关键词： 储氢   石墨烯   BPd_(6)   吸附  

摘要： 石墨烯在很多领域都拥有一定的研究潜能,但自身的优越性有限,可以通过对石墨烯进行改性处理,增大其性能优势。研究结果表明,在原始石墨烯上吸附BPd_(6)团簇,并计算其对氢的吸附能力,得出最多可吸附6个氢离子和12个氢分子;在空位石墨烯上吸附BPd_(6)团簇,得出最多可吸附8个氢离子和5个氢分子;在掺N石墨烯上吸附BPd_(6)团簇,得出最多可吸附12个氢离子和5个氢分子。

关键词： 疾病风险   有毒重金属   细菌污染   死亡人数   饮用水   安全检测   石墨烯   气候变化  

摘要： 根据世界卫生组织(WHO)的数据,每年有数十万人死于不安全的饮用水。例如,每年因细菌污染传播腹泻导致的死亡人数估计超过50万。饮用水中的砷、铅和汞等有毒重金属也给健康带来了巨大风险。此外,世界卫生组织表示,气候变化也会加剧与水有关的疾病风险。

关键词： 石墨烯膜层   Gf/Epoxy复合材料   力学性能   损伤模式  

摘要： 通过实验研究石墨烯膜层对树脂基复合材料(Gf/Epoxy)力学性能和损伤模式的影响,实验对象为复材试板及其对比试板,复材试板经过2次固化,将石墨烯膜层嵌于试板内部;对比试板采用相同制造方法,不加膜层。实验结果表明,对比试板主要损伤模式是形成损伤区域、分层、断裂和萌生裂纹,含膜层试板易出现膜层侧和复材间的层间分层;石墨烯膜层能提高Gf/Epoxy复合材料的力学性能,含膜层试板较于对比试板短梁剪切强度提高约15%、拉伸强度提高约22%、三点弯曲强度提高约19%。

关键词： 氟化石墨烯   复合膜   制备工艺   胶黏剂   表面结构  

摘要： 将具有超疏水性能的氟化石墨烯(FG)与不同胶黏剂组合制备成复合膜,研究了抽滤、喷涂制备工艺以及胶黏剂的种类[聚苯乙烯(PS)、聚碳酸酯(PC)、聚丙烯腈(PAN)、聚偏氟乙烯(PVDF)、聚四氟乙烯(PTFE)、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)]对FG复合膜性能的影响,同时探究了FG对改性高分子胶黏剂的作用。利用扫描电子显微镜(SEM)、接触角测量仪、粗糙度测量仪对FG复合膜进行表征测试,结果表明,胶黏剂的分散性、化学结构、亲疏水性会影响到复合膜的表面结构、机械耐磨性、疏水性。以PVDF为代表的柔性疏水胶黏剂在胶黏FG成膜过程中显示出独特的优势。同时,FG与胶黏剂复合后薄膜具有更高的表面疏水性及导热性。

关键词： TiO_(2)   还原氧化石墨烯   光催化   复合材料   光催化机理  

摘要： 还原氧化石墨烯-TiO_(2)(rGO-TiO_(2))复合材料被合成以来,其应用不断被拓展。以rGO-TiO_(2)作为光催化剂时,发现rGO可以作为电子储存体和光敏剂,从而提高TiO_(2)的光催化活性。本文从rGO-TiO_(2)的设计出发,综述其在光催化过程中rGO的作用以及制备复合材料中氧化石墨烯(GO)的作用。期望为研究者通过设计高效光催化剂从而减少环境污染和改变能源使用结构提供参考。

关键词： 胺基改性   石墨烯   环氧树脂   促进活性  

摘要： 采用环氧树脂固化剂中的芳香胺类物质对部分还原的氧化石墨烯进行表面改性,胺基可与氧化石墨烯表面残留的环氧基团加成反应从而实现在石墨烯表面修饰胺基基团(rGO-NH_(2))的调控。通过红外光谱、拉曼光谱、X射线光电子能谱、透射电子显微镜、原子力显微镜对胺基改性石墨烯进行表征。结果表明,随着氧化石墨烯还原程度的不断加深,所得到的胺基改性石墨烯中胺基含量减少、碳原子晶格完整度提高且片层厚度稍有减少。对以rGO-NH_(2)为填料制备得到的环氧涂层进行交流阻抗测试、极化曲线测试及盐雾腐蚀实验,结果表明,复合涂层低频阻抗模值比纯环氧涂层高了4个数量级,具有更低的腐蚀电流密度、更高的屏蔽性能,且调控石墨烯的胺基改性有效抑制了石墨烯的腐蚀并促进了其活性。

