关键词： 等离子体   石墨烯   裂解   低碳烃   直流电弧  

摘要： 石墨烯是一种新型二维碳纳米材料,因其特殊的二维结构而具有卓越的力学、电学、光学、热力学等性质,在储能、电子、环境等方面具有广阔的应用前景。然而,现有的制备方法还难以实现高品质石墨烯的低成本、大规模的制备,阻碍了石墨烯的产业化广泛应用。文章综述了近年来石墨烯的各种制备方法,介绍了不同制备方法的特点,重点介绍了热等离子体法裂解低碳烃制备石墨烯的研究进展,主要包括射频热等离子体法和直流电弧放电热等离子体法,并对该领域存在的问题和发展方向进行了总结和展望。

关键词： 石墨烯增强钛基复合材料   组织和界面   性能   强化机理   制备技术  

摘要： 高超声速飞行器等航空装备的快速发展对钛合金综合性能及应用水平提出更高要求。采用传统热工艺技术制备钛合金的性能已经接近或达到理论极限。传统技术很难大幅提高钛合金的综合性能,探寻石墨烯技术改性钛合金成为一个重要发展方向。然而,钛合金中石墨烯的界面反应控制难度大,如何获得具有良好结合强度的石墨烯/钛界面是石墨烯增强钛基复合材料性能提升的基础与关键。本文在分析制约石墨烯增强钛基复合材料发展系列问题基础上,重点介绍石墨烯增强钛基复合材料微观组织、界面特征以及静态/动态力学性能、摩擦磨损、抗氧化性能和石墨烯强韧化机理等方面的研究进展,探讨现阶段解决石墨烯增强钛基复合材料分散均匀性、界面结合性和组织致密性的方案和优缺点,最后指出该类型材料在界面调控、大规模制备和性能稳定性等方面技术面临的挑战,并提出该类型材料发展应与理论计算技术、先进制备技术和特种功能应用相结合,深化界面优化设计和可控制备,拓宽应用领域。

关键词： 超分子水凝胶   氧化石墨烯   透明质酸   药物释放   生物相容性  

摘要： 超分子水凝胶作为生物材料已被广泛应用于医疗领域,但是因为其强度低和稳定性差,在应用于敷料、支架和药物载体时仍存有一定局限性。为了提高超分子水凝胶的力学性能,本研究设计了以透明质酸(HA)接枝β-环糊精(β-CD)和氧化石墨烯(GO)为主体聚合物,四臂聚乙二醇(PEG)接枝金刚烷(AD)为客体聚合物,利用环糊精和金刚烷官能团的主客体相互作用成功制备出了氧化石墨烯-透明质酸-聚乙二醇超分子水凝胶(GHCAP)。与未添加氧化石墨烯的透明质酸-聚乙二醇超分子水凝胶(HCAP)相比,GHCAP的弹性模量显著提高,并且在相同环境下GHCAP对菊苣酸药物的负载率达到43.38%。所构筑的超分子水凝胶GHCAP有望应用于组织敷料和药物载体等医用生物材料领域。

关键词： 静电自组装   杂化纳米粒子   酚醛树脂   复合材料  

摘要： 将氧化石墨烯(GO)与氨基化纳米SiO_(2)粒子,通过静电自组装和化学还原制得杂化纳米粒子(SiO_(2)-RGO),然后通过原位聚合法制得SiO_(2)-RGO/酚醛树脂(PF)复合材料。结果表明:适量引入SiO_(2)-RGO可明显改善PF的力学性能和热稳定性,当SiO_(2)-RGO质量分数为1.0%时,SiO_(2)-RGO/PF复合材料的弯曲强度、弯曲模量、冲击强度均达到最大值(78.77 MPa、3.87 GPa和14.15 kJ/m^(2)),分别比PF提高了73.62%、52.36%和115.05%;当SiO_(2)-RGO质量分数为1.5%时,SiO_(2)-RGO/PF复合材料的摩擦系数降至0.92,比PF降低了27.0%;SiO_(2)-RGO/PF复合材料的玻璃化转变温度、分解温度以及残炭率均明显提高。

关键词： 环氧化溶聚丁苯橡胶   氧化石墨烯   聚醚胺   抗湿滑性能   耐磨性能  

摘要： 采用聚醚胺D400(简称D400)改性氧化石墨烯(GO),制备D400-GO/环氧化溶聚丁苯橡胶(ESSBR)复合材料,并对其结构和性能进行研究。结果表明:通过傅里叶红外变换光谱和X射线光电子能谱分析确定D400成功地接枝到GO表面;接枝D400可以改善GO在ESSBR基体中的分散性,增强GO与ESSBR基体的结合能力;与GO/ESSBR复合材料相比,D400-GO/ESSBR复合材料的拉伸性能、抗湿滑性能、气密性和耐磨性能提高。

关键词： 还原氧化石墨烯   电化学催化剂   质量活性  

摘要： 常用的微波设备混合器中臭氧不可能被完全利用,有一部分剩余臭氧气体被排放到大气中,有些处理设备排出的剩余臭氧气体的浓度甚至远远超过该允许浓度。本文通过NaBH4还原法将铂钌(PtRu)合金负载在以石墨烯或石墨烯凝胶作为碳载体的催化剂上。利用三电极电化学工作站,通过循环伏安法对其甲醇氧化活性与电化学活性表面积进行了表征。同时,利用XRD与EDX表征了催化剂的PtRu粒径与元素含量。结果表明,还原氧化石墨烯凝胶拥有更好的电化学氧化性能。

