关键词： 石墨烯   2,4-二氯酚   纳米铁   脱氯   吸附  

摘要： 通过液相还原法成功制备了石墨烯负载纳米铁镍复合材料,该材料可高效快速地吸附水中的2,4-二氯酚(2,4-DCP)并对其进行脱氯.微观形貌分析结果表明,粒径为80~150nm的球形Fe/Ni纳米颗粒成功插入石墨烯片层,并主要分布在石墨烯片层边缘和褶皱处,Fe/Ni颗粒团聚现象明显减少,更多活性位点暴露出来.XRD分析和FTIR分析表明,纳米零价铁(nZVI)通过Fe-O键成功嵌入石墨烯(r GO)中,且Fe/Ni纳米颗粒结晶度较差,外围包覆有无定形的铁氧化物沉淀.探讨了不同制备条件如碳铁比、镍化率、氧化石墨烯(GO)还原程度对材料去除2,4-二氯酚(2,4-DCP)性能的影响.综合考虑材料制备成本及对2,4-DCP的吸附脱氯性能,Fe/Ni@rGO复合材料的最优制备条件为:石墨烯与Fe质量比1:2,镍负载率5%,硼氢化钠与铁盐的物质的量比为5:1.研究表明5种材料对2,4-DCP的去除率遵循如下顺序:Fe/Ni@rGO复合材料>Fe/Ni>Fe@rGO复合材料>石墨烯>nZVI.储存稳定性试验和循环试验表明,与Fe/Ni双金属相比,Fe/Ni@rGO材料具有稳定的反应活性和较高的重复利用价值.研究结果表明Fe/Ni@rGO复合材料对2,4-DCP的去除为吸附和脱氯协同作用的结果.

关键词： 石墨烯   氧化石墨烯   新型材料   应用场景  

摘要： 作为21世纪的新型材料,石墨烯因具有导热、导电等诸多优良性能在多个行业占据不可替代的位置。石墨烯多以粉末形式出现,为方便应用人们会对其进行一次或多次改性,改性后的氧化石墨烯更易于在材料中进行应用。根据应用场景不同选用对应的改性方式,但归根结底是通过更改或引进表面的官能团在某一方面改进性能,这样改性后的氧化石墨烯在多个领域有着重要作用。本文也综述了石墨烯基材在未来的应用方向。

关键词： 石墨烯   拉曼光谱   扫描电镜   透射电镜   原子力显微镜   X射线衍射   表征手段   判定途径  

摘要： 基于石墨烯与类石墨烯炭材料结构和性能差异,其有不同的潜在应用,恰当的表征手段对分析石墨烯与类石墨烯炭材料的性能及指导应用研究具有重要意义。以标注为单层石墨烯(G1)、少层石墨烯(G2)、多层石墨烯(G3)、工业级多层石墨烯(G4)的4种材料为研究对象,利用拉曼(Raman)光谱、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、原子力显微镜(AFM)、X射线衍射(XRD)、氮气吸附仪等对样品的理化特性进行了综合表征,从结构分析到形貌分析,再通过晶型分析与比表面积分析验证,探讨了石墨烯与类石墨烯炭材料的表征手段、数据分析以及各表征结果之间相互关系。结果表明,G1层数相对较低,缺陷密度较大(D峰与G峰强度比I_(D)/I_(G)=0.88),经TEM、AFM形貌测定层数与XRD计算数据相互验证,实际层数为10~20层,比表面积为564.03 m^(2)/g,拉曼光谱与XRD晶型测定确定了其典型的石墨烯特征,属于石墨烯范畴;而G2~G4的层数达100层以上,比表面积为30~50 m^(2)/g,I_(D)/I_(G)=0.07~0.18,结合结构与形貌的结果综合判断其属于类石墨烯炭材料,该研究为石墨烯及类石墨烯炭材料的判定途径及方法提供了参考和指导。

关键词： 碳纳米管   石墨烯   缺陷   官能化   复合材料  

摘要： 碳纳米管、石墨烯具有优异的机械性能和热力学性能,已成为新一代增强橡胶复合材料性能的重要补强材料。然而,在实际生产中,容易产生缺陷碳纳米管和石墨烯且两者在橡胶复合材料基体内也极易发生团聚。为解决上述问题最常用的方法是对缺陷碳纳米管和石墨烯进行官能化处理。总结了碳纳米管、石墨烯以及缺陷、官能化碳纳米管和石墨烯对橡胶复合材料力学、摩擦学、老化等性能的影响,并对该领域未来的发展提出建议。