关键词： 断路器触头   铜钨合金   石墨烯   抗烧蚀性能   分子动力学模拟   双温模型  

摘要： 石墨烯因出色的功能特性被用于金属基材料的增强相,但目前对于石墨烯增强铜钨(copper-tungsten,CuW)合金电触头抗烧蚀性能的微观作用机制尚不清晰。该文通过粒子群优化算法构建符合“假合金”结构的CuW80复合材料模型以及掺杂不同质量分数的CuW80Gr复合模型。引入双温模型–分子动力学方法,建立考虑晶格振动和自由电子热传导效应的CuW合金电弧烧蚀模型,并针对材料局部物理状态提出评估烧蚀程度的微观表征量,从材料内部固–液相变动态演变过程分析石墨烯对CuW合金复合材料的微观增强机制。结果表明,CuW80Gr模型的损失质量与电弧侵蚀深度均比CuW80低,且随石墨烯质量分数增大呈下降趋势,其中在100ps时刻,CuW80Gr0.15%的损失质量较CuW80降低10.66%,电弧侵蚀深度降低92.56%。石墨烯对CuW80Gr合金的增强机制,主要体现为Cu相热传导能力的加强,使得热流通过Cu相将能量更快地传导至基体深处,从而减少表面原子的蒸发飞溅和电弧对W骨架的侵蚀。结果可为石墨烯增强铜钨合金电触头的抗烧蚀性能的优化设计和性能调控提供理论依据与技术支撑。

关键词： 石墨烯   3D打印   多层吸波体   宽频微波吸收   大入射角  

摘要： 3D打印技术为微波吸收结构提供了多尺度、多材料和多维度制造能力,可以充分发挥材料损耗和结构损耗相结合的优势。本文利用FeSiAl-MoS_(2)-石墨烯(GN)/聚乳酸(PLA)复合线材制备了一种三层周期性十字交叉微波吸收结构,研究了各层材料组合和单元结构几何参数对复杂结构吸波性能的影响。仿真和实验结果表明:当介质层、吸收层和匹配层三层材料的石墨烯含量依次为0wt%、5wt%和4wt%时,吸波体的有效吸收带宽(EAB,反射损耗R_(L)≤-10 dB)为12.7 GHz。同时当横电波(TE极化波)和横磁波(TM极化波)的入射角度分别小于40°和70°时,EAB均大于10 GHz。实验结果与仿真结果基本一致,本文为广角、宽频吸波体的设计和制造提供了理论和应用基础。

关键词： 石墨烯   晶须   断裂能   摩擦系数  

摘要： 针对制约基于有限元开展石墨烯/晶须协同增韧陶瓷材料研究的问题,以Si_(3)N_(4)晶须(β-Si_(3)N_(4w))为例,提出了求解β-Si_(3)N_(4w)断裂能的模型方法并基于分子动力学计算了β-Si_(3)N_(4w)断裂能,通过干摩擦磨损试验研究了石墨烯纳米片(MLG)/β-Si_(3)N_(4w)及载荷对Si_(3)N_(4)基陶瓷摩擦学特性的影响。结果表明:β-Si_(3)N_(4w)的断裂能约为0.35J/m^(2),仿真及实验结果具有较好的一致性,有效验证了断裂能结果的有效性。Si_(3)N_(4)基陶瓷在10N载荷时摩擦系数达到超低值0.042。MLG润滑膜及Si_(3)N_(4)基陶瓷韧性的提高是摩擦系数降低的主要原因。

关键词： 石墨烯   玉米   根系   土壤养分   酶活性  

摘要： 石墨烯因具有独特结构及优异性能,在农业生产中被广泛应用。为探究石墨烯对土壤养分、酶活性及玉米根系发育的影响,以‘郑单958’为试材,进行盆栽试验,研究单层石墨烯(TS)和少层石墨烯(TF)分别在0(CK)、25、50、100和150 g·kg^(-1)用量时对土壤养分转化及玉米苗期根系生长的影响。结果表明,与对照(CK)相比,随石墨烯施用量的增加,土壤速效养分含量呈显著增加趋势,在施用量为150 g·kg^(-1)时达最大值,其中,单层石墨烯处理的碱解氮、有效磷和速效钾含量较CK分别显著增加21.85%、76.56%和30.69%;少层石墨烯处理较CK分别显著增加23.05%、82.16%和47.20%。同时,添加石墨烯还有助于土壤酶活性的提高,但随施用量的增加,土壤酶活性呈先升高后降低趋势,少层石墨烯处理在施用量为50 g·kg^(-1)时土壤蔗糖酶和脲酶活性较CK分别显著增加6.67%和21.26%。单层和少层石墨烯处理均有利于增加植株干重和鲜重,但对根长增加效果不显著。根系中抗氧化酶活性和非酶抗氧化剂含量表现为低水平(25、50和100 g·kg^(-1))促进高水平(150 g·kg^(-1))抑制,且低水平时抑制了超氧阴离子(superoxide anion production rate,O_(2)^(·-))的产生速率和丙二醛(malonaldehyde,MDA)的积累,增加了可溶性蛋白和脯氨酸的含量,有助于及时清除活性氧,减轻对根系造成的损伤。综上,合理施用石墨烯可改善土壤养分、提高土壤酶活性、促进玉米植株生长,且少层石墨烯处理的效果优于单层石墨烯处理。