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。

关键词： 银行授信   材料制备技术   积分制   绿色环保   石墨烯   变现   仲恺高新区   产业化  

摘要： “我们主要开展绿色环保石墨烯功能材料制备技术研发和产业化工作。随着业务规模不断扩大,公司急需增资扩产。借助惠州仲恺高新区企业创新积分制平台,我们成功获得银行授信1000万元。”近日,广东一纳科技有限公司(以下简称一纳科技)总经理王建兴告诉记者,“公司2022年产值达2500万元。在企业创新积分制平台的帮助下,2023年产值再创新高。”

关键词： 石墨烯   铜基复合材料   力学性能   分散性   增强机理   界面反应  

摘要： 石墨烯由于其独特的二维结构和优异的物理和力学性能,一直被认为是一种理想的复合材料增强材料。介绍了石墨烯增强Cu基体复合材料,对石墨烯铜基复合材料的制备工艺、微观结构和力学性能、石墨烯的分散、增强机理、石墨烯与Cu基体之间的界面反应进行了总结,并对石墨烯/Cu基复合材料的发展前景进行了展望。

关键词： 石墨烯   碳纳米管   复合电热膜制备   工艺优化  

摘要： 目的本文利用响应面法和神经网络遗传算法对石墨烯/碳纳米管复合电热膜的固化工艺进行优化,并对2种方法的优化结果进行比较,为复合电热膜制备提供了最佳的工艺参数。方法通过单因素实验探讨浆料定量、固化温度和固化时间对复合电热膜体积电阻率的影响,在此基础上进行BB试验设计,在BB试验结果上进行响应面法(RSM)和BP神经网络分析及优化。结果单因素实验结果表示随电热膜定量增加,体积电阻率先下降后上升,随着固化温度的升高或固化时间增加,体积电阻率逐渐下降直至趋于稳定。对BB响应面法和GA-BP遗传神经网络法优化获得的最佳工艺进行实验验证,GA-BP遗传神经网络模型优化的结果相对误差较小为1.06%,因此得出最佳固化工艺参数:定量为0.056 g/cm^(2)、固化温度为85.71℃、固化时间为11.13 h。该研究结果对石墨烯碳纳米管复合电热膜的制备工艺具有参考价值。结论通过响应面方差分析表明,定量、固化温度和固化时间三因素对体积电阻率既有显著的线性影响,也有极其显著的平方影响。BP神经网络预测模型的准确性很好,可用于石墨烯/碳纳米管复合电热膜体积电阻率的预测。

关键词： 仿生结构   复合涂层   镁合金   石墨烯取向   耐蚀性  

摘要： 通过旋涂方法制备具有“砖泥”结构的仿生石墨烯−环氧树脂复合涂层。合成咪唑基离子液体修饰的石墨烯(GI)以改善石墨烯(G)和环氧树脂之间的界面相容性。通过扫描电镜、拉曼光谱、X射线光电子能谱和傅里叶变换红外光谱观察和分析其表面形貌和化学结构,利用热成像仪记录表面温度变化,通过体积表面积电阻率测试仪和激光闪点法分别测定涂层的表面电阻率和导热系数,通过电化学阻抗谱和盐雾腐蚀试验表征其耐蚀性。复合涂层中的GI层呈现出近似平行的取向,从而提高热传导和静电耗散效率。穿过平面的导热系数和表面电阻率分别为0.77 W·m^(−1)·K^(−1)和1.6×10^(6)Ω·cm。电化学阻抗谱测试表明,经过40 d的浸泡,涂层的低频模量达到6.76×10^(10)Ω·cm^(2),比纯环氧涂层提高约2个数量级,表现出优异的耐腐蚀性。

关键词： 氧化石墨烯   电容去离子   普鲁士蓝   水消毒   法拉第   碳基材料   微生物污染   海水淡化  

摘要： 具有除菌性能的电容去离子材料对于制备高效节能同时具备脱盐和抗微生物污染功能的电极材料至关重要,然而由于双电层电吸附机制的影响,多数碳基材料的吸附容量受到限制.同时,近年来部分研究学者通过对电极材料进行抗菌化合物的修饰并用于电容法水除菌已得到证明.因此为了实现高效、低成本的同时实现电容脱盐和除菌,本研究提出了一种简便的方法制备氧化石墨烯/聚苯胺/普鲁士蓝纳米复合材料作为类法拉第电极用于电容去离子和水消毒应用.所合成的电极材料具有较高的BET表面积(148.08m^(2)g^(-1))、介孔体积(34.02cm^(3)g^(-1))和孔体积(0.66cm^(3)g^(-1)),在1Ag^(-1)下的脱盐容量为91.6mgg^(-1),脱盐率为3.05mgg^(-1)min^(-1).此外,在未添加额外消毒剂的情况下,该复合材料所制备的电极能有效去除和灭活94.0%±3.1%的大肠杆菌,其杀菌效率是活性炭电极的7倍.本研究对未来将普鲁士蓝基复合材料的法拉第电极用于高效环保海水淡化和消毒材料的应用奠定了研究基础.

