关键词： 多孔含油PI   石墨烯   分子动力学   润滑  

摘要： 多孔聚酰亚胺(PI)可以在孔隙中储存润滑油,当多孔PI作为摩擦壁面时孔隙内的润滑油会渗出实现润滑。为实现更优异的润滑效果,将石墨烯润滑油渗入多孔PI中,制备含石墨烯润滑油多孔PI。以氮化硅(Si_(3)N_(4))为摩擦副,基于分子动力学原理建立Si_(3)N_(4)-多孔PI-Si_(3)N_(4)层结构以及多孔含油聚酰亚胺(PI/C)-润滑油膜-Si_(3)N_(4)层结构,模拟多孔PI与Si_(3)N_(4)之间的范德华能、剪切应力、相对浓度分布以及温度分布,分析石墨烯润滑油渗入后形成的含石墨烯润滑油多孔PI结构(PI/CG)对多孔PI润滑性能的影响,并通过试验验证了仿真结果。研究发现:在PI孔隙中浸入石墨烯润滑油后,PI材料的吸附能力变强、剪切应力减小、摩擦副间温度降低以及耐磨性提高;PI/CG可明显改善润滑效果,在摩擦磨损试验过程中的摩擦学性能优于PI/C。

关键词： 超级电容器   聚吡咯   石墨烯   气凝胶   曲利苯蓝   电化学性能  

摘要： 将具有独特掺杂结构的聚吡咯(PPy)与丰富多孔结构的石墨烯(GE)气凝胶复合,可实现两种材料优势互补。通过一步水热法制备了曲利苯蓝(TB)掺杂GE/PPy复合气凝胶,采用SEM、FTIR、XRD、Raman和XPS对复合材料的形貌、化学结构、掺杂结构进行表征。结果表明,TB掺杂PPy/GE复合气凝胶呈现出三维多孔网络结构,复合气凝胶中氧化石墨烯(GO)被还原的同时,导电PPy被成功聚合,TB的引入有利于复合气凝胶掺杂水平的提高。电化学测试分析表明,TB掺杂浓度达到5 mmol·L^(−1)时,复合气凝胶(TB-5/PPy-GO)可获得最高比电容(392 F·g^(−1)),10000次充/放电循环后,比电容保持率可达85%;将TB-5/PPy-GO、活性炭分别作为正、负极组装为非对称超级电容器,其在功率密度为400 W·kg^(−1)时,能量密度高达35.89 W·h·kg^(−1),表现出良好的超电容特性。

关键词： 锂离子电池   石墨烯   硅   负极   溶胶-凝胶反应  

摘要： 本文以三乙氧基硅烷为原料,在氧化石墨烯悬浮液中采用原位溶胶-凝胶反应和随后的H2/Ar气氛下热还原反应制备了石墨烯/Si/SiO_(x)(G//Si/SiO_(x))纳米复合材料。G//Si/SiO_(x)纳米复合材料中,粒径约20 nm的Si纳米粒子分布到非晶SiO_(x)基体中组成粒径为100~200 nm的Si/SiO_(x)纳米球随机分布在二维石墨烯片表面和层间。G//Si/SiO_(x)电极独特的纳米结构能够提供快速的电子传递通道和有效缓解循环过程中Si纳米粒子体积变化,促使电极具有良好的电化学储锂性能。作为锂离子电池负极材料,G//Si/SiO_(x)电极在电流密度200 mA/g下呈现出722.45 mAh/g的高初始可逆容量,300个循环后,可逆容量高达853.76 mAh/g,以及优异的倍率性能。

关键词： 纳米流体   氧化石墨烯   CO_(2)水合物   动力学特性  

摘要： CO_(2)水合物技术是一种有效的CO_(2)分离技术,纳米流体作为添加剂可以加快CO_(2)水合物生成。基于实验室自建的水合物实验平台,研究了纯水体系和不同浓度的氧化石墨烯体系对CO_(2)水合物的生成影响。结果表明:氧化石墨烯体系可明显缩短诱导时间和反应时间,诱导时间可缩短73.8%~81.6%以上,反应时间最多缩短了70.5%;30 mg·L^(-1)可以认为是氧化石墨烯体系的最佳质量浓度点,但是氧化石墨烯对于CO_(2)水合物的储气量的影响可忽略不计。

