关键词： 氧化石墨烯   水泥砂浆   导热系数   孔结构  

摘要： 通过研究多层氧化石墨烯对水泥砂浆导热性能、孔结构以及微观结构的影响,利用数据拟合分析了复合砂浆内部层间孔与导热系数之间的关系。结果表明:掺入GO可明显提升水泥砂浆的导热系数,并且随GO掺量增加,砂浆的导热系数呈现出先增大后减小的变化规律;GO的掺入还可以显著降低砂浆的孔隙率,并优化内部孔结构分布。结合SEM试验的内部微观图像,发现GO在砂浆内部存在纳米核效应和填充、桥连作用可以促进水化反应,但是掺量过大时易发生团聚致使GO的功能发挥受限。通过试验数据拟合发现,复合砂浆的导热系数和层间孔存在较为良好的指数型关系,R^(2)可达0.98以上。

关键词： 氧化石墨烯   过硫酸盐活化   四溴双酚S   高级氧化技术   硫酸根自由基  

摘要： 采用改良的Hummers法制备了氧化石墨烯(GO),探究了GO-过硫酸盐(PS)联合去除水中四溴双酚S(TBBPS)的效果。结果表明,制得的GO具有优良的吸附性能和良好的催化活化作用,GO与PS的联合体系可有效去除水中的TBBPS。在反应温度为25℃、m(GO)∶m(PS)=2∶1时,经20 min反应后TBBPS的去除率可达到99.84%;在此基础上,适当地降低GO和PS的投加质量比、提高反应温度可提高TBBPS的去除率。液相氧化还原电位(ORP)和自由基检测结果表明,GO对PS有明显的活化作用,活化过程中会产生硫酸根自由基(SO-4·)和羟基自由基(·OH)。

关键词： 氮掺杂石墨烯   CO_(2)RR   过渡金属   DFT   单原子催化剂  

摘要： 设计了氮掺杂石墨烯负载四种过渡金属单原子催化剂用于CO_(2)RR(金属为Cu、Rh、Ir、Mn),考虑了5种氮配位(N_(1)、N_(2-1)、N_(2-2)、N_(3)和N_(4)),并通过第一性原理研究反应机理。自由能曲线显示Ir-N_(4)具有-0.323e V的低极限电位,通过增加缺陷改性的Rh-N_(4)的CO_(2)RR性能也得到了改善。进一步通过Ir-N_(4)和Rh-N_(4)的差分电荷和态密度曲线分析吸附中间体COOH和金属原子之间的电荷转移和键合状态,发现金属原子和COOH之间的强烈相互作用形成了共价键,从而降低反应的总能量。本研究为设计高效的单原子CO_(2)RR催化剂提供了理论参考。

关键词： 石墨烯   氧化石墨烯   二维材料   理化性能   表征技术  

摘要： 氧化石墨烯材料具有优异的物理化学性质,在能源、环境、生物医药和传感器等众多领域具有广泛应用。氧化石墨烯材料表面具有丰富的电负性官能团,能够与活性组分通过化学耦合作用进行负载和分散,可有效提高复合材料的性能,被认为是理想的载体材料。国家标准定义少层石墨烯材料是3到10个完整的石墨烯层堆垛构成的二维材料。目前很少有文献系统报道少层氧化石墨烯材料的关键理化性能参数的表征分析。本研究基于超声辅助Hummers法制备了高质量少层氧化石墨烯材料,并依据先进表征技术测量分析了少层氧化石墨烯的物相组成、微观结构、厚度/层数、表面官能团、结构缺陷等关键理化性能参数,为氧化石墨烯材料的检测分析及下游粉体复合材料的应用研究提供了重要参考。

关键词： 石墨烯   化学气相沉积   超级蒙烯材料   蒙烯金属材料   蒙烯非金属材料   蒙烯玻璃纤维  

摘要： 超级蒙烯材料是石墨烯材料家族的新成员。通过高温生长过程和巧妙的工艺设计,在传统材料表面沉积连续态石墨烯薄膜。借助高性能石墨烯“蒙皮”,赋予传统材料全新的功能,让原子级厚度的石墨烯薄膜搭乘传统材料载体走进市场。不同于石墨烯涂料在材料表面的物理涂敷,这种直接生长的连续态石墨烯“蒙皮”最大程度地保存了石墨烯的本征特性,有着广阔的应用前景。超级蒙烯材料体现了连续态石墨烯薄膜应用的新理念,借助传统材料衬底,解决了超薄石墨烯薄膜的无法自支撑问题,同时回避了金属衬底上薄膜生长的剥离转移难题。由于纳米级到亚微米厚度的石墨烯蒙皮基本上不改变支撑衬底材料的宏观形态,因此超级蒙烯材料具有工艺兼容性强的巨大优势,在不改变现役工程材料加工工艺的前提下发挥其独特的功能,可借力现役工程材料的广阔应用市场,将石墨烯薄膜推向实际应用。超级蒙烯材料可分为蒙烯非金属材料和蒙烯金属材料。按照支撑衬底材料的形态分类,又可细分为蒙烯箔材、蒙烯纤维、蒙烯粉体以及蒙烯泡沫等多种形态,构成琳琅满目的超级蒙烯材料家族。不同形态的超级蒙烯材料进行后加工处理或者与其他材料复合,将进一步丰富超级蒙烯材料家族的内涵。蒙烯玻璃纤维是超级蒙烯材料的典型代表,完美地融合了石墨烯与玻璃纤维的优异性能,已成功用在飞行器的防除冰领域。超级蒙烯材料新概念的提出将有力推动石墨烯与传统材料的融合,为连续态石墨烯薄膜材料的实用化开辟新路,为加快石墨烯材料的产业落地提供新的动力。

