关键词： 聚苯乙烯微球   氧化石墨烯   柔性传感器   电热性能   传感性能   涤纶/氨纶织物  

摘要： 织物作为柔性传感器的基底因其可穿戴性和舒适性好而备受关注,但其存在灵敏度低、应变范围窄的问题。针对这个问题,采用层层静电自组装法,利用阳离子改性剂对聚苯乙烯(PS)微球进行表面改性,负载带负电荷的氧化石墨烯(GO),制备了聚苯乙烯/还原氧化石墨烯(PS/rGO)微球复合织物。通过优化PS微球和rGO纳米片的二元结构,显著提高复合织物的应变传感和电热性能。采用线性伏安循环曲线和热成像技术对复合织物的电学性能和电热性能进行测试,同时借助数码精密万用表评估其传感性能。结果表明:该PS/rGO微球复合织物在0%~90%应变范围内的灵敏度高达10.44,且在不同应变、拉伸速度和百次循环测试中相对电阻变化率稳定,展现优异的传感循环稳定性;此外,该织物在20 V电压下87 s内能从19℃升温至64.2℃,显示出优异的电热性能,这些特性使得该复合织物在人体运动监测、热敷治疗和人机交互等领域具有广泛的应用潜力。

关键词： 海洋大气环境   腐蚀防护   车辆   试验验证   石墨烯   改性聚氨酯   疏水涂层  

摘要： 目的 验证和对比在高温、高湿、高盐雾的南方海洋大气环境下的车辆腐蚀防护技术。方法 针对高温、高湿、高盐雾环境下的车辆腐蚀问题,通过试验室模拟海洋大气环境开展典型腐蚀防护技术措施的试验验证工作,进行试验数据检测和分析,评价腐蚀防护技术的腐蚀防护效果。结果 石墨烯重防腐体系样板在盐雾、老化试验3 000 h后,漆膜表面无脱落、起泡,且盐雾、老化试验前后附着力均大于8 MPa,判定该防腐体系在高湿、高盐、高温环境下的防腐年限为15~25 a。改性聚氨酯三防漆涂层电路板样板在盐雾、腐蚀、冷热冲击、霉菌试验后,表面均未产生白斑、锈迹等,通过附着力对比证明其结合强度较好。通过对疏水涂层样板盐雾试验前后的附着力进行测试对比,证明疏水涂层在高盐、高温、高湿环境下对光学镜片的结合强度较好,盐雾、霉菌试验后,涂层样板表面均未产生白斑、锈迹等。结论 通过模拟海洋大气环境,对车身金属、电气设备和光学器件的腐蚀技术进行验证,证明石墨烯重防腐体系适用于车身防腐,改性聚氨酯三防漆适用于电气设备防腐,疏水层适用于光学器件防护,后续可为典型腐蚀防护技术在车辆上的应用提供技术支撑。

关键词： 煤基碳材料   煤基石墨烯   煤阶   微观结构   结构参数   高温石墨化   石墨化度  

摘要： 煤基碳材料的制备和表征是一个热门研究领域。煤基石墨烯的结构特征不仅决定了产品的性能,还可为产品制备过程中的工艺调控提供参考。因此,有必要对煤基石墨烯的微观形态和结构有一个清晰的了解。研究采集了宁夏回族自治区8个不同煤阶的煤样,化学脱矿后高温石墨化处理得到煤基石墨,采用改进的Hummer’s氧化还原法制备煤基石墨烯,并通过X射线衍射、拉曼、原子力显微镜和高分辨率透射电镜综合表征获得了煤基石墨烯的微观形貌和结构参数。结果表明:宁夏回族自治区不同煤阶的煤样所制备的煤基石墨烯均为少层石墨烯,高温石墨化可显著提高煤结构的有序度和石墨化度,有利于煤基石墨烯的制备,尤其对低煤阶的煤最为显著。煤基石墨的石墨化度均超过0.70,最高为0.99。煤阶越高,所制备的石墨烯片层的直径和堆砌高度越大、缺陷更少、剥离效果也越好。所制备的煤基石墨烯的直径在3.78~13.04 nm,层间距均超过了0.3550 nm,最高可达0.3661 nm。且随煤阶的升高,煤基石墨烯直径的增大要比堆砌高度更显著,因此,煤基石墨烯的形态总体趋于扁平状演化。煤的黏结性会造成煤基石墨烯表面粗糙度的增大,但不会影响石墨烯芳香层的晶型与有序度的发展。随煤阶的升高,石墨烯结构经历了涡轮型—Y型—半直面型—直面型的演化路径。直面型的石墨烯结构是煤结构在煤基石墨烯制备过程中演化的最终形态,表现为明显的剥离、卷曲和舒展的特征,这也为石墨烯台阶状的形成提供了可能。

