关键词： 氮化碳   制备   气体分离   分离机理  

摘要： 首先介绍了类石墨烯氮化碳(g-C_(3)N_(4))的起源、发展、结构及其性质,总结了g-C_(3)N_(4)的制备方法;然后综述了g-C_(3)N_(4)在气体膜分领域中的研究,详细介绍了膜的制备、分离性能及分离机理;最后,对g-C_(3)N_(4)在膜分离领域未来的研究方向进行了展望。

关键词： 生物质   蛋白   石墨烯   纳米   复合材料  

摘要： 近年来,伴随着化工新型材料制备技术的飞速发展,生物质基作为一种优越的多孔材料吸引了越来越多研究者的关注。大量的研究表明,石墨烯独特的物理与化学特性,为石墨烯纳米复合材料赋予了在生物传感、药物运输、组织工程以及生物医学成像等领域多方面创新应用的潜能。此外,石墨烯纳米复合材料可灵活调控表面化学性质,为其在生物相容性和生物互作性等方面打开了广泛的前景。展望未来,石墨烯纳米复合材料有望为生物医学领域的研究与应用提供丰富的探索空间,进一步推动科研进展,并助力技术创新。

关键词： 煤   生物甲烷   石墨烯   厌氧发酵   直接种间电子传递  

摘要： 强化煤制微生物甲烷的研究备受重视,是煤层气的一项有效增产措施。向发酵系统中添加导电材料可以有效促进直接种间电子传递提高甲烷产率,在强化有机物厌氧降解方面潜力巨大。以长焰煤作为底物构建厌氧发酵系统,通过对生物甲烷产气量、中间关键液相产物、微生物群落结构、产甲烷代谢路径以及发酵前后残煤表面官能团等的测试和分析,探讨了石墨烯对厌氧发酵产生物甲烷的促进效应。结果表明,在以煤为底物的厌氧发酵系统中添加0.4 g/L的石墨烯有效增强了整个厌氧发酵的进行,不仅提高了甲烷产气量,同时也提前了甲烷的产出高峰期。在发酵初期,水解菌群(Paraclostridium)和产氢产乙酸菌群(Alcaligenes、Sphaerochaeta)的活性增强,前期积累了充足的营养物质。在产甲烷高峰期,添加石墨烯后Methanoculleus丰度降低而Methanosarcina丰度显著提高,乙酰辅酶A脱羰基酶/合成酶β亚基和γδ亚基作为乙酸合成途径中的关键酶,分别增加了233.54%和3.32%,这使得Methanosarcina丰度明显上升且主要进行乙酸营养型产甲烷,细菌群落中能够利用乙酸乙醇类物质的Geobacter和Anaerovorax丰度增高,其中丰度升高较明显的Geobacter可能通过与石墨烯辅助的生物电连接与Methanosarcina进行DIET,这种电子传递方式在一定程度上加速了生物甲烷的生成。产气残煤表面的羰基碳(C=O)、羧基碳(COO—)在添加石墨烯后分别下降了42.8%和49.5%,说明石墨烯有效促进了微生物对煤的降解。石墨烯的添加提高了菌群的活性和降解效率,加快了厌氧发酵进程,为产甲烷菌群提供了丰富的底物,提高了甲烷产气量。

关键词： 石墨烯   Fe_(2)O_(3)   MIL-53(Fe)   光催化   制备  

摘要： 金属有机框架材料(MOFs)在气体储存、分离、分子识别、磁性和催化等领域应用广泛,引起了研究者的关注,但MOFs较差的稳定性和导电性在一定程度上限制了其应用。先以铁基有机骨架化合物(MIL-53(Fe))为牺牲模板,通过简单易控的煅烧方式制备出Fe_(2)O_(3)/MIL-53(Fe),然后将其与石墨烯进行复合,得到Fe_(2)O_(3)/MIL-53(Fe)/还原氧化石墨烯复合材料(Fe_(2)O_(3)/MIL-53(Fe)/rGO)。采用扫描电子显微镜(SEM)、透射电镜(TEM)、热重分析(TG)和荧光光谱分析(PL)等手段对Fe_(2)O_(3)/MIL-53(Fe)/rGO的形貌和结构进行了表征,并探索了其在可见光下的光催化性能。结果表明:在25℃下,可见光光照1h后,0.2g/L Fe_(2)O_(3)/MIL-53(Fe)/rGO可实现对10mg/L亚甲基蓝(MB)的100%降解。该光催化剂制备简单,催化效率高,且重复稳定性较好,具有良好的应用性能。

