关键词： 石墨烯   云母氧化铁   协同作用   水性环氧涂层   屏蔽性能   叠加效应  

摘要： 石墨烯(G)材料改性水性重防腐涂料是涂料领域研究的热点之一,目前对石墨烯与传统阻隔填料的协同作用研究较少且协同机制尚不明确。通过吸水率和电化学阻抗谱测试,研究了石墨烯/云母氧化铁(MIO)对涂层屏蔽阻隔性能的影响,并结合扫描电镜(SEM)和X射线能谱(EDS)分析了石墨烯与云母氧化铁2种颜填料在涂层中的相互影响机制。结果表明:当向水性环氧MIO涂层中加入0.35%石墨烯时,涂层的吸水率较水性环氧MIO涂层的吸水率上升2.06%;电化学阻抗谱测试结果显示,水性环氧G/MIO涂层较水性环氧MIO涂层高频的容抗弧半径降低,低频时涂层的阻抗模值降低,涂层电容增加了5.018×10^(-5)F/cm^(2),涂层电阻降低了0.86×10^(4)Ω·cm^(2),说明当向水性环氧MIO涂层加入石墨烯时涂层的屏蔽效果变差;通过对涂层截面进行表征,发现石墨烯与云母氧化铁在水性环氧涂层中同时存在时,最终涂层的屏蔽性能是由这2种颜料在涂层中的分布和分散性这两方面因素的叠加效应所决定。

关键词： 激光直写   氧化石墨烯   相位型光子筛   光场调制  

摘要： 光子筛不受衍射极限限制且设计结构灵活,是一种新型衍射元件。相比于振幅型光子筛,相位型光子筛能量透过率更高,成像对比度更加尖锐,具有应用优势。然而,常见衍射光学器件面临加工复杂及难以调制等局限。石墨烯及其衍生材料具有良好的光电调制特性,被广泛用于衍射光学器件制备。利用激光直写技术可实现诱导还原氧化石墨烯,是一种简单高效的微纳加工技术。利用时域有限差分方法研究光子筛的衍射特性,并基于激光直写技术制备氧化石墨烯光子筛。通过不同激光功率加工可获得材料的折射率调制,器件实现了明显的焦距调制(1.62mm)和聚焦效率的提高(13.6%)。该方法有望为实现可调制衍射光学元件提供简便、灵活的设计与制备手段。

关键词： 还原氧化石墨烯   rGO/PDMAEMA   rGO/PMAA   气体传感器  

摘要： 采用氧化还原法制备石墨烯,研究制备了还原氧化石墨烯(rGO)/聚甲基丙烯酸N,N-二甲基氨基乙酯(PDMAEMA)或聚甲基丙烯酸(PMAA)气体传感器,通过对不同条件下气体响应性能的检测,设计开发了柔性石墨烯气体传感器.分别用质量分数为0 wt%、1 wt%、2 wt%、5 wt%和10 wt%的高分子聚合物测试了不同质量分数下电学性质的差异,结果显示,rGO/PDMAEMA传感器中5 wt%和10 wt%两种浓度的响应性能最好,其中5wt%浓度的响应最为敏感.

关键词： 还原氧化石墨烯   钠离子电池   负极   层间距  

摘要： 开发高效的碳基钠离子电池(SIBs)负极材料是目前的研究热点。采用不同退火温度,使预还原后的氧化石墨烯(GO)获得具有不同层间距的波浪状还原氧化石墨烯(rGO)谱,并将其应用于SIBs负极,通过优化电解液,探究了rGO微观结构与储钠性能、储钠机制的关系。经过调谐层间距并与电导率权衡后,rGO负极在醚类电解液中通过插层和溶剂化Na+共吸附的储钠机制,在SIBs中显示出较高的首次库伦效率(82%),经过100次循环后容量保持率高达93%,说明rGO负极具有优异的循环稳定性。

关键词： 2、4、6-三胺基嘧啶   葡萄糖   氮掺杂型石墨烯薄膜   能隙  

摘要： 以葡萄糖为碳源,2、4、6-三胺基嘧啶为氮源,制备掺杂前驱体后通过真空高温退火,生长得到氮掺杂型石墨烯薄膜,并对生长得到的氮掺杂型石墨烯薄膜进行了各类光电性能表征。通过拉曼表征证实该薄膜是多层石墨烯薄膜,有一定的缺陷,但结晶度较好。XPS表征也证实氮元素成功地掺杂进石墨烯晶格结构中,并以共价键结合。通过透射电镜表征,薄膜表面附着许多∅20~30 nm量子点,薄膜形态比较致密。UV-Vis吸收光谱测试证实,该掺杂的石墨烯薄膜吸收峰产生一定程度的蓝移,掺杂氮元素后薄膜对可见光整体吸收能力加强。

