关键词： 烟煤   煤基石墨烯   原料粒径   结构表征  

摘要： 石墨烯因其优良的理化特性，在电子、新能源、新材料等领域展现出广阔的应用前景。烟煤制备石墨烯既有利于拓展石墨烯原料范围又可以减少煤化工的碳排放。本文以神东烟煤为原料，基于改进的Hummer’s法制备石墨烯，并通过X射线衍射仪（XRD）、拉曼光谱（Raman）、扫描电镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）及原子力显微镜（AFM）对烟煤制备的石墨烯及其过程产物进行了晶型、结构、表面形貌与厚度的定性与定量表征，同时研究了原料煤粉粒径对制备的石墨烯结构的影响规律。结果表明，基于改进的Hummer’s法实现了神东烟煤向石墨烯的转化，所制备出的石墨烯具有典型的石墨烯晶型和褶皱。从拉曼光谱与XRD的结果可知，随着原料煤粉粒径的增加，制备的烟煤基石墨烯的缺陷增加。从石墨烯的微观表征来看，神东烟煤所制备的部分石墨烯层数为1-2层，通过合理选择原料煤粉粒径采用改进的Hummer’s法，制备得到了石墨烯。本文所述烟煤制备石墨烯工艺方法为获得更为理想的烟煤基石墨烯有重要指导意义。

关键词： 石墨烯   Pd原子/团簇   吸附   三氯甲烷   第一性原理  

摘要： 采用基于密度泛函理论的第一性原理研究了三氯甲烷(CHCl3)分子在负载Pdn(n=1—3)原子/团簇的石墨烯表面的吸附行为.研究表明,CHCl3分子与本征石墨烯(PG)之间仅为物理吸附,而采用Pd原子/团簇对本征石墨烯进行修饰,可以提高CHCl3分子与石墨烯之间的吸附性能,使得CHCl3分子与负载Pdn(n=1—3)的石墨烯(PG-Pdn(n=1—3))之间形成稳定的化学吸附.在PG-Pdn(n=1—3)三种吸附体系中,吸附能计算表明Pd3团簇修饰的石墨烯基底对CHCl3分子的吸附效果最好,电荷转移分析表明CHCl3分子向PG-Pd3转移了大量电荷,电荷密度计算证实CHCl3分子与PG-Pd3之间形成了稳定的化学吸附.CHCl3分子吸附在PG-Pd3表面后,Cl原子p轨道与Pd原子s轨道的态密度发生有效重叠,前线轨道分析也证明PG-Pd3在吸附CHCl3后能隙明显减小、电导率增加.因此,负载Pd3团簇的石墨烯可以作为检测三氯甲烷分子的传感材料.

关键词： 氢气传感器   石墨烯   MXenes   功能化材料  

摘要： 随着石油、煤炭和天然气等化石能源的枯竭,氢能在工业生产和交通运输等方面展现了愈加关键的作用。氢能产业对储氢装置在生产、储运、加注和使用全链条过程中提出了“耐高压、高密封及燃爆安全”等性能的全面要求,高灵敏、快速响应、高选择性和高稳定性的氢气传感器是保障氢能系统安全的重要检测装备。高性能氢气传感器成功制备与应用的关键是研发新型的氢敏材料。石墨烯和MXenes是极具代表性的二维平面纳米材料,不仅具有超高的电学和力学性能,而且易于进行功能化修饰且不影响其固有性能,因此在氢气传感领域具有极大的应用潜力。本文综述了石墨烯和MXenes的基本结构、类型和合成方法,总结了其在氢气传感器中的应用研究进展,指出了存在的问题并提出了解决方案,还对氢气传感器未来的研究方向进行了展望。