关键词： 氧化石墨烯   荧光信号放大   靶物催化发卡结构组装   DNA  

摘要： 基于纳米材料氧化石墨烯的荧光猝灭性能,引入靶物催化发卡结构组装作为循环信号放大方法,构建了一种用于检测单链DNA的高灵敏荧光检测平台.通过对实验条件进行优化,确定以氧化石墨烯浓度60 mg/mL、加入target DNA后反应温度37℃、反应时间30 min为该检测方法的最佳反应条件.在优化后的实验条件下,加入靶物DNA后荧光信号变化值与靶物浓度的线性范围为0.5~14 pM,检测限为0.055 pM.该检测方法快速、灵敏、成本低,通过改变荧光探针序列还可实现micro RNA、生物小分子和蛋白质的检测,因此在生化分析和分子医学等领域具有较大的应用前景.

关键词： 石墨烯转移   光刻胶   转移介质   载流子迁移率  

摘要： 为实现石墨烯在光通讯、光互联、太赫兹探测等电子和光电子领域的应用价值,需要在硅基衬底上得到大面积、均一且性能优异的石墨烯薄膜材料。而高品质石墨烯薄膜的制备衬底多为金属,因此制备的石墨烯薄膜不可避免地需要通过合适的转移方法,转移到目标应用衬底上。而转移过程通常会引入破损、褶皱和污染物,其原因之一是石墨烯转移和器件加工过程中表面反复涂覆和去除转移介质聚合物和光刻胶类聚合物。为避免反复涂覆与去除高分子聚合物,本文直接利用光刻胶作为转移介质,成功实现了石墨烯的洁净转移。同时,转移后石墨烯的电学性质得到明显改善,平均载流子迁移率可达6200 cm^(2)·V^(−1)·s^(−1)。此方法可实现石墨烯等二维材料无损、洁净转移和高性能器件的构筑,将有助于推动二维材料在电子、光电子器件领域的应用。

关键词： 摩擦纳米发电机   超细纤维   水性聚氨酯   石墨烯   自供电  

摘要： 在能源资源紧张的国际背景下,开发新能源成为一种新的发展趋势,利用摩擦生电与静电感应,摩擦纳米发电机(TENG)能够将外界机械能转化为电能,因此与人体契合的纤维织物所制备的TENG受到广泛的关注.以尼龙6/碱溶性聚酯(PA6/COPET)非织造布为底材,通过浸渍石墨烯/水性聚氨酯(Gr/WPU),经碱减量、再浸渍Gr的工艺制备具有仿生皮革结构的纳米增强石墨烯/水性聚氨酯/超细纤维复合材料(SGWPU/MF),并将SGWPU/MF与聚四氟乙烯膜复合构筑TENG.采用SEM、超景深观察SGWPU/MF的微观形貌,对其透气性、透水汽性、柔软度、粗糙度等卫生性能进行表征,并对设计的TENG进行有限元模拟分析.实验结果表明:当Gr用量为2.0%时(以PA6/COPET质量计),SGWPU/MF拉伸强度为15.20 MPa,断裂伸长率为95.23%,撕裂强度为116.63 N/mm,撕裂力为134.16 N,透气性为4534.01 mL/cm^(2)·h,透水汽性为649.60 mg/10 cm^(2)·24 h,柔软度达到7.50,粗糙度Ra达4.93μm;所构筑的TENG能够点亮44个LED灯,并能为商业手表与计时器供能.采用SGWPU/MF构筑织物TENG具有柔软舒适、机械性能优异、自供电输出高等特性,在仿生、服装、能源等领域有着广阔的应用前景.

关键词： 亚微米级石墨烯   间位芳纶纤维   剪切分散   拉伸强度   内部结构优化  

摘要： 芳纶纤维具有优异的综合性能,在各种工业应用中备受青睐。其中,间位芳纶纤维,也称聚间苯二甲酰间苯二胺(PMIA)纤维,兼具阻燃、耐高温、电隔离和高化学稳定性。其织物材料广泛应用于防火、防热等行业。然而,由于分子链中酰胺和苯环键之间缺乏偶联,内旋能低,导致PMIA纤维链段柔软、结晶度低,展现出较低的机械强度。因此,迫切需要改善这些纤维的机械特性,以扩大其应用范围。纳米复合材料的可以赋予基体材料许多独特特性。其中,石墨烯纳米复合材料占据突出地位。石墨烯面内的苯环结构使其可以有效增强芳香族和脂肪族类聚合物材料。此外,与大尺寸的石墨烯相比,小尺寸的石墨烯在聚合物基体中表现出更好的分散性,可在纤维类聚合物材料中展现出更明显的增强效应。因此,使用高品质、小尺寸的石墨烯是增强聚合物基体的有效手段。我们的研究展示了亚微米尺寸的石墨烯如何改善PMIA纤维的结构完整性和增加机械强度。结果显示,与未改性的PMIA纤维相比,拉伸强度显著提高46%。鉴于该方法的有效性,可以采用此种“小尺寸、高品质”的石墨烯来开发更强韧且更具商用价值的碳基纳米复合纤维。

关键词： 哈尔滨新区   导电浆料   金属材料   高质量发展   石墨烯   哈洽会   参展  

摘要： 6月15日,第三十二届哈尔滨国际经济贸易洽谈会盛装启幕,来自哈尔滨新区的百余家重点企业参展。超高纯金属材料、高精度智能力控机器人、石墨烯复合导电浆料、小磨方充电头、海威特耳机……新区企业的展品以高科技范儿和时尚范儿吸引着与会者的目光,哈尔滨新区展区也通过精心布展释放出高质量发展强信号。