关键词： 还原氧化石墨烯   非离子型表面活性剂   团聚  

摘要： 为了提高热还原法制备的还原氧化石墨烯(RGO)在水溶液中的分散性,采用超声波处理结合非离子表面活性剂分散的方法,选择聚乙烯吡咯烷酮(PVP)、吐温80(TW-80)和聚乙烯醇(PVA)三种非离子表面活性剂,研究RGO的分散性能。通过静置法分析了不同非离子表面活性剂对RGO水溶液的分散稳定性,结果表明添加非离子表面活性剂能有效提高RGO的分散性,其中1.5%PVP K30和3%TW-80处理后的RGO分散稳定性最好。通过拉曼光谱、X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)等对分散后的RGO进行了表征,结果表明,分散后RGO的层间距增大,PVP K30-RGO的表面褶皱较少,较为光滑,且层间距最大,为0.42nm。

关键词： 综合实验教学   偏二甲肼   氧化铜   石墨烯   废水处理  

摘要： 综合性实验有助于高素质军事人才综合能力的培养。为了紧贴军事,紧跟前沿,设计了一个采用氧化铜/石墨烯复合材料处理偏二甲肼废水的综合实验。首先以石墨为原料合成出氧化石墨烯,然后以氧化石墨烯和铜盐在水热条件下反应生成氧化铜/石墨烯复合材料,最后利用紫外-可见分光光度计研究其对偏二甲肼的降解性能,根据偏二甲肼的浓度随时间变化的规律,确定该反应的表观反应级数以及表观反应速率常数。该实验涉及传统合成方法、透析分离方法、水热合成方法、仪器分析方法、物理化学实验方法,综合性强,直接面向发射井废水的处理,应用性强,有利于提高军校学员的综合操作能力和应用能力,培养学员的创新能力。

关键词： PalmSens U盘式电化学分析仪   石墨烯   激光直写   抗坏血酸  

摘要： 制备了一种基于石墨烯微电极的抗坏血酸(AA)智能传感器。通过设计与U盘式电化学分析仪相兼容的直插式三电极图案,采用激光直写技术制备图案化石墨烯电极,选择AA作为目标分析物,构建了一种基于石墨烯微电极的AA便携式智能检测方法。使用PalmSens U盘式微型电化学分析仪,结合智能手机APP检测,采用循环伏安法,考察了所制备的石墨烯电极对AA的电化学响应。结果表明,pH 1时,在AA浓度0.01~0.5 mg/mL范围内,峰电流与AA浓度具有良好的线性关系。所设计的石墨烯微电极可兼容于PalmSens U盘式电化学分析仪,所构建的检测方法可用于汗液、尿液等不同生物样品的检测。

关键词： 金属   氧化石墨烯   改性   防腐   有机涂层  

摘要： 氧化石墨烯(GO)是石墨烯的衍生物,能够阻隔水分子和氧气等腐蚀因子进入到金属表面,在金属防腐方面有着巨大的潜力。对GO在金属防腐中的应用研究进行了概述,主要从GO的共价和非共价改性的角度出发,归纳总结了改性GO在聚氨酯和环氧树脂等有机涂料中的防腐应用,并展望了改性GO在防腐涂料中的发展方向。

关键词： 超材料   太赫兹   石墨烯   双频窄带吸收器  

摘要： 利用石墨烯优异的可调光学特性,设计了一种由石墨烯谐振器、SiO_(2)介质层及金属反射层组成的可调谐双频完美吸收器,研究了石墨烯化学势、偏振角及尺寸大小对吸收器吸收性能的影响,并分析了共振频率处的电场模式,进一步解释吸收器的吸收原理.结果表明,吸收器在6.363 THz和8.987 THz处的吸收率分别为99.98%和99.99%;吸收峰位可通过改变石墨烯化学势进行有效调节,0°~80°范围内的任意偏振角下,峰值吸收率均可达90%以上;SiO_(2)介质层厚度对吸收器的共振峰位几乎没有影响,但对峰值吸收率有一定影响,随着厚度的逐渐增加,吸收率先升高后降低,在厚度为3.1μm附近时实现完美吸收.以上结果说明,吸收器的高吸收率主要源于电磁共振作用.

关键词： 石墨烯   沥青   中间相炭微球  

摘要： 以石墨烯改性的沥青为原料,采用热聚合方法制备中间相炭微球。利用扫描电镜、X射线衍射仪等表征手段对炭微球形貌及结构进行研究,结果表明:氧化石墨烯添加量为1.5%,石墨烯改性沥青为400℃时,炭微球的形成过程为一次生长成型,不同聚合时间对炭微球的形貌和尺寸影响不大,可得到粒度分布均匀的中间相炭微球。