关键词： 污水处理   石墨烯   应用  

摘要： 随着工业化和城市化的不断发展,污水处理已经成为全球环境问题的重要组成部分。废水中的有害物质不仅危害人体健康,还对生态环境造成严重影响。因此,高效、环保的污水处理技术变得尤为重要。新型石墨烯基材料因其独特的结构和性质,正在成为解决这一问题的有力工具。本文深入分析新型石墨烯基材料在污水处理中的突破性应用,以充分发挥它们的优势,推进污水处理。

关键词： 水泥基材料   石墨烯   团聚体   X射线断层扫描(XCT)   形状特征  

摘要： 为了实现纳米颗粒在水泥基材料中的均匀分散以及探究如何无损地检验纳米颗粒的分散程度,利用石墨烯纳米片(GNPs)作为代表性的碳纳米添加剂,设置3种不同的超声分散方式(VSD)-直接、间接和直接-间接结合分散,得到具有不同GNPs分散状态的水泥浆体.利用X射线计算机断层扫描技术(XCT)对孔隙和石墨烯团聚体进行无损表征;基于两者的形状特征差异(球形度和紧密度)筛分出GNPs团聚体,解析其分布、数量和粒径等;利用扫描电子显微镜(SEM)对GNPs团聚体形貌进行观察;进行抗压强度测试以验证GNPs分散情况对宏观性能的影响.XCT结果表明基于形状特征能够无损地区分出GNPs团聚体,直接分散作用下GNPs团聚体数量和累计体积均最小;SEM观测结果表明GNPs团聚体具有复杂多样的形貌;力学测试结果表明抗压强度与分散质量呈正相关关系.

关键词： 塑料废物   石墨烯   碳纳米管   低维纳米材料  

摘要： 将塑料转化为具有优异性能的低维碳纳米材料,近年来已经发展成为一支重要的塑料升级转化路径并取得阶段性的研究进展.热解-化学气相沉积方法、等离子体增强化学气相沉积方法、和基于激光、焦耳加热及电弧法的热化学方法已被开发利用,将多种类型的塑料转化为石墨烯和碳纳米管材料.为更好地追踪本领域的研究进展,本文梳理了以上两类典型塑料衍生低维碳纳米材料的制备方法、装置构型、反应条件、材料转化机制、产物应用场景及性能,并对当前的机遇及未来的挑战进行了展望.

关键词： 石墨烯   纳米线   波导   多极方法   有限元法  

摘要： 本文采用多级方法(MPM)对涂覆石墨烯的双椭圆和圆柱并行纳米线波导的基模的有效折射率进行了计算,并采用有限元法(FEM)对计算结果进行了验证。本文研究了两种计算方法的结果之间的相对误差随MPM展开项数的最大值、工作波长、费米能、椭圆柱形纳米线的半长轴及半短轴、纳米线表面之间的横向间距,以及圆柱形纳米线的相对高度等变化的规律。通过对照计算结果得到以下规律:随着级数展开项数增大,MPM的结果越接近FEM的结果;随着工作波长和费米能增大,有效折射率实部和虚部的相对误差均增大;随着圆柱形电介质纳米线的半径和椭圆柱形纳米线的半长轴增大,有效折射率实部的相对误差增大,而其虚部的相对误差减小;随着椭圆柱形纳米线的半短轴增大,有效折射率实部的相对误差减小,而其虚部的相对误差增大;随着纳米线表面之间的横向间距和圆柱形纳米线的相对高度增大,有效折射率实部和虚部的相对误差均减小。这些现象均可以通过场分布得到解释。在本文的计算范围内,相对误差均保持在10-3量级。该研究工作为混合型电介质并行纳米线波导的设计、制作和应用提供了理论基础。

关键词： 黏胶织物   整理   石墨烯   传感   导热性能   力学性能  

摘要： 利用制备的石墨烯对黏胶织物进行涂层整理,进行织物基的石墨烯改性,并测试整理前后织物的分子结构、导热性能与力学性能,探讨石墨烯改性对黏胶织物制备传感织物的可行性。研究表明:石墨烯整理并未改变黏胶纤维的分子结构;整理织物的表面方阻随弯曲角度的增加呈现缓慢上升的趋势;同时织物导热性能与力学性能均随整理石墨烯质量浓度的增加而提高,且提高速率减缓。分析认为,石墨烯整理的质量浓度以5 g/L为佳。

关键词： 磁性石墨烯   分子印迹   邻苯二甲酸酯   电化学传感器  

摘要： 采用电沉积技术将磁性石墨烯修饰至电极表面,制得稳定磁性石墨烯修饰电极。以DNOP为模板分子,多巴胺为聚合单体,采用电聚合技术将DNOP印迹至磁性石墨烯修饰电极表面,制备可控DNOP分子印迹电化学传感器。电化学性能研究表明印迹传感器对DNOP具有高选择性、识别性和高灵敏度。电化学传感器应用于实际环境样品湖水中DNOP的检测,回收率为93.9%~105.2%。