关键词： 聚乳酸   多层石墨烯   复合材料   介电性能   力学性能   维卡温度  

摘要： 利用熔融共混法制备了聚乳酸(PLA)/多层石墨烯(MLGN)复合材料并研究了不同填充量的多层石墨烯(MLGN)对复合材料性能的影响。通过力学性能测试、热变形维卡软化点温度测定仪、XJUD数显式摆锤冲击试验机等对聚乳酸(PLA)/多层石墨烯(MLGN)共混体系的冲击强度及弯曲模量等性能进行表征及测试。结果表明:在MLGN添加质量为0%~8%范围内,随MLGN添加量的增加,PLA/MLGN复合材料的冲击强度呈先上升后稳定的趋势,最高可达6.102 kJ/m^(2);弯曲模量在MLGN添加质量为6%时达到4068.67 MPa,较纯PLA提高了124%;MLGN在添加质量为0%~8%范围内对PLA/MLGN复合材料的维卡软化温度无明显影响;MLGN能提高PLA/MLGN复合材料的介电常数,在100 Hz,MLGN添加质量为8%时,PLA/MLGN复合材料的介电常数为32.6,约为纯PLA的11倍;MLGN能够发挥成核剂的作用,促进PLA的结晶,增大PLA/MLGN复合材料的结晶度,当MLGN添加质量为8%时,PLA/MLGN复合材料的结晶度达到25.84%。

关键词： 石墨烯   光催化   还原CO_(2)  

摘要： 光催化转化CO_(2)生产化工燃料是解决全球变暖问题和供应新型能源的一种方案,但要实现高效、选择性和稳定的CO_(2)减排仍有很多障碍待克服。新兴的石墨烯材料具有独特的物理化学、光学和电学性质,将石墨烯用于构建高效的异质结光催化剂,可以克服CO_(2)催化转化中的诸多缺点。从CO_(2)多相光催化的基本机理出发,介绍了石墨烯在光催化转化CO_(2)中的研究进展,为解决CO_(2)催化转化中有限的光收集效率、较低的光催化活性等问题提供参考。

关键词： 电磁屏蔽   光学透过率   屏蔽效能   复合结构   网栅   吸收损耗  

摘要： 光学元件需兼具高透光率和电磁屏蔽功能,碳系材料因其优异性能成为替代传统金属电磁屏蔽材料的首选。在铜网栅结构基础上叠加石墨烯层,建立多层形式的铜基石墨烯复合网栅结构模型,并改变基础网栅结构的线宽参数,在12~18 GHz电磁频段范围内对其电磁屏蔽特性进行仿真和实验研究。结果表明:在铜网栅结构双面叠加石墨烯层结构的电磁屏蔽效能比铜网栅提高了1.7 dB以上,其中对电磁波的吸收损耗提升了4.81 dB。石墨烯叠加层的加入能够使整体结构对电磁波有一定的吸收作用,在提高结构整体电磁屏蔽效能的同时,增大了模型对电磁波的吸收损耗。改变基础网栅结构的线宽参数仿真得到,随着网栅线宽增大,复合结构的电磁屏蔽效能不断增加,网栅透过率逐渐降低。实验结果进一步表明在铜网栅材料上叠加石墨烯层可以提高原结构的电磁屏蔽特性,与理论计算和仿真结果一致,验证了仿真结果的准确性以及模型结构的可行性。