关键词： 石墨烯   富锌涂层   防腐性能   研究进展  

摘要： 综述了近年来石墨烯改性富锌涂层国内外的研究进展,简要讨论了富锌涂层及石墨烯改性富锌涂层的基本防腐蚀机理、性能评价、面临的挑战和未来的研究方向。

关键词： 热可逆自修复聚氨酯   氧化石墨烯   红外热效应   修复效率   复合材料  

摘要： 以糠胺和双马莱酰亚胺为Diels-Alder(DA)反应单体,通过两步合成法合成热可逆DA反应自修复聚氨酯(DA-PU);以商用单层氧化石墨烯(GO)为原料,先将GO溶解在二甲基甲酰胺中,然后通过溶液共混和流延成膜工艺将氧化石墨烯引入到DA-PU体系中制备GO-DA-PU复合膜,研究了复合膜的微观结构、热学、力学和红外热修复性能等。结果表明:GO在复合膜中可实现均匀分布,GO改善了复合膜的导热性能,含有3%GO的复合膜具有最高的导热系数,约为0.364W/(m·K),是纯TPU膜的导热系数的2.26倍,而且在红外光照1min下复合膜的温度可升至139.9℃,约为纯DA-PU膜温度的1.93倍;GO改善了复合膜的拉伸强度,但降低了柔韧性;随着复合膜中GO含量增加,修复效率先增加而后下降,含有1%和3%GO的复合膜经红外光照修复5min的修复效率分别为94%和96%,红外光照10min可实现完全修复,且拉伸强度高于未有划痕的样品;随着自修复次数的增加,纯DA-PU膜和复合膜的修复效率均下降,但是复合膜的修复效率仍然较纯DA-PU膜的修复效率高;纯DA-PU膜和含有1%和2%GO的复合膜的红外热修复的第一次修复效率分别为95%、103%和105%,第五次修复效率分别为78%、82%和86%,说明GO改善了DA-PU多次自修复能力。

关键词： 派特灵   人乳头瘤病毒   氧化石墨烯   壳聚糖   膜剂   制备   表征  

摘要： 研究制备氧化石墨烯(GO)、壳聚糖(CS)和GO-CS复合材料,探讨其作为派特灵中药新型膜剂载体的可行性。采用傅里叶变换红外光谱和拉曼光谱表征样品的化学结构,通过紫外可见分光光度计测定派特灵的吸光度标准曲线。结果表明,采用溶液共混结合溶剂蒸发法制备的GO-CS复合膜剂的药物释放为pH敏感机制,具有缓释效应,载药率和包封率可分别高达(75.60±1.92)%和(71.12±1.56)%。本研究为研发派特灵中药新剂型提供参考,也可为开发其它中药膜剂提供参考。

关键词： 石墨烯   多孔碳毡   气体扩散阴极   双氧水   电催化   电流效率  

摘要： 采用浸渍-烧结法分别制备了石墨烯和科琴黑复合碳毡气体扩散阴极,对其微观形貌及电化学H_(2)O_(2)催生性能进行对比研究,发现石墨烯-碳毡复合阴极具有显著鳞片状微观结构及表面丰富的含氧官能团,其H_(2)O_(2)产率远高于科琴黑-碳毡复合阴极.通过调控石墨烯-碳毡复合阴极制备过程中无水乙醇的添加量、石墨烯/聚四氟乙烯(PTFE)质量比及烧结温度等条件,提升石墨烯-碳毡复合阴极H_(2)O_(2)的催生性能.采用线性扫描伏安法(LSV)、恒电位阻抗法(EIS)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)和X射线光电子能谱(XPS)等测试手段,研究了不同制备条件对石墨烯-碳毡复合阴极H_(2)O_(2)催生性能的响应机理.结果表明,当无水乙醇的添加量为60mL,石墨烯与PTFE质量比为3∶1,烧结温度为360℃时,制备的阴极导电性较好,表面C=O官能团含量高,经90 min电化学反应后,H_(2)O_(2)累积浓度可达427.63 mg/L.该阴极循环稳定性强、 H_(2)O_(2)催生效率高,较目前广泛采用的碳黑-PTFE阴极具有显著优势.

关键词： 石墨烯产业   政策工具   内容分析法   演进  

摘要： 石墨烯作为公认的典型颠覆性技术正在逐步走向应用前景,迅速的产业化进程离不开创新政策的支持。本文在对石墨烯产业发展阶段分析基础上,构建“政策演进-创新过程-应用领域”三维分析框架,采用内容分析法对石墨烯产业创新政策工具和应用领域推进进行深入分析。结果表明:促进石墨烯发展的相关政策工具呈现“初步形成期以供给面为主,快速发展期以环境面为主、供给面政策工具为辅,降温期以环境面为主”的特点,已有的政策条款主要面向产业化,政策重点支持动力储能、复合材料、电子产品、医疗健康、环保等高端领域;现有政策存在需求面的政策工具方面比较缺失、政策的生态性和精准性有待加强及行业标准有待完善等问题,未来需要抓住攻克关键技术的牛鼻子,从创新生态系统整体上考虑石墨烯产业创新政策,助力石墨烯尽快迈入市场导入阶段。