存在，使用场发射扫描电子显微镜和透射电子显微镜对样品的微观形貌结构进行分析，使用X射线衍射和X射线光电子能谱对样品进行物相以及化学键态的分析，并采用了UV-3600紫外-可见分光光度计对样品的光吸收性能进行了测试。结果显示：Co3O4与石墨烯掺杂比例为1∶2时，Co3O4/G薄膜光电流最优，是纯Co3O4薄膜光电流的10.8倍；相对于纯Co3O4薄膜，（Co3O4/G）薄膜的形貌从均匀、致密的草状生长为了类似石墨烯的网状结构；利用旋涂法制备的（Co3O4/G）@BiVO4复合薄膜具有更高的光电流和光吸收能力，其光电流为Co3O4/G薄膜的6.3倍，响应度为2.52 mA·W-1，探测率可达2.693×1012Jones。

关键词： 激光直写技术   激光诱导石墨烯   柔性传感器   压力传感  

摘要： 柔性传感器是目前可穿戴设备的核心元器件之一，柔性传感器的制备关键在于其柔性基底与传感材料的选取。激光诱导石墨烯凭借其优越的柔韧性、优良的导电性及易与其他纳米材料复合的特点，使其在传感器领域展现出极佳的应用潜力。旨在探讨激光诱导石墨烯的制备功率、形貌及浓度等因素对压力传感器性能的影响。结果表明：在制备功率为7.2W、浓度为10mg/mL，且涂覆次数为4次的条件下，所获传感器展现出最佳的传感性能，其压力检测阈值范围为0～90N。经过一次预热处理后，该传感器在多次重复实验中表现出了出色的稳定性。动态跟踪测试结果显示，其在监测和识别多种简单动作（如击掌和握拳）方面具有良好的应用潜力。

关键词： 应用光学   超材料   可切换的   等离子体诱导透明   窄带完美吸收  

摘要： 本文提出了一种基于石墨烯和二氧化钒（VO2）的偏振无关、动态可调双工作模式超材料，能够在太赫兹波段实现三重等离子体诱导透明（Plasmon-induced Transparency,PIT）与四重窄带完美吸收之间的切换。该超材料通过将图案化石墨烯与VO2层相结合，利用VO2的相变特性实现双工作模式切换。当VO2在绝缘态时，产生三重PIT效应，并表现出显著的慢光效应，群延迟达0.73 ps；当VO2在金属态时，实现四重窄带完美吸收，在2.31、3.90、6.02和7.91 THz四个频率下的吸收峰值均超过98%。其中心对称几何结构确保了良好的偏振不敏感性，这在不同偏振角下的测试中得到了验证。耦合模理论和阻抗匹配理论揭示其背后的物理机制。该研究为多功能光子平台的发展提供了新思路，并在光开关、传感和慢光器件等领域具有潜在应用价值，克服了传统设计中偏振相关性的局限。

关键词： 氮化碳   磺胺氯哒嗪   量子点   光催化   活性物种  

摘要： 通过溶剂热和高温煅烧法制备得到氧化石墨烯量子点-球状氮化碳（GOQDs-SCN）催化剂,采用SEM、TEM、XRD、FTIR、XPS、UV-Vis和EPR等测试方法对其进行表征,并将其用于活化过硫酸氢钾（PMS）降解磺胺氯哒嗪（SCP）.结果表明,当氧化石墨烯量子点（GOQDs）的投料比为2%时,GOQDs-SCN对SCP的降解效果最佳.与g-C3N4和SCN相比,2%GOQDs-SCN光催化降解SCP的效果显著提升,在6 min内降解率达到99%,GOQDs-SCN的反应速率常数分别是SCN和g-C3N4的3.89倍和6.48倍.在酸性和中性条件下可获得最佳的SCP降解效果,碱性条件不利于SCP的降解.HCO3-对SCP的降解产生抑制作用,SO42-、H2PO4-、Cl-则不会产生抑制作用.通过自由基捕获实验,证明在光催化降解过程中起到主要作用的活性物种是1O2、·O2-和·OH.使用UPLC/HDMS检测了SCP降解过程中的产物并分析可能的降解历程.最后考察了2%GOQDs-SCN的循环使用性能,证明光催化材料具有良好的循环稳定性,应用前景良好.