关键词： 聚偏氟乙烯   石墨烯   电纺   纳米发电机  

摘要： 纳米发电机作为一种新型能量转换装置逐渐进入大众的视野,在可穿戴器件及自供电传感器领域获得越来越多的关注。使用电纺技术制备聚偏氟乙烯/石墨烯纳米纤维膜并应用于纳米发电机,测试纳米发电机对恒定按压力度的反馈,以及手指弯曲、颈部弯曲和原地踏步等人体活动所产生的电压。结果表明,制备的聚偏氟乙烯/石墨烯纳米纤维膜对压力测试响应时间短,较为灵敏,有望作为柔性可穿戴器件应用于人体运动健康检测。

关键词： 双碳   综合实验   绿色化学   石墨烯制备   仪器分析  

摘要： 石墨烯具有优异的光电性能,在“碳中和”相关技术领域有巨大的应用潜力。最近,我们开发了一种采用过硫酸钾为磨剂机械化学制备边缘羟基化石墨烯的绿色新方法,产物兼具石墨烯本征性能佳和水中分散性好的特点;制备过程不需要使用有机溶剂,能耗低,产生的废弃物量少且无毒。本文将该科研成果转化,设计了一个石墨烯的制备、表征及应用的综合型实验,利用多种仪器分析方法研究石墨烯的结构及光电性能,并与文献报道的研究结果进行了对比分析,不仅锻炼了学生综合运用知识解决实际问题的能力,而且有助于激发学生的创新思维,培养“绿色化学”意识。

关键词： 石墨烯量子点   荧光探针   姜黄素  

摘要： 将柠檬酸、组氨酸、五乙烯六胺和硼酸混合后热解,制备组氨酸和五乙烯六胺功能化掺硼石墨烯量子点(HPB-GQD)。所形成的HPB-GQD由片径4.17±0.12 nm的石墨烯片组成。石墨烯片边缘含有丰富的功能基团。HPB-GQD的荧光发射依赖于激发波长,375 nm的紫外光激发产生最强蓝色荧光发射。荧光量子产率达到87.4%,发光效率优于传统GQD以及单一组氨酸、五乙烯六胺或硼酸功能化GQD,证明组氨酸和五乙烯六胺以及硼的引入提高了GQD发光效率。基于姜黄素对HPB-GQD的荧光猝灭作用,建立了测定姜黄素的荧光分析方法。线性范围和检出限分别是0.05~20.0μmol/L和0.017μmol/L。方法已应用于中草药中姜黄素的荧光检测,结果与液相色谱-质谱法(LC-MS)结果基本一致,加标回收率在96.0%~104.0%之间。

关键词： 氧化石墨烯   3-巯基丙基三甲氧基硅烷   硅烷化   插层   表面  

摘要： 本文报告了在不同硅烷化反应时间下,通过3-巯基丙基三甲氧基硅烷(MPTS)对氧化石墨烯(Graphene Oxide,GO)插层并表面硅烷化。通过X射线衍射(XRD)、红外光谱(IR)、热重分析(TGA)和扫描电子显微镜(SEM)对所得产物(MPTS-GO)进行了表征。实验结果表明MPTS-GO的Si含量随着硅烷化时间的增加而减少,当硅烷化时间大于24 h时,所制备的MPTS-GO样品中的Si含量几乎相同。当硅烷化时间大于24 h时,GO硅烷化基本完成。本文提出,在插层硅烷化后,GO有序的层状结构被打乱,MPTS主要通过Si-O键与GO表面的羟基反应相连接。末端具有“自由”巯基的MPTS-GO可用于进一步的组装及性能研究。

关键词： 智能温控   石墨烯柔性发热材料   功能性产品   创新设计  

摘要： 在2022年北京冬奥所展示的高科技产品的影响下,我们运用北京爱尚家科技股份有限公司的现有石墨烯柔性发热材料技术,从功能、时尚、轻薄等角度进行了一系列的功能性产品的研发,为企业以及智能穿戴领域创造了更多的可能性,打造更吸引消费者的服装产品。

关键词： 耐久性   分子动力学   氧化石墨烯/硅烷复合涂层   毛细传输  

摘要： 基于分子动力学研究了水化硅酸钙(C-S-H)及分别涂覆氧化石墨烯(GO)涂层和氧化石墨烯/硅烷(GS)复合涂层纳米孔道中的水分传输过程.结果表明:富含羟基和环氧基的GO涂层提供的大量氢键位点会加速水分的传输;GS复合涂层通过离子键的相互作用,与C-S-H基体产生有效结合,其裸露的疏水性尾链可以有效抑制水分的传输.