关键词： 复合相变材料   功能化石墨烯   热导率   分子动力学模拟  

摘要： 石蜡(PA)作为相变储能的储能介质因导热系数低限制了其在工业领域的应用,重点探究不同功能化石墨烯与石蜡共掺对复合相变材料(CPCM)热导率及玻璃化转变温度的影响,建立了纯十八烷体系模型、未功能化石墨烯(GN)以及分别接枝羟基(—OH)、氨基(—NH_(2))和羧基(—COOH)官能团的石蜡/功能化石墨烯复合体系模型。使用非平衡分子动力学方法得出了材料的热导率、玻璃化转变温度。通过计算体系结构参数,从均方位移、径向分布函数分子层面阐释了材料热力学性能增强的内在机理。结果表明:各项石蜡复合相变材料体系热性能均有不同幅度的提升,其中PA/GN-NH_(2)在热力学性能上较其他掺杂体系提升最为明显,其热导率较掺杂前提升了69.19%、玻璃化转变温度提升了2.3%;从均方位移(MSD)可以看出,GN的引入提高了玻璃化转变温度,增强了体系的稳定性,尤其以GN-NH_(2)最为明显,玻璃化温度达到307K,从径向分布函数看出,添加GN可以显著改变烷烃分子有序度,改善热输运效果。所得结果可为复合相变材料的掺杂设计、性能调控提供理论支持。

关键词： 行业领先地位   功能性纺织品   石墨烯   新品开发   深度融合   技术创新   创新引领   展位号  

摘要： 2025yarnexpo春夏纱线展上,常州恒利宝纳米新材料科技有限公司(展位号:6.2馆G102)将以石墨烯为核心技术,展现公司在功能性纺织品领域的卓越成就。亮点纷呈,技术创新引领行业前行据常州恒利宝董事长蒋焱介绍,2024年,常州恒利宝在技术创新与市场应用的深度融合方面取得了突破性进展,通过系统性的新品开发和核心技术布局,成功拓展了多个新兴应用领域,进一步巩固了行业领先地位。

关键词： 波长探测器   石墨烯   肖特基结   激光打印   滤波片  

摘要： 波长探测器是一种能够区分入射光波长的光电器件,在安全检测、生物医学等领域得到广泛应用。波长探测器正朝着小尺寸、高性能、易集成的方向发展。研究了一种纳米光栅超表面与石墨烯–硅–石墨烯探测器集成的单像素的波长探测器。其原理是使用双光子飞秒激光打印技术在两个对称反向的石墨烯–硅肖特基结上集成不同的纳米柱超表面滤波片。在不同入射波长下,两个纳米柱滤波片的透射率不同,会导致两个肖特基结的光响应不同,通过测试不同偏压下器件的光电流和暗电流就可以探测出入射波长。实验表明,该波长探测器能够识别波长为450~700 nm的可见光。当偏压为0.1 V时,该波长探测器的响应度为0.19μA/W,响应速度小于1 ms,分辨率约为14.1 nm。该器件具有高集成度、单像素探测的优点,为未来多功能探测器的高密度片上集成提供了新的思路和方法。

关键词： 太阳能   相变材料   微胶囊   石墨烯   石蜡  

摘要： 【目的】解决光热相变材料(phase change materials,PCMs)在实际光热储存领域中存在易泄漏、导热以及光热转换效率低的问题。【方法】采用微胶囊法,氧化石墨液相剥离可膨石墨制备亲水性石墨烯;亲水性石墨烯与无机材料TiO_(2)复合作为壳层,以石蜡为核,制备复合相变微胶囊,系统研究微胶囊性能。【结果】亲水性石墨烯添加量(质量分数)为1%时,制备的微胶囊为形状规则的球形结构,泄漏率为6.90%,热导率为0.459 W(/m·K),熔融焓为84.58 J/g,结晶焓为91.26 J/g,微胶囊化效率为63.33%;在模拟光照10 min后,微胶囊的温度最高达到64.8℃,相比纯石蜡提升31.4℃。【结论】亲水性石墨烯的加入对复合PCMs的光热转换效率有显著提升,具有良好的光热转换及储存性能。

关键词： 第一性原理   离子电池   石墨烯   掺杂  

摘要： 合理设计高容量的新型电极材料是进一步提高离子电池能量密度的关键.石墨烯曾被认为是离子电池负极材料最有前景的候选者之一,然而因纯的石墨烯与相应离子的相互作用较弱,导致其理论比容量都不高.基于此,本文通过第一性原理评估氮氧(N,O)锚定的单原子铜掺杂石墨烯的二维材料Cu/NO_(2)G作为锂/钠/钾离子电池负极的可行性.计算结果显示,Cu/NO_(2)G在热力学和动力学上都是稳定的,在吸附Li/Na/K前后均保持良好导电性,并且Cu/NO_(2)G储存Li/Na/K的理论比容量分别高达1639.9 mAh/g,2025.8 mAh/g,1157.6 mAh/g,在Li/Na/K嵌入的过程中,其晶格常数变化微小(<1%),这预示着其循环稳定性能佳.此外,Li,Na,K在Cu/NO_(2)G表面上的迁移势垒分别为0.339 eV,0.209 eV和0.098 eV,表明其具有优异的倍率性能.综上所述,本文结果为合理设计金属单原子掺杂石墨烯作为碱金属离子电池的新型负极材料奠定了坚实的理论基础.本文数据集可在https://***/10.57760/sciencedb.j00213.00063中访问获取.

