关键词： 氧化石墨烯   PVA纤维   混凝土   界面   分子动力学  

摘要： 纤维增强混凝土的宏观力学性能与纤维/基体的界面结合密切相关。本文通过分子动力学模拟,研究氧化石墨烯(GO)对聚乙烯醇纤维(PVA)/基体界面结合的影响。结果表明,当GO与PVA纤维以共价键连接时,PVA纤维从混凝土中被拉出所需的拉力最大,GO的存在能提升纤维与基体的界面黏结性能。混凝土基体与GO主要以钙氧键和氢键连接,其中钙氧键数量多且化学键强度高。但GO与PVA纤维物理连接时,GO与PVA纤维仅依靠强度较弱的氢键连接,对界面的黏结性能带来负面作用。此外,GO受到更多离子键和氢键的束缚,原子平移运动减少,与基体的界面黏结性能提高。

关键词： 摩尔超晶格   电极化强度   六方氮化硼   石墨烯  

摘要： 最近的研究基于理论模型提出了同质摩尔超晶格体系中的面内电极强度的空间分布,该电极化矢量具有随着空间变化的拓扑非平庸的周期结构.以双层六方氮化硼和偏压作用下的双层石墨烯为例,定量地研究了在旋转角及应力作用下摩尔超晶格体系电极化的拓扑结构,为实验上进一步探索摩尔超晶格电极化相关性质提供了理论指导.

关键词： 氧化石墨烯   注射式净化   液质联用   氨基甲酸酯类农药   残留  

摘要： [目的]以氧化石墨烯为净化剂,建立注射式净化结合液质联用技术检测菠菜中8种氨基甲酸酯类农药残留的方法。[方法]样品经乙腈提取、注射式净化后,采用Poroshell 120 EC-C18色谱柱,以甲醇-0.1%甲酸水为流动相进行梯度洗脱分离,在多反应监测模式下进行质谱检测,采用空白基质标准曲线进行外标法定量。[结果]在优化的试验条件下,8种氨基甲酸酯类农药在5~300μg/L质量浓度范围内具有良好的线性关系,相关系数0.9801~0.9975,方法检出限0.02~0.58μg/kg,定量限0.06~1.95μg/kg。以空白菠菜样品为基质进行了1、2、5μg/kg 3个梯度添加量的加标回收试验,回收率为80.5%~105.2%,相对标准偏差(RSD)为1.12%~9.79%。[结论]该方法准确度高,高效快速,可用于菠菜中氨基甲酸酯类农药残留的快速检测。

关键词： 还原氧化石墨烯   储能材料   电极材料   光催化材料   降解材料   穿戴防护材料  

摘要： 以片层石墨为初始原料,经氧化反应,在片层上掺杂氧等元素,形成活性基团,在还原剂作用下部分活性基团被还原为还原氧化石墨烯,破坏了石墨烯中部分碳碳共轭结构。还原氧化石墨烯改善了石墨烯层间的范德华力,保留了石墨烯的优良性能,是理想的功能填料。还原氧化石墨烯与过渡金属氧化物、聚合物等形成复合材料,石墨烯与聚合物之间有较强的界面作用,改善了材料的机械性能,具有优良的导电导热性、光电热转换功能,物化稳定性和生物相容性好,开展还原氧化石墨烯在储能、电子、吸附和光降解、检测、穿戴、防护等方面应用研究,意义深远。

关键词： 氮掺杂   水热碳   复合膜   石墨烯   重金属  

摘要： 以废弃柚子皮瓤和氧化石墨烯(GO)为碳源,氨水为掺杂剂,采用水热与真空抽滤相结合的方法,制备氮掺杂石墨烯(N-G)、氮掺杂水热碳膜(N-HC)和氮掺杂水热碳/石墨烯复合膜[N-HC/G-X,X=1、2、4、5,X代表柚子皮瓤(g)与GO(mg)的质量比],利用扫描电镜、X射线衍射、拉曼光谱和红外光谱表征碳材料的物理化学性质,并进行了吸附Zn(Ⅱ)和截留Cr(Ⅵ)的实验。结果表明:N-G、N-HC和N-HC/G-X均为典型片层结构,N-HC是获得薄膜的必要成分,N-HC/G-1和N-HC/G-2的成膜效果优于N-HC/G-4和N-HC/G-5,N-HC/G-1的膜厚度大约为65μm, C、N和O的质量分数分别为65.63%、15.06%和19.31%。N-G、N-HC和N-HC/G-X都是无定形碳材料,N-HC的d002片层间距最大,随着N-HC/G-X中N-G质量的逐渐增多,N-HC/G-X的片层间距逐渐减小,表面缺陷和混乱程度有所增大,且N-HC/G-X表面存在大量的含氧和含氮官能团,可以提供更多活性吸附位点,有利于提升对重金属的吸附效果。N-HC/G-1和N-HC/G-2对Zn(Ⅱ)的吸附效果优于N-HC,N-HC/G-2对Zn(Ⅱ)的吸附率可达79.13%,而N-HC/G-4和N-HC/G-5对Zn(Ⅱ)的吸附效果较N-HC差。N-HC和N-HC/G-X对Cr(Ⅵ)的截留率随复合材料中N-G质量的增多而逐渐增大,水通量则逐渐减小,N-HC/G-5对Cr(Ⅵ)的截留率高达86.45%,水通量为18.20L/(m^(2)·h)。

