关键词： 锂离子电池   硅碳负极   石墨烯   复合导电剂  

摘要： 石墨烯具有导电性好、力学性能好和化学稳定性良好等特点,可以用来改性高能量密度硅基负极。将石墨烯作为添加剂,研究石墨烯与导电炭黑Super P的复合对硅碳负极材料电化学性能的影响。石墨烯可以延长电极的循环寿命,当与Super P的质量比为1∶1时,所得电极的电化学性能最好:以100 mA/g电流在0.005~1.500 V循环50次,可逆比容量为901.9 mAh/g,容量保持率为84.7%;大电流放电性能也得到改善,在1000 mA/g电流下的可逆充电比容量为456.5 mAh/g。添加石墨烯可改善硅碳复合负极的导电性,充分发挥活性物质材料的容量,提高储锂性能。

关键词： 粉末冶金   石墨烯/Al基复合材料   热挤压   界面结构   断口形貌  

摘要： 随着科技的不断发展,为满足军工、航空航天、汽车、电子工业等对铝合金的性能提出的更高的性能、功能及结构等需求,Al基复合材料具有高比强度、高比刚度、低密度、低热膨胀系数、高耐磨性,由于其优异的力学性能及良好的可加工性成为该领域的关键新型材料。实验采用粉末冶金技术制备了石墨烯质量分数为1%的石墨烯/Al基复合材料,通过扫描电镜(SEM),高分辨透射电镜(HRTEM)和拉伸试验机表征了烧结态和挤压态石墨烯/Al基复合材料的微观组织,拉伸性能和断口形貌,系统性研究了热挤压前和热挤压后Al基复合材料中石墨烯纳米片的分布状态,进而探明了热挤压工艺对石墨烯/Al基复合材料组织和性能的影响。结果表明:挤压态石墨烯/Al基复合材料的组织均匀致密,缺陷和孔洞数量明显较烧结态大幅降低。超声分散和热挤压工艺有效抑制了石墨烯与Al基体的有害界面反应。挤压态石墨烯/Al基复合材料的抗拉强度和伸长率为161.34 MPa和23.57%,较烧结态(124.41 MPa,20.78%)分别提高29.7%和13.5%。断口形貌显示烧结态石墨烯/Al基复合材料的断口韧窝小并且浅,撕裂棱光亮,而挤压态石墨烯/Al基复合材料的韧窝大而深,且大小不一,同时存在断裂的石墨烯和较深的脱落坑。

关键词： 荧光检测   甲酰胺嘧啶DNA糖基化酶(Fpg)   DNA桥连   氧化石墨烯  

摘要： 甲酰胺嘧啶DNA糖基化酶(Fpg)可特异性识别并切除由鸟嘌呤损伤产生的8-oxoG碱基以修复DNA序列,因此对Fpg进行定量检测可以反映鸟嘌呤受损程度,为污染物毒性效应评价提供技术手段.基于不同长度的DNA桥连氧化石墨烯(GO)强度不同的原理,以及GO优异的荧光淬灭能力,构建了DNA桥连GO基荧光传感器.该传感器在不同浓度Fpg下,特异性识别和切除8-oxoG碱基,产生短链DNA,其上修饰的荧光基团不能被GO有效淬灭,因而产生荧光信号.该荧光信号与Fpg浓度在一定范围内呈线性关系,可实现Fpg的定量检测,检测的线性范围为0~0.4 U/mL,检出限为0.014 U/mL,并表现出良好的特异性识别能力.采用加标回收法对稀释后胎牛血清中的Fpg进行了检测,回收率为93.5%~111%.其为Fpg快速检测提供了可行的方法,为DNA鸟嘌呤损伤评价提供了一种有效的技术手段.

关键词： 磁性氧化石墨烯   纳米材料   有机染料   吸附和降解  

摘要： 通过共沉淀法制备了易分离的磁性氧化石墨烯二维纳米吸附材料,并将其用于有机染料的清除,设计了一个综合性实验。所制备材料通过傅里叶变换红外光谱、热重量分析法、粉末X射线衍射和扫描电子显微分析的方法对其进行表征确认。所制备磁性氧化石墨烯对有机染料的吸附清除能力通过测试其对亚甲基蓝的吸附来表征,并引入芬顿体系来评估其降解及回收利用性能。该实验设计可提升本科学生对二维纳米吸附材料的应用认知和环境保护意识,同时为其将来的科学研究奠定一定的基础。

关键词： PC_(6)   石墨烯   肖特基接触   异质结  

摘要： 自石墨烯成功制备以来,二维碳基材料的研究受到了广泛关注,可期待克服硅基场效应管中出现的短沟道效应.采用密度泛函理论和非平衡态格林函数相结合的第一性原理方法,研究了石墨烯/PC_(6)/石墨烯异质结输运特性.研究发现金属的石墨烯与半导体的PC_(6)之间为肖特基接触,形成的势垒为0.15 eV.在非平衡态下,电流随电压增大,呈非线性增加特性.在较小的偏压下,可获得较大的开路电流.

