关键词： 盆式绝缘子   环氧树脂   功能化石墨烯   分子动力学  

摘要： 盆式绝缘子是气体绝缘金属封闭输电线路(GIL)中的关键设备,但由于GIL中金属微粒的运动,绝缘子表面因电荷积聚而发生沿面闪络,在盆式绝缘子表面涂覆涂层可有效抑制微粒运动和沿面闪络。使用分子动力学方法,模拟了石墨烯(GN)、羟基功能化石墨烯(GNOH)、羧基功能化石墨烯(GNCOOH)和氨基功能化石墨烯(GNNH_(2))4种石墨烯对环氧树脂热导率的影响,结果表明:EP/GN、EP/GNOH、EP/GNCOOH和EP/GNNH_(2)较EP的热导率分别提高了30.88%、49.10%、36.72%和44.84%,并分析4种石墨烯对环氧树脂热裂解产物的影响;掺杂了GNOH、GNCOOH和GNNH_(2)的功能化石墨烯的环氧树脂归一化分子数更小,有更好的热稳定性。

关键词： 射频等离子体化学气相沉积   铜基石墨烯薄膜   力学性能   温度因素  

摘要： 采用射频等离子体化学气相沉积设备,以甲烷为气相碳源,以紫铜箔片为基底制备石墨烯薄膜镀层。研究了温度对其力学性能的影响。结果表明:随反应温度的增加,铜基石墨烯薄膜的平均摩擦系数呈下降趋势,其显微硬度与抗腐蚀能力均呈先上升后下降趋势。当温度为750℃时,铜基石墨烯薄膜缺陷度相对达到最低,微观形貌平整性与覆盖率最高,其平均摩擦系数、显微硬度与腐蚀电位分别为0.186、113.6 HV、0.805 V。此时,样品的综合力学性能达到相对最优值。

关键词： 石墨糊电极   石墨烯   铂纳米颗粒   亚硝酸盐   检测  

摘要： 借助于简单可控的电化学技术,依次将电化学还原氧化石墨烯(ERGO)和铂纳米颗粒(PtNPs)修饰到石墨糊电极(GPE)表面,制得PtNPs/ERGO/GPE。电化学表征结果显示,PtNPs/ERGO/GPE对亚硝酸盐(NO_(2)^(-))的电化学氧化具有显著催化作用,在最佳检测条件下,NO_(2)^(-)在PtNPs/ERGO/GPE上的氧化峰电流与其浓度在7.0×10^(-6)~4.0×10^(-3) mol/L范围内呈良好线性关系,检出限低至2.0×10^(-6) mol/L(S/N=3)。此外,PtNPs/ERGO/GPE用于NO_(2)^(-)检测还具有良好的特异性、稳定性和重现性,且可用于食品样品中NO_(2)^(-)含量的准确、快速检测。PtNPs/ERGO/GPE制备简单、性能好且成本低,可用作一次性食品亚硝酸盐电化学传感器件,具有良好的应用前景。

关键词： 石墨烯   纳米金   COVID-19抗体检测   电化学传感器  

摘要： 本文通过原位生长法合成还原氧化石墨烯/金纳米颗粒(rGO/AuNPs)复合材料,采用扫描电子显微镜,X-射线衍射谱,X-射线光电子能谱和紫外-可见吸收光谱对rGO/AuNPs材料进行表征。以丝网印刷碳电极(SPCE)为基底电极,rGO/AuNPs为电极修饰材料,利用AuNPs与抗原形成Au-S键的自组装方式固定新型冠状病毒(COVID-19)抗原,构建了一种简单的电化学免疫传感器,并用于检测COVID-19抗体。结果显示,该传感器检测COVID-19抗体的线性范围为500 fg/mL~100 pg/mL,检出限为1.63 fg/mL。

关键词： 壳聚糖   氧化石墨烯   棉织物   导电   自组装   纺织染整助剂  

摘要： 首先,以乙二醛和壳聚糖(CS)对纯棉织物进行改性制备了CS改性棉织物;然后,将CS改性棉织物经氧化石墨烯(GO)分散液浸渍;最后,将吸附沉积在棉织物上的GO还原为还原氧化石墨烯(RGO),制备了RGO/CS-棉织物。采用SEM、FTIR和Raman光谱对其进行了表征,考察了CS质量分数、GO分散液质量浓度对RGO/CS-棉织物导电、抗紫外线和抑菌性能的影响,并对其耐洗性进行了测试。结果表明,RGO/CS-棉织物表面沉积的GO已较充分还原为RGO,表面覆盖了一层连续的RGO/CS薄膜;RGO/CS-棉织物导电性随着GO分散液质量浓度的增加而逐渐增强;经质量分数2.00%的CS溶液改性和质量浓度5 g/L的GO分散液处理并还原后的RGO/CS-棉织物具有最佳的导电性,表面电阻为1.02 kΩ/cm;RGO与CS协同增强了RGO/CS-棉织物的抑菌性能,抑菌率最高达95%;经质量分数0.50%的CS溶液改性和质量浓度3 g/L的GO分散液处理并还原后的RGO/CS-棉织物经过30~50次皂洗洗涤后,导电、抑菌和抗紫外线性能变化较小。