关键词： 丝网印刷   葡萄糖传感器   还原氧化石墨烯   检测系统  

摘要： 针对基于生物酶的葡萄糖传感器灵敏度较低、便携性差、且易受环境温度影响的问题，开发设计一种高灵敏度柔性葡萄糖传感器。采用丝网印刷技术制备以聚酰亚胺（PI）为基底的金电极柔性葡萄糖传感器，在制备葡萄糖氧化酶混合溶液时掺杂还原氧化石墨烯（rGO）来提高电极的导电性，以增强传感器的灵敏度。同时本研究设计了便携式检测系统，可以实现原位检测，并通过数据处理实现温度补偿校正，减小了温度对生物酶活性的影响，使其可以在不同的环境温度下正常工作。该葡萄糖传感器在0到1.2 mmol/L的检测范围内的灵敏度为58.9 μA /(mmol·cm2)，检测极限为5 μmol/L，并表现出良好的选择性，有望应用于人体汗液葡萄糖浓度的监测.

关键词： 石墨烯   水伏技术   碳材料   湿气发电   液-固界面   电能  

摘要： 自然水循环（包括水的蒸发、移动和吸附过程）中蕴含的巨大能量目前仍处于未被充分利用的状态。纳米材料科学的最新突破及对水-表面相互作用机理的深入认知表明，纳米材料通过其量子限域效应和增强的表面反应性，在与水相的界面动态作用中展现出卓越的发电能力。水伏技术作为一种新型能量转换范式，通过利用液-固界面现象（包括表面滑移、摩擦接触、蒸发动力学和湿度梯度等）产生电能输出。本综述系统性地探讨了石墨烯基碳材料在水伏技术应用中的研究进展，着重阐述以下四个关键维度：（1）石墨烯-水界面的基本特性，（2）液-固界面处的电荷生成机制，（3）三种主要发电模式（流动诱导型、蒸发驱动型和湿度梯度型），以及（4）实际应用场景。同时，针对当前技术存在的能量转换效率与规模化应用瓶颈，我们提出针对性优化策略，并展望了该技术在自供电系统、柔性储能电池、湿度传感器及个人热管理设备等领域的应用前景。

关键词： 聚酰亚胺   氧化石墨烯   三明治结构   火灾预警   阻燃  

摘要： 火灾早期预警传感器在火灾监测过程中具有至关重要的作用。本研究采用刮涂法制备了三明治结构的聚酰亚胺/氧化石墨烯柔性薄膜传感器（PGP）。该结构设计不仅赋予PGP优良的力学性能，而且PI层对中间层GO的保护作用与GO层物理阻隔作用之间的相互协同，提升了材料的热稳定性和阻燃性能。PGP对火焰具有高度的敏感性并表现出优异的热阻响应特性，对火焰的预警响应时间为750毫秒，并能持续发出预警信号超过65秒，在火灾早期预警领域具有潜在的应用前景。

关键词： 磁性氧化石墨烯   功能化   痕量污染物   检测   去除  

摘要： 功能化磁性氧化石墨烯材料是基于磁性氧化石墨烯（MGO）进行特定功能化改性得到的纳米复合材料，具有选择性好、吸附能力强、毒性低且可多次循环利用的特点，在污染物检测与去除中应用广泛。该文综述了共价修饰、非共价修饰以及元素掺杂合成功能化MGO材料的主要方法；总结了巯基、氨基、磺酸基和硅烷基等表面修饰基团在提升MGO材料功能中的关键作用；分析了功能化MGO材料与污染物分子之间的氢键、π-π相互作用、静电作用和络合作用等分子作用力。此外，还阐述了功能化MGO材料在检测和去除有机污染物和无机污染物方面的独特性能及应用优势；展望了功能化MGO材料的发展趋势，旨在为不同功能化MGO材料的开发与应用提供理论支撑。