关键词： 金属材料   多孔钛   石墨烯   激光选区熔化   组织与性能  

摘要： 用选区激光熔化(SLM)技术制备多孔石墨烯/钛复合材料,研究了石墨烯(Gr)作为增强相对其微观结构、力学性能以及抗腐蚀性能的影响。结果表明:用SLM制备的多孔钛由较小的等轴晶组成,石墨烯加入使其晶粒尺寸进一步减小,石墨烯没有在Ti基体中团聚,部分石墨烯与Ti原位生成的TiC产生了弥散强化。多孔Gr/Ti复合材料的压缩曲线由弹性变形阶段、应力平台阶段和致密化阶段组成,其硬度、抗压强度和压缩率分别为503HV、317.38 MPa和42%;其抗腐蚀性能高于纯钛,腐蚀电位为-0.325 V,腐蚀电流密度为3.28×10^(-7)A·cm^(-2)。

关键词： 氢碘酸   热还原   石墨烯膜   热导率   晶体缺陷  

摘要： 由氧化石墨烯制备得到的石墨烯膜在还原过程中一般采用热还原手段。然而热还原过程中产生含碳气体,不仅导致碳原子的损失并在碳网络上留下了缺陷,同时膜内气体的产生使得石墨烯片层排列有序度下降,以上两者都对石墨烯膜的导热性能产生不利的影响。因此,本文对热还原加以改进,即在热还原之前使用氢碘酸对GO膜进行还原,使得氧化石墨烯膜的含氧官能团含量降低。而在后续热还原过程中,由于产生的含碳气体减少,膜内片层排列有序度提高,同时还使得ID/IG从2.06降至1.41,晶体缺陷减少。最终使得石墨烯膜残碳率从37.1%提升至49.3%。石墨烯膜热导率从1067.4W/(m·K)提升至1287W/(m·K),石墨烯膜的导热能力显著增加。

关键词： 氧化石墨烯   热塑性聚氨酯弹性体   异氰酸根   原位聚合   拉伸性能  

摘要： 首先采用异佛尔酮二异氰酸酯对氧化石墨烯(GO)进行改性,通过红外光谱证明GO成功接枝异氰酸根;然后采用原位聚合的方法使聚四亚甲基醚二醇1000(PTMG 1000)与改性GO(IGO)上的异氰酸根反应,再与二苯基亚甲基二异氰酸酯(MDI)进行预聚,制备了IGO@热塑性聚氨酯弹性体(TPU)纳米复合材料(IGO@TPU)。同时作为对比,在MDI和PTMG 1000预聚时加入GO,采用溶液共混法制备了GO/TPU复合材料。结果表明,IGO@TPU比GO/TPU和纯TPU有更好的力学性能,IGO@TPU的拉伸强度和扯断伸长率分别为36 MPa和570%,相较于纯TPU分别提升了338%和70.6%,相较于GO/TPU分别提升了188%和61.5%。

关键词： 石墨烯   超疏水   自清洁   防覆冰   耐候性  

摘要： 超疏水涂层应用广泛,尤其在解决陶瓷表面自清洁、防覆冰等方面具有重要的应用价值。本文采用石墨烯与甲基硅树脂为主要原料制备超疏水涂料,结合喷涂和热处理技术在陶瓷基体表面制备了石墨烯超疏水涂层。实验对该涂层的显微结构和基团组成进行测试分析,探究了石墨烯超疏水涂层的自清洁性能和防覆冰功能,并通过长期户外实验,考察涂层的耐候性。结果表明:当甲基硅树脂溶液添加量为150μL、热处理温度为200℃时,制备的石墨烯涂层具备最佳的超疏水性能。采用该超疏水涂层修饰的陶瓷表面,具备优异的自清洁和防覆冰功能,以及长期户外耐候性。

关键词： 杂质效应   转角双层石墨烯   局域态密度   平带  

摘要： 近年来,平带在转角双层石墨烯(TBG)中的发现引起了越来越多的关注。在这项工作中,我们报告了我们对这个平带系统中杂质效应的研究,这对于真实材料来说是一个重要问题。通过采用Lanczos递归方法,我们求解了杂质附近的局域态密度(LDOS)。我们发现,对于大尺寸的杂质,一系列束缚态在杂质内部形成,LDOS中平带所对应的峰在杂质边界附近被压制,而在杂质内部由于杂质势的作用而发生平移。随着杂质尺寸变小,其对平带的影响变弱,这符合其大尺寸Wannier函数的预期。这个特性与通常具有小尺寸局域Wannier轨道的平带系统有所不同,表明TBG中的平带对小尺寸杂质更加稳定。