关键词： 少层石墨烯   WC-Co硬质合金   摩擦性能   致密度   硬度  

摘要： 为提升硬质合金在复杂应力条件下的服役寿命,将少层石墨烯(1~3层)加入WC-Co硬质合金中,以提升其耐磨性能。结合表征结果可知,相比于无石墨烯试样,添加0.05%(质量分数)少层石墨烯的试样致密度及硬度分别提升了3.6个百分点及101HV30,同时还使试样摩擦系数和磨痕深度分别降低约0.16和90%。分析认为少层石墨烯之所以能够增强试样耐磨性,是因为其能够在提高试样致密度和硬度的同时,又具备润滑和保护效果,此外还能在烧结过程中起到补碳作用。当添加少层石墨烯的质量分数超过0.05%后,虽然试样的摩擦系数继续降低,但致密度、硬度及耐磨性均呈现下降趋势,这主要是因为过多的石墨烯会导致团聚现象产生,团聚后的石墨烯性能降低,难以起到理想的强化效果。

关键词： 纳滤   纳米材料   膜   氧化石墨烯   插层法  

摘要： 近年来,由无机二维材料氧化石墨烯(GO)构筑的纳滤膜因其显著的渗透和分离性能而备受关注.其中,GO纳滤膜内部典型的二维传输通道成为了决定其权衡上限的关键因素.插层法作为一种灵活便捷的改性方式已被证明可用于调控GO纳滤膜的层间通道性能.但根据插层材料种类和性质的不同,其对GO纳滤膜的综合性能会产生一定影响.因此,本文从GO纳滤膜的层间通道调控出发,强调了插层技术的独特优势.并根据插层材料的属性将其分为刚性纳米材料和柔性纳米材料两大类,详细分析了各类材料在对GO纳滤膜进行插层时结构和性能上的影响.同时,也提出了插层法在制备GO纳滤膜时目前所面临的一些困难和挑战,并对未来的研究方向做出了展望,旨在为设计具有出色稳定性和高分离性能的GO纳滤膜提供参考和借鉴.

关键词： 磁性纳米合金   石墨烯   电磁波吸收   雷达散射截面   移动通信  

摘要： 移动通信和电子设备的普及促进了社会进步。然而,随之产生的电磁污染等问题严重降低信息传递的质量,同时损害生物体的健康。磁/介电复合材料凭借良好的电磁损耗和阻抗匹配展现出优异的电磁波吸收性能,已成为人们研究的重点。采用碳热还原法制备出3种磁纳米合金/石墨烯复合材料。结果表明,随着烧结温度提升,石墨烯缺陷密度的增加导致介电常数降低,而FeCoNi合金因其高饱和磁化强度展现出较高的磁导率,使复合材料的阻抗匹配得到优化。因此获得最小反射损耗值为-63.8 dB,有效吸收带宽为4.24 GHz的FeCoNi/石墨烯复合型吸波材料。此外,雷达散射截面结果表明,FeCoNi/石墨烯复合材料在模拟真实环境中具有良好的电磁衰减能力,因此该吸波材料有望在复杂电磁环境中得到应用。

关键词： 石墨烯   聚苯胺   氧化程度   超级电容器   电化学性能  

摘要： 以苯胺为单体、氧化石墨烯(GO)悬浮液为乳化剂,采用Pickering乳液法制备还原氧化石墨烯/聚苯胺(rGO/PANI)空心微球。采用红外、接触角、Zeta电位等技术对不同氧化程度的GO进行表征,探索了Pickering乳液的乳化条件,考察了GO氧化程度和电流密度对rGO/PANI空心微球电化学性能的影响。结果表明,以GO-3为Pickering乳化剂,ρ(乳化剂)=4 mg/mL,V(油)∶V(水)=1∶4,乳化效果最好。rGO-3/PANI试样的比电容最高,1 A/g电流密度下的比电容为234.7 F/g;电流密度从0.5 A/g升至10 A/g过程中,比电容保持率为67%;经过2000次循环充放电后,rGO-3/PANI试样的比电容保持率为86.3%,表明rGO-3/PANI试样是一种优异的超级电容器电极材料。

关键词： 缺陷石墨烯   非金属   氧还原反应   密度泛函理论  

摘要： 非金属掺杂石墨烯基催化剂在催化析氧反应(OER)和氧还原反应(ORR)领域具有良好的应用前景.本文基于石墨烯常见双空位缺陷构建了非金属N掺杂的催化材料,对所有可能存在的活性位点进行了研究.通过密度泛函理论(DFT)计算发现,13个碳活性位点均不能有效吸附H_(2)O,而O_(2)可以被有效吸附.计算结果表明,最优的ORR催化位点是C12位点,其催化ORR的过电势为0.71 V;毗邻吡啶N的C10位点和C3位点的ORR催化效果稍差,过电势分别为0.75 V和0.78 V.研究结果证明非金属N掺杂缺陷石墨烯材料可应用于催化ORR,可为非金属催化OER/ORR反应提供理论支撑和指导.