关键词： 阴离子   氧化石墨烯   氧化程度   电性能  

摘要： 以不同阴离子酸作为氧化步骤电解液,采用电化学剥离法制备氧化石墨烯。结果表明:SO_(4)^(2-)、NO_(3)^(-)和PO_(4)^(3-)这3种阴离子存在下均可制得氧化石墨烯。相同工艺条件下,当以硫酸为电解液时,SO_(4)^(2-)可通过促进生成·OH和降低石墨插层化合物表面张力生成氧化程度较高的氧化石墨烯。氧化石墨烯的氧化程度与其电容性能、循环稳定性和阻抗均呈正相关。硫酸作为电解液时制得的氧化石墨烯,在0.5A/g电流密度下比电容为30.5F/g,循环500圈后循环保持率为83%。

关键词： 再生纤维素   三明治结构复合薄膜   电磁屏蔽   石墨烯   纳米Fe_(3)O_(4)  

摘要： 电磁辐射污染在工业、民用及军事等领域日趋严重,高性能的电磁干扰(Electromagnetic interference,EMI)屏蔽材料成为当前研究热点。以再生纤维素(Regenerated cellulose,RC)为基体,石墨烯(Graphene,GE)为导电填料,纳米Fe_(3)O_(4)为磁性填料,采用沉浸相转化法和压制成型法制备了三明治结构GE/RC-Fe_(3)O_(4)/RC-GE/RC复合薄膜。研究了GE含量和薄膜厚度对复合薄膜EMI屏蔽性能的影响,探讨了其屏蔽机制。结果表明,随着GE含量和薄膜厚度的增大,复合薄膜的电导率和EMI屏蔽性能逐渐提高。当GE含量为20%(质量分数,如无特殊说明,下同)、薄膜厚度为0.84 mm时,复合薄膜的EMI屏蔽效能(Shielding effectiveness,SE)达到24.7 dB。同时,GE的添加增强了复合薄膜的拉伸强度,其最大值为12.2 MPa。本研究为绿色纤维素基电磁屏蔽复合薄膜的构筑提供了借鉴。

关键词： H2S   Fe原子   石墨烯   吸附   第一性原理  

摘要： 利用基于密度泛函理论的第一性原理平面波超软赝势计算方法,对H2S气体分子在三种Fe原子修饰石墨烯表面上吸附的电子性质与光学特性进行了理论研究,计算了Fe原子修饰的石墨烯表面吸附H2S分子的吸附能、Mulliken分布、差分电荷密度、态密度和光学性质并与原始石墨烯吸附H2S进行了比较。研究结果表明:三种Fe原子修饰石墨烯表面结合能均为负值,结构能够稳定,吸附H2S气体后,Fe/SV-GN与Fe/DV-GN模型为化学吸附,未经Fe原子修饰的石墨烯表面(GN)与Fe/4N-GN模型为物理吸附。在可见光的能量范围内,经过Fe原子修饰后的三种模型吸附H2S气体后的光学性质均优于原始石墨烯。同时在红外区域,Fe/SV-GN模型的光学性质最优,在可见光区域,Fe/4N-GN模型的光学性质最优。

关键词： 吸波体   石墨烯   电磁波   宽带吸收   等效阻抗匹配  

摘要： 宽带吸收是吸波体向实际应用发展亟须解决的难题。基于熔融沉积成型(FDM)技术制备吸波体壳体,以自制的石墨烯(rGO)-Fe_(3)O_(4)/乙基纤维素(EC)复合微球为吸波剂,研究单元结构几何参数和材料层间分布对吸波性能的影响,通过归一化处理,分析等效阻抗匹配的变化特性。研究结果表明,该吸波体具有宽带吸收、极化无关特性和大角度吸收特性:该吸波体实物测试结果实现了2~18 GHz频段内99%带宽(2.1~18.0 GHz)的有效吸收(反射损耗低于-10 dB),两个反射损耗峰值的测试强度依次为-21.9、-24.1 dB,与CST仿真的2~18 GHz全频段有效吸收、峰值强度-20.6 dB和-20.1 dB的模拟结果相吻合;对于横电波(TE)极化而言,当入射角度为40°时仍然能维持15 GHz的有效吸收带宽,在50°时还能保持X、Ku波段的有效吸收。吸波体表现出的吸波性能归因于其合理的等效阻抗匹配调控,与此同时,其结构中梯度参数可显著增加电磁波的反射次数,充分利用了电磁波的衍射能力。

关键词： 石墨烯   六方氮化硼   声子极化激元  

摘要： 石墨烯自被成功制备以来,就以其优异的材料性能在众多领域受到了广泛关注,特别是其具备快速光电响应、宽光谱吸收、尺寸优势等特性,是制备微纳光电探测器的理想材料之一。目前,石墨烯光电探测器已经实现,但基于传统结构的石墨烯探测器存在光吸收效率低、光电响应差的问题。利用等离激元实现光吸收增强是一种可行的技术路线,但其存在微纳结构过于复杂、成本过高、性能不足等问题。本文提出了一种基于Au光栅/石墨烯/h-BN/SiO_(2)的异质结构,利用h-BN与红外光相互作用产生的声子极化激元效应,将红外光局域在石墨烯中,增强石墨烯与异质结构整体的吸收率;同时,石墨烯与h-BN的晶格常数相近,该异质结构可最大程度地发挥石墨烯优异的光电性能。通过有限元(Finite element method,FEM)方法对吸收率和电磁场分布进行分析,发现在入射光频率为1550 cm^(-1)时,Au光栅/石墨烯/h-BN/SiO_(2)混合结构石墨烯层的功率耗散密度是Au光栅/石墨烯/SiO_(2)对照组结构的4.4倍,光吸收率是对照组的6.5倍。同时,通过控制h-BN的厚度、Au电极的厚度及栅宽可以实现对吸收强度的调控。该研究为实现基于石墨烯的中红外光电探测器提供了理论依据。