关键词： 硫掺杂石墨烯   氧还原反应   微生物燃料电池  

摘要： 通过水热法将硫原子掺杂到石墨烯结构中,利用单室反应器装置搭建微生物燃料电池(MFC)。采用硫掺杂石墨烯(S-rGO)、活性炭(AC)和炭黑(CB)作为阴极催化剂,选用不同的比例进行混合。发现m(AC)∶m(CB)∶m(S-rGO)为1∶0.25∶0.075时,MFC反应器表现出最佳性能,最大输出电压为295 mV,功率密度为256 mW/cm^(2)。此外,S-rGO的极限电流密度为3.46 mA/cm^(2),高于rGO(3.22 mA/cm^(2)),表明S-rGO具有优异的电化学性能和稳定性。应对有机物冲击方面,S-rGO修饰的MFC能够提高污水的COD和TN的去除,相较于rGO,分别提升了2.5%和5.0%。因此,S-rGO是一种高效、稳定的MFC阴极催化剂,不仅能够提高MFC的电能转化效率,还能够提高MFC的污水处理能力,具有广阔的应用前景。

关键词： 氧化石墨烯   羟基磷灰石   复合涂层   巨噬细胞   钛合金   电沉积化  

摘要： 背景:纯钛种植体植入机体后存在骨融合失败或者种植体周围感染等问题,因此对钛种植体表面进行改良已成研究的热门话题。巨噬细胞是机体应对外界刺激的一道免疫防线,任何生物材料植入体内后的相关免疫反应均与巨噬细胞相关。目的:采用电化学沉积法在纯钛片表面制备氧化石墨烯/羟基磷灰石复合涂层,分析涂层的表面特征及对RAW264.7巨噬细胞生长、极化的影响。方法:采用电化学沉积法在纯钛片表面分别制备单纯氧化石墨烯涂层、氧化石墨烯/羟基磷灰石复合涂层,表征涂层的物理性能。将纯钛片(空白组)、沉积单纯氧化石墨烯涂层的钛片(对照组)、沉积氧化石墨烯/羟基磷灰石复合涂层的钛片(实验组)分别与RAW264.7巨噬细胞共培养,采用CCK-8法、DAPI染色检测细胞增殖,扫描电镜观察细胞在钛片表面的黏附,流式细胞仪检测细胞极化表型。结果与结论:(1)扫描电镜下可见纯钛片有定向划痕与少量点状凹陷;沉积单纯氧化石墨烯涂层后,钛片表面可见较多裂纹沟壑和大小不均匀的颗粒状物,以及氧化石墨烯特征的褶皱样结构;沉积复合涂层后,钛片表面较光滑,可见团状颗粒,颗粒大小较为均匀。沉积复合涂层钛片的水接触接角小于纯钛片、沉积单纯氧化石墨烯涂层的钛片(P <0.05)。(2)CCK-8检测与DAPI染色显示,相较于空白组、对照组,实验组细胞增殖更快。扫描电镜下可见RAW264.7细胞均黏附于3组钛片表面,随着培养时间的延长细胞形态发生改变,由圆形向梭形转变,至培养7 d时,空白组细胞伸出的伪足短而少,对照组细胞伸出长而多的伪足,实验组细胞伸出短而多的伪足,并且实验组细胞整体饱满度最优。流式细胞仪检测显示,实验组细胞更高比例向抗炎方向M2型极化。(3)结果表明,氧化石墨烯/羟基磷灰石复合涂层具有良好的理化性能及生物学性能。

关键词： 石墨烯   过氧化氢   循环伏安法   电流安培检测   电催化还原  

摘要： 首先采用电还原技术得到石墨烯电极,然后采用恒电位沉积法将铂金属纳米颗粒附着在石墨烯表面制得Pt/石墨烯复合物电极,最后利用循环伏安法探究Pt/石墨烯复合物电极对H_(2)O_(2)的电催化还原性能.结果表明,基于pt纳米微粒和石墨烯材料之间存在良好的协同作用,该电极对H_(2)O_(2)表现出优异的电催化还原活性,在0.2~2 mmol·L^(-1)范围内,响应电流与其浓度之间的线性良好,实现了对H_(2)O_(2)的灵敏、定量检测.该Pt/石墨烯复合物电极可用作检测H_(2)O_(2)的传感平台.

