关键词： 酚类污染物   石墨烯   双网络骨架   气凝胶   吸附  

摘要： 进出口纺织品包装中辛基酚等酚类污染物严重危害着人类的健康,而吸附法是去除其中酚类污染物的重要方法。石墨烯骨架材料因其高比表面积、丰富的表面基团等在污染物吸附领域具有广泛的应用前景。本文以纤维素为黏结剂,制备了氧化石墨烯-纤维素双网络骨架吸附剂,分析了不同纤维素与石墨烯比例下双网络骨架吸附剂的表面形貌、晶体结构、表面官能团含量以及孔洞结构等变化规律,研究氧化石墨烯与纤维素的含量对骨架吸附剂的结构以及其对辛基酚、壬基酚和苯酚等分类污染物吸附性能的影响机制。对于拓展石墨烯材料在污染物吸附领域的应用具有一定的理论借鉴和实践推广意义。

关键词： 低维量子材料   量子隧穿效应   量子霍尔效应   拓扑绝缘体   石墨烯   硅烯   锗烯  

摘要： 许多新奇的量子效应可以在一些特殊的材料中被观察或者观测到,这一类材料是量子效应的载体,被称为量子材料。对量子材料的研究正在引领新的技术革命,是多个研究领域的前沿热点方向。由于低维材料中电子与电子之间的关联性和电子明显的限域效应,其中存在着丰富且奇妙的量子效应或者行为。文章主要从材料中的量子效应出发介绍了影响量子材料基本特性的几种机理,并着重介绍了几种低维量子材料(拓扑绝缘体、石墨烯、硅烯、锗烯)的发展历程、发展现状和目前所面临的挑战。

关键词： 离子液体   还原氧化石墨烯   碳纳米管   非共价作用   钠金属负极  

摘要： 钠金属电池因丰富的钠资源储备在大规模储能中具有广泛的应用前景.然而钠金属电池存在钠金属活性高、形成的固体电解质界面膜(SEI膜)不稳定、金属钠体积膨胀大等问题,限制了其应用.本工作利用离子液体与sp^(2)碳间的非共价作用,诱导碳纳米管和还原氧化石墨烯进行自组装,制备得到了碳纳米管支撑的石墨烯高导电三维多孔碳(3D-GC)集流体.制备得到的3D-GC具有三维多孔结构,可以为金属钠提供较大的储存空间.另外,复合材料具有较高的导电性,得到了较低的金属钠的沉积过电位(5.6 mV).3D-GC@Na负极具有良好的电化学性能,在电流密度为1 mA·cm^(−2),沉积容量为1 mAh·cm^(−2)时,在240次充放电循环过程中始终保持了较高的库伦效率(CE),平均CE为99.6%.与Na_(3)V_(2)(PO_(4))_(2)F_(3)组装全电池也表现出优异的电化学性能.

关键词： 氧化石墨烯   金属有机框架   ZIF-7   复合材料   染料吸附  

摘要： 本文采用3种合成路线实现了ZⅠF-7在氧化石墨烯(GO)上的原位生长,并通过PXRD、FTⅠR、SEM、TEM和N2吸附-脱附等对氧化石墨烯/ZⅠF-7复合材料(GO/ZⅠF-7,简写为GZR-n,其中n代表合成路线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ)进行了表征。研究了合成路线对ZⅠF-7晶体在GO上的原位生长、结晶度、微观形貌和孔径大小的影响。结果显示:通过3种合成路线均可实现ZⅠF-7晶体在GO表面及其片层间的原位生长,且其结晶度明显增强,部分ZⅠF-7晶体被GO包裹。ZⅠF-7晶体形貌和粒径大小在GZR-n上的原位生长受到合成路线的影响,其中,ZⅠF-7晶体在GZR-Ⅱ中呈50 nm的纳米球状颗粒,在GZR-Ⅰ和GZR-Ⅲ中则形成200 nm的规则多面体。进一步研究了ZⅠF-7、GO和GZR-n在不同极性溶剂中的分散性能及其对有机染料的吸附性能和动力学行为。GZR-n在甲醇和氯仿中表现出良好的分散性。与ZⅠF-7晶体相比,GZR-Ⅰ、GZR-Ⅱ和GZR-Ⅲ对亚甲基蓝的吸附能力分别提高了226%、302%和278%,动力学模拟结果显示,GZR-Ⅱ和GZR-Ⅲ对亚甲基蓝的吸附属于化学吸附,而GZR-Ⅰ对亚甲基蓝的吸附属于物理吸附。

