关键词： 还原氧化石墨烯   热解还原   缺陷程度   氧含量   电导率  

摘要： 以改进Hummers法制备的氧化石墨烯(GO)为原料,通过热解还原剥离得到还原氧化石墨烯(RGO),并考察热解工艺对RGO结构和电性能的影响。研究表明,随着热解温度的升高,RGO的氧含量降低,缺陷密度下降,但过高的热解温度会造成RGO结构的二次塌陷并降低比表面积。通过测试不同热解温度下制备的RGO样品的电导率,发现RGO的缺陷结构和氧含量是影响其导电性的主要因素。在600℃热解还原制备的RGO-600粉体热处理温度适中,片层剥离度高,比表面积大,二次结构坍缩少,导电性能优越,其电导率可达344.8 S/cm。RGO与碳纳米管、导电炭黑复合的石墨烯复合导电浆料用于锂离子电池材料中,能明显提升电极材料的电子传导能力。此方法实现了在较低的热解温度条件下,剥离还原制备高导电性的石墨烯材料。

关键词： 纳米结构   池沸腾   传热   气泡   流场  

摘要： 采用氧化石墨烯(GO)纳米片沸腾自组装法制备GO纳米涂层表面,考察表面改性对传热性能、近壁面流场行为和气泡动力学参数的影响。结果表明,GO纳米涂层表面的强化换热效果明显,临界热流密度(CHF)达到211.2 W/cm^(2),换热系数(HTC)达到8.12 W/(cm^(2)·K),与光滑铜表面相比,分别提高了89.7%和75.9%,GO纳米涂层表面上的气泡脱离直径小,脱离频率高,成核位点多,近壁面的流场更复杂,对流传热更明显。

关键词： 环氧富锌涂料   石墨烯   低锌   防腐涂料   高导电性  

摘要： 为解决传统环氧富锌涂料锌粉含量过高导致的涂层起泡、缩孔、机械性能差等问题,对涂料配方进行优化筛选,并添加超高导电性的石墨烯粉体,制备了一种高性能低锌粉含量环氧防腐涂料。并对涂层的附着力、耐冲击性、耐水性、耐中性盐雾性及耐湿热性等性能进行测试。结果表明:用19.35%环氧树脂E-20、2.15%聚酰胺加成物固化剂、45%锌粉、10%滑石粉、2%触变剂881B、1%流平剂AFCONA-3777、0.5%石墨烯、20%稀释剂2033,制备的环氧石墨烯低锌防腐涂料,涂层具有较高的耐冲击性(50 cm)、附着力(16 MPa)和优异的耐盐雾性(2000 h)、耐水性(2000 h)和耐湿热性(2000 h),可应用于苛刻腐蚀环境。

关键词： 热导率   双层石墨烯纳米带   层间共价键   分子动力学  

摘要： 石墨烯的层间键合是一种石墨烯的改性方式,能够改变石墨烯的机械和导电等性能,同时也会对其热学性质产生影响.本文采用非平衡分子动力学方法,以层间局部碳原子sp^(3)杂化(层间形成共价键)的双层石墨烯纳米带为研究对象,研究了层间共价键呈链状分布时,其浓度、角度以及拉伸应变对双层石墨烯纳米带热导率的调控,并通过声子态密度对具有层间共价键的双层石墨烯纳米带热导率变化的原因进行机理分析.研究发现:双层石墨烯纳米带的热导率随层间共价键浓度的增加而减小,且依赖于共价键链的分布角度.随着层间共价键浓度的增加,层间共价键链与热流方向平行时,双层石墨烯纳米带热导率下降的速率最慢,层间共价键链与热流方向呈现一定角度时,热导率下降的速率变快,且角度越大,热导率下降的速率越快.此外研究还发现,拉伸应变会导致具有层间共价键的双层石墨烯纳米带的热导率进一步降低.研究结果表明,可以通过层间键合和拉伸应变共同对双层石墨烯纳米带的热导率进行调控.这些结论对石墨烯基纳米器件的设计及热管控具有重要的意义.

关键词： 原位化学气相沉积   氢化石墨   石墨烯/青铜基多孔复合材料   透气性   摩擦磨损性能  

摘要： 多孔质材料相对于小孔节流形式的气体轴承材料有可发挥较大承载力和小加工误差等优势。为了满足气体轴承多孔质及高性能的需求,本工作通过粉末冶金和化学气相沉积相结合的方法在三维多孔青铜上原位生长石墨烯,制备出具备特定气体渗透率的耐磨性能优良的石墨烯/青铜基多孔复合材料。结果表明青铜表面原位生长获得了大面积连续石墨烯,这种二维平面结构实现了其与青铜基体良好的界面结合。相较于多孔青铜,石墨烯/青铜基多孔复合材料摩擦系数与磨损量分别降低了28%和30.4%,该复合材料的研究有望为高性能多孔质气体轴承的研制提供一种新方法。