关键词： 羧基丁腈胶乳   氧化石墨烯   还原氧化石墨烯   茶多酚   补强  

摘要： 使用茶多酚(TP)还原氧化石墨烯(GO),制得TP还原氧化石墨烯(TPG),研究GO和TPG补强羧基丁腈胶乳(XNBRL)复合胶膜的结构和性能。结果表明:随着GO用量的增大,GO/XNBRL复合胶膜的300%定伸应力先减小后增大,拉伸强度和拉断长率先增大后减小,GO最佳用量为0.4份;随着TPG用量的增大,TPG/XNBRL复合胶膜的300%定伸应力增大,拉伸强度和拉断伸长率先增大后减小,TPG的最佳用量为0.4份;TPG的分散均匀性和补强效果明显优于GO。

关键词： 气体绝缘设备(GIE)在线监测   SF_(6)分解组分   光纤气体传感   表面涂覆   气体检测   微纳光纤(MNF)  

摘要： 准确有效监测气体绝缘设备(gas insulated equipment,GIE)内部SF_(6)分解组分对设备故障诊断及状态评估具有重要意义。但现有外置检测方法受采样点和设备内组分扩散速率限制,难以精确掌握设备内组分浓度。为此,文中提出一种基于表面涂覆微纳光纤(micro/nano fiber,MNF)的SF_(6)分解组分SO_(2)检测方法,具有应用于GIE内置光纤传感在线监测的潜力。基于密度泛函理论分析石墨烯的光学气敏响应性能,搭建光纤环形腔衰荡(fiber-loop ringdown,FLRD)气体检测系统,开展典型SF_(6)分解组分检测实验。仿真结果表明,石墨烯在吸附SO_(2)气体分子后,光学特性变化较为显著,说明其对SO_(2)具有良好的光学气敏响应性能。实验结果同样发现,该气体检测系统可实现常温下低浓度的SO_(2)气体检测,在0~200μL/L浓度范围内呈现良好的线性关系,SO_(2)检测最大相对误差为4.89%,灵敏度为0.81 ns/(μL·L^(−1));而增加光纤放大器可以有效提升检测性能,系统灵敏度达到1.24 ns/(μL·L^(−1))。文中所提检测方法为GIE内置式光纤传感在线监测SF_(6)分解组分提供了一种新的思路。

关键词： 石墨烯   标准化   产业  

摘要： 文章系统梳理我国石墨烯标准化政策,剖析石墨烯国家及行业标准化现状。通过实地调研,把握国内石墨烯行业实际情况及标准化需求。针对2025年石墨烯国家和行业标准化工作重点方向,提出完善标准体系,加快推进国家与行业标准项目建设,积极推动标准在实际产业中的实施与应用等切实可行的建议,旨在全面提升我国石墨烯产业标准化水平,促进产业健康有序发展。

关键词： 氧化石墨烯   水泥砂浆   高温力学强度   孔结构   界面过渡区  

摘要： 【目的】研究氧化石墨烯(Graphene Oxide,GO)对水泥砂浆在常温25℃以及105、200、300和450℃作用后力学性能的影响及机理。【方法】使用聚羧酸减水剂提高GO在水泥基体的分散,并使用紫外光谱证实GO在模拟孔溶液中分散良好。【结果】研究结果表明:掺入0.04%分散良好的GO可以改善水泥砂浆的抗折、抗压强度。掺入GO的水泥砂浆样品抗折强度在25、105、200、300和450℃时比未掺入GO样品分别提高了10%、7.6%、11.43%、16.64%和11.67%;而抗压强度则分别提高了13.95%、3.89%、6.38%、11.14%和4.15%。通过水化产物成分结构分析得出,掺入分散良好的GO可以提高水泥的水化程度;孔结构分析显示,GO的加入抑制了水泥砂浆在高温作用后孔结构的粗化,改善了孔结构,降低了孔隙率;微观结构观察显示水泥砂浆中的界面过渡区得到明显改善。