关键词： 石墨烯   复合材料   球磨   温压成型  

摘要： 采用粉末冶金法制备了质量分数为0%(纯铜)、0.4%、0.8%和1.2%的石墨烯增强铜基复合材料,利用光学显微镜、高分辨场扫描电镜、高精度固体密度仪、数字式电导率仪和万能试验机对石墨烯增强铜基复合材料的微观组织和性能进行研究和分析。结果表明,铜粉纯度高、无杂质,随着石墨烯含量的增加,复合材料的孔隙率随之增加,而且石墨烯的团聚现象逐渐加重,晶粒尺寸呈现先降低后提高的现象,而石墨烯含量在0.8%时,晶粒尺寸最小为43.385 nm。以复合材料的物理性能方面来说,石墨烯增强铜基复合材料的密度和电导率呈现下降趋势。随着石墨烯含量的增加,复合材料的屈服强度和最大抗压强度呈现先上升后下降的趋势,而压缩率呈现逐渐下降的趋势,当石墨烯含量为0.8%时,屈服强度和最大抗压强度达到最大值,分别为80.79和332.88 MPa。

关键词： 棉秆皮微晶纤维素   9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物   氧化石墨烯   阻燃性能   力学性能  

摘要： 为提高棉秆皮微晶纤维素(MCC)纤维的阻燃性能,采用9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物(DOPO)为改性剂对氧化石墨烯(GO)进行改性,将改性后的GO(DOPO-GO)与MCC共混,通过湿法纺丝制得MCC/DOPO-GO阻燃纤维,并对其阻燃性能、热学性能和力学性能进行分析。结果表明:添加DOPO-GO阻燃剂的MCC纤维的极限氧指数为27.3%,较MCC纤维提高了66.5%;与MCC纤维相比,MCC/DOPO-GO阻燃纤维热分解所需的热焓值由221.8 J/g提升至1502 J/g,热学稳定性得到提高;MCC/DOPO-GO阻燃纤维燃烧后形成的残炭致密且连续,石墨化程度提高;MCC/DOPO-GO纤维的力学性能也得到了极大改善,其断裂强度由MCC纤维的0.4 cN/dtex提高至2.2 cN/dtex。

关键词： 氧化石墨烯   复合材料   抗生素   吸附   光催化降解   去除机理  

摘要： 由于具有优异的抗菌性,抗生素被广泛应用于医学领域和养殖行业。然而,近年来对抗生素大规模的使用和排放,在自然界造成了大量的累积,引发了一系列水环境污染问题,严重威胁生态系统安全和人类健康。因此,研发可去除水中过量抗生素的材料已成为当前环境领域的重要研究方向之一。氧化石墨烯(graphene oxide,GO)以其高比表面积、良好亲水性、耐酸碱性、制备简便、成本低廉等优势,成为了一种新兴的抗生素去除材料。该文首先概述了现有的GO及其复合材料分类制备方法,包括空间改造、共价键修饰和金属氧化物改性等。其次,综述了近年来GO及其复合材料在抗生素去除领域的应用、影响因素及作用机制。结果表明,基于吸附原理的GO复合材料吸附去除抗生素效果主要受溶液p H、共存离子、吸附剂投加量、抗生素类别及浓度等多种因素的影响,吸附机制主要包括静电相互作用、π-π相互作用、阳离子-π键作用和氢键作用等,通过引入元素、金属和有机化合物等手段可有效提高GO材料的吸附容量;基于光催化降解原理的抗生素去除过程中,光照条件是最重要影响因素,而其中关键活性物质包括光生空穴、羟基自由基和超氧自由基等,掺杂金属纳米粒子与半导体纳米材料等能够优化其光催化性能。最后,通过对GO及其复合材料制备过程、去除机理和应用场景的综合分析,指出其普适性不高、实际应用不足和环境毒性不明等现存问题,并提出未来应加强材料研发、产业应用和毒性效应评估等方面的研究展望。

关键词： 液晶网络   氧化石墨烯   仿生应用  

摘要： 液晶网络是由液晶聚合物单体适度交联得到,兼具有聚合物的弹性和液晶的各向异性,包括多刺激响应能力、可逆的驱动以及可编程的形状变形等性能,因此具有良好的外场响应性、分子协同作用和弹性。氧化石墨烯膜层具有优秀的光热转换性能,而光具有环保性、远程可控性等优异的特性,因此光致形变的氧化石墨烯/液晶网络(GO-LCNs)复合膜逐渐成为人们的研究热点。它可以制作柔性机器人、仿生光热驱动器等先进器件,具有良好的发展前景。本文在两种厚度的液晶网络膜上制作氧化石墨烯薄膜,构成氧化石墨烯/液晶网络复合膜,测量了温度或红外光作用下液晶网络膜厚度对其响应性能的影响。本文结果为复合膜的应用设计提供了实验基础,并以此为基础设计了GO-LCNs复合膜的仿生器件。