关键词： 自修复混凝土   微胶囊   硫酸盐侵蚀   质量损伤率   力学性能  

摘要： 为解决西北地区输变电工程对于混凝土材料耐久性和导电性的特殊需求,以硅酸钠和膨润土作为囊芯、乙基纤维素作为囊壁,物理法合成微胶囊。外掺氧化后石墨烯充当导电介质,制备混凝土复合材料标准试件。随后对试样进行硫酸盐浸泡和干湿循环试验,分析了硫酸盐侵蚀后混凝土的表观特征、质量损失率和力学性能。结果表明:微胶囊的加入显著提高了抗硫酸盐性和自愈性,含有乙基纤维素包封的胶囊混凝土表现出良好的抗硫酸盐性和自愈性。

关键词： 氢气的解离吸附   从头算分子动力学   吸附能   密度泛函理论  

摘要： 本文运用从头算分子动力学方法研究了H_(2)在Cu_(19)团簇和缺陷石墨烯负载Cu_(19)团簇上的解离吸附.分子水平上的动力学轨迹表明,氢气在Cu_(19)上解离吸附的最佳位点是桥位-空位,两个氢原子吸附在Cu原子两边的桥位和空位上,吸附能为-0.74 eV.在缺陷石墨烯负载的Cu_(19)团簇上,两个氢原子的最佳吸附位置是吸附在两个空位上,吸附能为-1.27 eV.总的来说,缺陷石墨烯负载Cu_(19)团簇上的平均吸附能为-1.07 eV,比Cu_(19)团簇上的-0.58 eV多约84%,这表明缺陷石墨烯负载Cu_(19)簇上对于氢气的解离吸附能力大大增强.d带中心向费米能级靠近解释了为什么缺陷石墨烯负载Cu_(19)团簇吸附能力更强.积分晶体轨道哈密顿布居分析表明,与Cu_(19)团簇相比,在缺陷石墨烯支持的Cu_(19)簇上,氢原子与其键合的Cu原子之间更强的键相互作用导致了更大的吸附能.

关键词： 石墨烯   LDH   S掺杂   缺陷   OER   电催化剂  

摘要： 采用了CVD、水热法及室温硫化制备了石墨烯负载的S掺杂NiFe LDH电催化剂(NFG@NiFe-S LDH)。利用XRD、SEM、Raman、BET、EPR和Gamry电化学工作站对材料的结构和电化学性能进行研究,探究了复合石墨烯以及S掺杂对材料及电化学性能的影响。结果表明,与石墨烯复合极大提高了材料的导电性,S掺杂使得材料中出现更多缺陷,调节了材料电子结构,促进电子转移,从而提高了材料的催化活性。尤其是当硫化时间为2 h时,在电流密度为100 mA/cm^(2)时,OER过电位仅282 mV,塔菲尔斜率只有70.6 mV/dec。

关键词： 石墨烯   镁基复合材料   制备方法   界面设计   变形行为  

摘要： 石墨烯具有特殊的二维结构及优良的力学、热学和电学性能,被认为是金属基复合材料理想的增强相之一。石墨烯与镁合金的复合化,能够解决镁合金强度及弹性模量低、导热性差的问题,从而满足航空航天、军工、汽车等领域的性能需求。然而,由于石墨烯与镁的润湿性差、无界面反应,石墨烯在镁基体中的分散和界面结合情况是镁基复合材料制备的关键。此外,镁合金粉末的高化学活性也限制了粉末冶金方法的使用,难以采用其他复合材料的制备方法作为参考。因此,主要探讨了石墨烯镁基复合材料的制备技术、主要的界面设计方法及变形行为,总结了石墨烯镁基复合材料目前面临的主要问题,并对石墨烯镁基复合材料的发展趋势进行了展望。

关键词： 光学器件   回音壁模式   全光调谐   激光诱导石墨烯   超高Q值  

摘要： 提出了一种基于激光诱导石墨烯(LIG)的二氧化硅回音壁微球腔全光调谐方法。利用二氧化碳激光器碳化聚酰亚胺(PI)薄膜生成LIG,使用980 nm激光对LIG表面进行光激励,研究了微腔的透射光谱和反射光谱。结果表明:回音壁微腔的品质因子Q值在调谐全过程中保持在108左右,调谐范围约为1.09 nm,灵敏度约为8.8 pm/mW,实现了基于LIG的二氧化硅回音壁微球腔无损Q值的全光调谐。该全光调谐方法具有无机械干扰、保持超高Q值、调谐范围宽等优点,扩展了全光调谐在腔量子动力学、非线性光学、低阈值激光等方面应用。