关键词： 石墨烯   光推进   电子射流   Knudsen力   光驱动力  

摘要： 光推进是将光能转换为动能的一种推进方式,石墨烯材料具有独特的光电特性,为光推进技术发展提供了重要前提。文章介绍了石墨烯光推进技术发展,讨论了石墨烯光推进的电子射流、Knudsen力、激光烧蚀三种作用机理假设,分别计算了电子射流及Knudsen力产生推力的数量级,认为Knudsen力更有可能是光产生驱动现象的原因。针对Knudsen力这一假设,采用悬丝摆动的微小力测量方法,表征了石墨烯海绵表面受激光照射一侧和未被照射一侧的表面温度,两侧表面形成了显著的温差,热量主要在受照射的一侧表面聚集;讨论了真空度等参数对光驱动力大小产生的影响。结果表明,石墨烯光驱动力在微牛量级,低真空度(1~10 Pa)是产生光驱动力的适宜环境,热效应在光驱动里中占据主导作用,间接表明了石墨烯光驱动力主要来自于Knudsen力的可能性。

关键词： 纳米氧化石墨烯   功能化   EDTA   重金属废水   去除率   循环性能  

摘要： 以改进的Hummers法制备了纳米氧化石墨烯(GO),以乙二胺四乙酸(EDTA)为改性剂,制备了功能化GO复合材料。通过XRD、SEM、FT-IR对功能化GO复合材料的晶格结构、微观形貌和官能团进行了表征,并以此作为吸附剂,测试了不同pH值、初始浓度、吸附时间等吸附环境对含Cd的重金属废水吸附性能的影响。结果表明,EDTA表面具有丰富的羟基、羧基等含氧基团,嫁接到GO表面后使GO表面的活性点位增多,Cd(Ⅱ)被功能化GO复合材料表面的活性点位所吸附后沉积在了原有的沟槽中,使复合材料的表面变得光滑。当pH=6时,功能化GO复合材料对含Cd重金属废水的吸附容量和去除率达到最大值,分别为45.8 mg/g和95.3%;在初始浓度为120 mg/L时,吸附容量和去除率达到了最大值,分别为66.5 mg/g和96.3%;在吸附时间为60 min时,可达饱和吸附,吸附容量和去除率达到最高值,分别为78.0 mg/g和98.5%。经过5次重复使用后,吸附容量可保持在23.8 mg/g,去除率保持在85.4%,具有优异的循环性能。

关键词： 石墨烯   铁氧体   钢丝网   水泥砂浆   电磁防护  

摘要： 通过宏观性能测试、微观结构测试和数值模拟研究了钢丝网增强复合石墨烯(GR)-锰锌铁氧体(MFO)水泥砂浆(简称复合砂浆)在1~18 GHz频率下的电磁波吸收性能,并揭示了电磁波防护机理.结果表明:30.00%掺量的MFO因团聚导致的稀释效应降低了复合砂浆强度,而GR因促进水泥水化增加了复合砂浆强度;结合材料的电磁参数测试和时域有限差分法数值模拟复合砂浆电磁波吸收性能可知,复掺GR和MFO的钢丝网增强复合砂浆电磁波吸收性能最优,且存在最佳匹配层厚度;当砂浆总厚度为25 mm时,掺0.10%GR和30.00%MFO的钢丝网增强复合砂浆的电磁波有效吸收小于-10.00 dB,吸收带宽为1.68~4.34 GHz,且对3.23 GHz的电磁反射损耗可达-22.13 dB.因MFO有较好的磁损耗性能,GR有良好的介电损耗性能,加之水泥砂浆有多孔材料优异的反射特性,三者结合后能够成为具有建筑功能的电磁波吸收材料.

关键词： 氧化石墨烯   脂肪间充质干细胞   干细胞疗法   糖尿病创面   愈合  

摘要： 目的观察氧化石墨烯对脂肪间充质干细胞增殖和迁移能力的影响及二者联合应用于糖尿病创面的愈合效果。方法采用噻唑蓝(MTT)法验证氧化石墨烯材料的细胞毒性。采用5-乙炔基-2′脱氧尿嘧啶核苷(EdU)实验、细胞划痕实验评估氧化石墨烯对脂肪间充质干细胞增殖、迁移的影响。建立糖尿病创面动物模型,将氧化石墨烯共培养的脂肪间充质干细胞注射到糖尿病裸鼠的创面皮肤边缘,通过LB983活体成像系统观察氧化石墨烯对脂肪间充质干细胞在糖尿病创面上的存活能力的影响。在注射后的第1、7和14天观察创面的愈合情况。通过H-E染色验证氧化石墨烯共培养后的脂肪间充质干细胞对裸鼠糖尿病创面愈合效果的影响。结果细胞实验表明高糖环境中培养的脂肪间充质干细胞在加入氧化石墨烯后表现出更强的增殖和迁移能力。在动物实验中,氧化石墨烯和脂肪间充质干细胞共培养可以提高脂肪间充质干细胞糖尿病创面的存活能力并显著提升创面愈合率。结论氧化石墨烯可以促进糖尿病创面上脂肪间充质干细胞的增殖和迁移,是治疗糖尿病创面的良好辅助材料。