关键词： 改进的Hummers法   氧化石墨烯   过程控制优化   吸附  

摘要： 为了使改进的Hummers法制备氧化石墨烯(GO)的制备过程更容易控制,以反应温度、KMnO_(4)加入时间、KMnO_(4)全部加入后继续反应时间、超声时间为考察因素,亚甲基蓝(MB)的吸附容量为评价指标,在单因素实验基础上,利用响应曲面法对所制备的氧化石墨烯(CGO)的制备工艺进行优化,建立二次多项式回归模型。结果表明,多项式模型的四因素对MB去除效果的影响顺序为:反应温度>KMnO_(4)加入时间>超声时间>KMnO_(4)全部加入后继续反应的时间。最佳制备条件为反应温度25℃、KMnO_(4)加入时间113.25min、t为25min、超声时间6.21h,MB的吸附容量为150mg·g^(-1)。

关键词： 石墨烯   热还原法   锂离子电池   氧化石墨烯  

摘要： 石墨烯是一种新型的碳材料,具有单层碳原子构成的二维平面结构。这种特殊的结构使得石墨烯具有许多独特的物理与化学性能。探索了液相还原法和热还原法制备石墨烯的工艺,对2种不同工艺所制备石墨烯材料进行了物理性能测试。以热还原法制备的石墨烯作为锂离子电池负极材料,在50 mA/g的电流密度下其首次充放电容量分别为893.5 mAh/g和2114.6 mAh/g,分别是传统石墨负极的325%和619%;但石墨烯的首次充放电效率仅为42.25%,30次循环后,容量保持率仅为28.2%;只有通过改性或复合处理,才能充分发挥石墨烯的高容量优势。

关键词： 莫代尔   石墨烯莫代尔基   石墨烯粘胶基   石墨烯锦纶基   混纺纱   改性纤维  

摘要： 为研究莫代尔与石墨烯莫代尔基(GMD)、粘胶基(GR)、锦纶基(GN)的可纺性,开发MD/GMD 85/159.8 tex,MD/GR 85/159.8 tex,MD/GN 85/159.8 tex混纺纱;详细介绍原料预处理、开清、梳棉、并条等各工序工艺配置及技术措施,对比分析3种混纺纱的成纱质量,检测可知:MD/GR 85/159.8 tex纱条干水平优于MD/GMD 85/159.8 tex纱,但强力较低;MD/GN 85/159.8 tex纱条干水平最差,断裂强力较低。指出:GMD,GR,GN分别与MD采用65/35的比例在清花槽里混和,再分别与MD在并条工序按照23∶77比例混合,原料混合不匀、色差大、布面纱疵多等问题改善;经过石墨烯改性,基体纤维性能发生部分改变,但大部分性能仍保留,要在不同工序采取不同优化设置;不同纤维性能不同,各工序工艺要有所不同。

关键词： 扭曲石墨烯   魔角   平带结构   超导  

摘要： 通过建立模型,编程计算扭曲双层石墨烯的能带结构,发现在“魔角”θ=1.05°附近出现了平带结构,这将引起强关联效应,从而产生超导性。同时,分析扭曲石墨烯的电子特性、超导态的磁场效应及石墨烯超导配对对称性,研究结果对进一步实验研究石墨烯的超导性具有一定的借鉴价值。

关键词： 分子动力学模拟   粗糙基底   石墨烯膜   剥离  

摘要： 通过分子动力学(MD)方法研究了从基底表面剥离制备石墨烯薄膜时,基底表面粗糙度、剥离角度以及温度等因素对剥离行为的影响,同时在理论上探讨了剥离力随剥离角度的变化关系。结果表明:随着基底表面粗糙度的增加和温度的升高,剥离力逐渐增加;温度在金属辅助剥离石墨烯膜过程中也存在影响,可以通过合理调控温度剥离出不同层数的石墨烯;当剥离角度从0°变化到90°时,剥离力逐渐降低,理论计算与MD模拟结果相一致。本研究可以为探索石墨烯薄膜从粗糙基底表面剥离行为提供一定理论参考。

关键词： 石墨烯   碳纳米管   改性   聚苯胺   水性环氧树脂   复合涂层   导电性   防腐蚀  

摘要： 以二乙烯三胺(DETA)为氨基改性剂对氧化石墨烯(GO)进行处理,以硫酸和硝酸对碳纳米管(CNT)进行酸化,两者混合并以苯胺为单体,采用原位聚合法制备了氨基改性石墨烯/酸化碳纳米管/聚苯胺复合材料(DGO/ACNT/PANI),通过透射电子显微镜(TEM)表征了它的形貌。再以水性环氧树脂乳液(EP)为成膜树脂,在Q235钢表面制备了DGO/ACNT/PANI/EP复合涂层。采用四探针仪测量了涂层的电阻率,通过极化曲线测试和盐雾试验考察了涂层的防腐蚀性能,并对涂层的力学性能进行了评价。结果表明,相比于采用未改性GO或CNT制备的复合涂层,DGO/ACNT/PANI/EP复合涂层很好地兼顾了导电、防腐和力学性能,其体积电阻率为0.36Ω·m,附着力0级、铅笔硬度2H、柔韧性5 mm,耐盐雾腐蚀性能优异。