关键词： 水热法   掺杂   石墨烯   电极材料   赝电容   超级电容器  

摘要： 通过水热法制备钼酸锌镍-石墨烯复合材料(ZNMO-rGO),采用SEM、XRD和FTIR进行表征,探讨了乙醇含量对其结构和微观形貌的影响,利用循环伏安、恒电流充放电和交流阻抗测试研究了其电化学性能。结果表明,ZNMO-rGO复合物以ZnMoO_(4)、NiMoO_(4)和rGO为主晶相,呈棒状结构相互堆积。在2 mol/L KOH电解液中,电流密度为1 A/g时,ZNMO-rGO复合物样品的比电容为472.4 F/g;电流密度为5 A/g时,首圈比电容为100.8 F/g,500次循环后比电容为91.75 F/g,循环稳定性可达91.02%。赝电容行为发生的同时,加入石墨烯使比容量提升,表明ZNMO-rGO是一种有效的电极材料。

关键词： 激光钎焊   石墨烯   金刚石   微观组织   热损伤   耐磨性  

摘要： 目的针对采用Ni-Cr合金制备钎焊金刚石砂轮时金刚石表面石墨化严重、内应力较大等热损伤问题,采用不同含量的石墨烯改性Ni-Cr合金,制备钎焊金刚石试样,研究石墨烯含量对激光钎焊金刚石界面组织及力学性能的影响。方法采用同轴送粉末法制备石墨烯改性钎焊金刚石试样,并分析质量分数为0.00%、0.01%、0.02%、0.03%的石墨烯改性钎焊金刚石试样的界面组织、物相、显微硬度、金刚石石墨化程度及金刚石颗粒的残余应力等,同时在相同工艺条件下制备不添加金刚石的石墨烯改性钎焊试样,并研究石墨烯改性钎焊层的耐磨性能。结果金刚石表面与钎料的界面处存在显著的元素相互扩散现象,其中Cr元素在金刚石附近明显偏析,界面反应生成的片状化合物主要为Cr_(3)C_(2)。随着石墨烯含量的增加,界面区域的C、Cr元素明显减少,金刚石石墨化程度及残余应力降低。钎焊层晶粒明显细化。钎焊层的显微硬度由866.6HV逐步上升到1119.0HV,平均摩擦因数从0.71降至0.61,磨损体积从4.03×10^(-2)mm^(3)降至1.86×10^(-2)mm^(3)。测试结果显示,当石墨烯的质量分数为0.03%时,钎焊金刚石石墨化程度及残余应力较低,且钎焊层具有更好的晶粒结构、耐磨性及更高的显微硬度。结论在镍铬钎料中适量添加石墨烯,将降低钎焊金刚石石墨化程度及残余应力等,提高钎焊层的显微硬度和摩擦磨损性能。

关键词： 石墨烯量子点(GQDs)   N掺杂   盐酸(HCl)   缓蚀性能   碳钢   吸附  

摘要： 缓蚀剂具有成本低、操作简便等优点,广泛应用于金属腐蚀防护领域。石墨烯量子点(GQDs)作为一种新型碳基纳米材料,已被用作碳钢缓蚀剂,但其缓蚀性能仍不理想。本工作设计制备了一种N掺杂GQDs(N-GQDs)作为新型碳钢缓蚀剂,证明了其优异的缓蚀性能,并揭示了其缓蚀机理。具体而言,采用密度泛函理论(DFT)和分子动力学(MD)模拟,设计N-GQDs作为缓蚀剂;采用一步水热法制备出所设计的N-GQDs;采用紫外可见(UV-Vis)光谱和荧光(PL)光谱证实所制备N-GQDs的分散稳定性;采用失重试验和电化学测试探究N-GQDs在1 mol/L HCl溶液中对碳钢的缓蚀性能;结合吸附等温线和腐蚀面分析,揭示N-GQDs缓蚀机理。结果表明,N掺杂使N-GQDs更易吸附在碳钢表面,使其具有更出色的缓蚀能力;N-GQDs表面存在大量基团,使其在HCl溶液中具有良好的长期分散稳定性;200 mg/L N-GQDs对在1 mol/L HCl溶液中浸泡96 h后的Q235碳钢的缓蚀效率高达90.48%,展示出优异的长期缓蚀能力;N-GQDs的缓蚀机理归因于N-GQDs在碳钢表面的物理吸附和化学吸附。本工作有望为新型绿色缓蚀剂的设计和制备提供参考。