关键词： 石墨烯   纳米化学   生物医学   导热性   透明度   北京大学  

摘要： 石墨烯,这个被誉为“神奇材料”的物质,具有极高的导电性、导热性、柔性和透明度,使其在电子、能源、生物医学等领域具有广泛的应用前景。2023年10月,关于石墨烯产业发展的议题再度走进人们的视野。一是10月25日“北京石墨烯论坛2023暨北京大学纳米化学研究中心成立30周年庆典”在北京召开。

关键词： 改性锂片   复合聚合物电解质   性能研究   石墨烯  

摘要： 【目的】近年来,固态锂电池因其高安全性的突出优点备受关注,但锂金属负极仍存在着安全性和稳定性差等问题,大大限制了其产业化的应用。【方法】课题组为了提高固态锂电池安全性能,制备了在空气中具有一定稳定性的改性锂片。具体研究内容如下:使用UV光固法将光引发剂2-羧基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮(1173)、光催化剂1,6-己二醇二丙烯酸酯(HDDA)、单体聚氨酯丙烯酸酯(425)、电解液和离子液体的混合溶液涂敷在锂片表面。【结果与结论】实验发现,锂片在空气中5 min便发生氧化,锂片在空气中暴露2 h后其质量增加45%。而改性锂片在空气中放置2 h后仅周围发生氧化,其质量仅仅增加1%;使用磷酸铁锂正极、改性锂片、石墨烯添加量为0.4wt%的PVDF-LiClO4-Graphene固体聚合物电解质装配成LiFePO4/PVDF-LiClO4-Graphene/GLi电池,研究发现,其在0.2C下循环,仍然保持了65%的放电比容量。

关键词： 硝化石墨烯   六硝基六氮杂异伍兹烷   自组装   结晶   机械感度  

摘要： 为改善六硝基六氮杂异伍兹烷(CL-20)的安全性能,用硝化石墨烯(NG)作为结晶诱导剂,通过溶剂-非溶剂法制备了具有自组装堆垛结构的CL-20。采用场发射扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、同步热分析仪(DSC-TG)对所制备CL-20的形貌、结构、热性能进行了表征,并对其机械感度进行了测试分析。结果表明,在不同含量NG的诱导下,CL-20重结晶成方形片状晶体,并自组装堆垛成花瓣型、螺型、塔型等结构。在CL-20自组装堆垛结构的形成过程中,NG的诱导作用体现在其片层对CL-20的吸附作用以及其活性基团与CL-20的基团之间形成氢键上。与原料CL-20相比,自组装堆垛结构CL-20热分解温度降低约5℃,热分解焓最大提高约33%,质量损失从81%提高到99%,机械感度大幅降低。当NG含量为0.5%时,诱导结晶形成的自组装花瓣结构CL-20的撞击感度最低,为6 J。

关键词： 腐蚀   电化学剥离   石墨烯   有机涂层  

摘要： 通过在表面活性剂十二烷基硫酸钠(SDS)溶液中电化学剥离制备石墨烯,超声后得到石墨烯的分散液(G/SDS)。采用透析的方法改变分散液中SDS的浓度并将其直接用作水性环氧树脂(WEP)的稀释剂制备有机涂层。通过扫描电子显微镜、透射电子显微镜、拉曼光谱等技术对石墨烯的微观形貌和结构进行表征,采用电化学交流阻抗谱对有机涂层的防护性能进行分析。结果表明,由于SDS的存在,石墨烯能够均匀分散到有机树脂中起到良好的屏蔽效果,当SDS浓度为0.01 mmol时,涂层具有优异的缓蚀能力和防护性能。

关键词： 热辐射调制器   红外隐身   纳米石墨薄膜   石墨烯   发射率  

摘要： 碳材料以重量轻、比表面积大、机械强度高、导电性好等特性在隐身技术领域有巨大的应用潜力。本文基于化学气相沉积方法,通过优化生长温度、降温速率和氢气流量制备出厚度为500~700nm、表面褶皱且具有高结晶度的石墨薄膜。进一步通过构建夹层结构的中红外热辐射调制器,研究了离子插入对纳米石墨薄膜红外热辐射性能的影响,发现在0~4V电压调控范围,通过电控制离子液体插入,石墨薄膜的红外发射率可以从0.38降低到0.06,且红外发射率调谐性能可逆。这种纳米石墨薄膜可以作为一种新型的智能热表面材料,用于复杂背景下的动态热伪装或红外隐身,同时其发射率可动态调谐的性能使其在辐射冷却、个人热管理和红外通信等方面也有巨大的潜在应用价值。