关键词： 重点实验室   科研设备   检测实验室   石墨烯   实验室科研   材料合成   新能源   内蒙古自治区  

摘要： 内蒙古自治区石墨烯先进储能新材料重点实验室依托内蒙古自治区矿土土质改性及综合利用自治区重点实验室科研基础,结合乌兰察布市大力发展石墨烯、储能、氢能等新能源新材料背景,规划布局建设。目前,实验室已初步构建“五室一基地”,即分析检测制备实验室、化学合成实验室、性能检测实验室、石墨烯新材料合成实验室、新能源性能研究实验室、石墨烯车间,面积近10000平米。实验室团队成员36名,博士生占比61%,重要科研设备价值4000余万元。

关键词： 氧化石墨烯   壳聚糖   复合膜   吸附分离   染料  

摘要： 利用层层组装技术,将聚丙烯酸(PAA)与氧化石墨烯-壳聚糖(GO-CS)复合物沉积到聚丙烯(PP)微孔膜表面制备聚丙烯酸/氧化石墨烯-壳聚糖(PAA/GO-CS)n复合膜,并考察其对亚甲基蓝和刚果红吸附分离效果。利用红外光谱、热分析仪和扫描电子显微镜进行表征,结果表明,通过静电力和氢键相互作用,GO和CS成功复合,制备的(PAA/GO-CS)n复合膜具有稳定的热化学性质,复合膜的表面形貌和孔隙可以通过组装层数进行调控。研究发现,(PAA/GO-CS)n复合膜对亚甲基蓝和刚果红的渗透率随组装层数增加而下降,截留率随组装层数增加呈上升趋势,复合膜对带正电荷的亚甲基蓝具有优先选择吸附性。当组装层数达20层时,(PAA/GO-CS)n复合膜对亚甲基蓝的渗透率为2761.3 L·m^(-2)·h^(-1)·bar^(-1),截留率91%,吸附率39%,对刚果红的渗透率为3068 L·m^(-2)·h^(-1)·bar^(-1),截留率43%,吸附率33%。

关键词： 磺化芳香聚合物   氧化石墨烯   掺杂改性   渗透汽化脱盐  

摘要： 渗透汽化在浓盐水脱盐处理方面具有独特优势,磺化芳香嵌段聚合物(SAP)具有微相分离结构,可为透水脱盐过程提供有利于水分子传输的离子型纳米通道。为进一步提高SAP膜的分离性能,同时改善机械强度,以亲水聚四氟乙烯(PTFE)多孔膜为基底,以新型高磺化聚苯乙烯接枝型SEBS(S-SEBS-g-PSt)为高分子基质,以二维材料氧化石墨烯(GO)为无机填充剂,制备出高性能SAP-GO/PTFE混合基质膜。结果表明,石墨烯掺杂改性显著提高SAP膜的亲水性、机械强度和抗溶胀性,当GO质量分数达到1%时,在80℃处理质量分数为10%的NaCl浓水时,SAP-GO-1/PTFE混合基质膜水通量达到91.8 kg·(m^(2)·h)^(-1),截盐率超过99.96%,展现出良好的应用潜力。

关键词： 氧化石墨烯   Amberlite IRC 748树脂   铜(Ⅱ)   吸附   废水处理  

摘要： 重金属污染已成为水生生态系统面临的巨大挑战。本文采用Amberlite IRC 748树脂对氧化石墨烯(GO)进行改性,制备了一种多功能复合吸附材料(IRC 748-GO)。通过静态吸附和动态吸附实验考察了IRC 748-GO复合材料对Cu^(2+)离子的吸附行为,结果表明该吸附过程符合准二级动力学模型和Langmuir模型,Cu^(2+)的饱和吸附量达到127.22 mg/g,IRC 748-GO复合材料对Cu^(2+)的吸附能力强于氧化石墨烯。采用FT-IR、SEM、XPS和吸附等温线测定分析了吸附机理,结果表明IRC 748-GO复合材料中的羧基能有效螯合Cu^(2+)离子。IRC 748-GO复合材料具有比表面积大、稳定性好、吸附能力强等特点,可用于重金属废水处理。

关键词： 石墨烯   塞曼场   Hubbard模型   行列式量子蒙特卡罗(DQMC)方法  

摘要： 利用行列式量子蒙特卡罗方法,研究了二维石墨烯晶格中塞曼场诱导的相变.库仑斥力U、无序Δ和磁场B之间的竞争将原本是半金属的状态驱动到具有不同特征的绝缘相,且对于塞曼场诱发的带绝缘相,增强电子相互作用和键无序,将有效降低相变需要的临界磁场.随着磁场持续增加,磁场诱发对称性破缺进而诱发反铁磁相,最终系统进入完全自旋极化状态.在电子关联系统中,弱相互作用会促进磁场对反铁磁的效应;然而当U>Uc=4.5时,相互作用继续增加将抑制该效应的强度.平行磁场的引入,为在实际材料中观察到输运转变和磁转变提供了可能.