关键词： 碳基材料   应用思路   能源与环境   科研院所   石墨烯材料   企业家   重庆   科学城  

摘要： 7月22日,第三届中国(重庆)石墨烯产业发展高峰论坛在西部(重庆)科学城举行。会上,来自科研院所的专家学者和企业家代表聚焦石墨烯材料在能源与环境领域的创新技术与应用,共谋碳基材料高端应用发展思路。

关键词： 锂离子电池   粘结剂   硅负极材料   复合材料   电化学性能  

摘要： 锂离子电池硅负极材料具有比容量高、电压平台低等优势,粘结剂的结构和类型对硅负极的电化学储能性能具有较大影响。选取不同结构的粘结剂(聚丙烯酸、聚偏氟乙烯、羧甲基纤维素钠、聚丙烯酰胺)分别与硅/多孔石墨烯复合材料混合制浆涂布,组装成锂离子半电池。在相同的电流密度下,研究不同粘结剂对硅/多孔石墨烯复合负极材料的电化学储能影响。测试结果表明,以聚丙烯酰胺作为粘结剂的硅/多孔石墨烯复合负极材料,首次放电循环比容量为2623mAh/g,初始库伦效率为84.4%,循环100次后比容量仍保持为1462mAh/g。相较于其他粘结剂,聚丙烯酰胺的三维交联网络结构具有较强的机械强度,可以通过其共价网络结构来缓解Si负极体积膨胀造成的容量衰减现象。本研究可为锂离子电池硅复合负极材料粘结剂的选择和设计提供依据。

关键词： 石墨烯   聚苯胺   KH560   涤纶   电热材料  

摘要： 采用偶联剂KH560对碱减量后的涤纶织物进行处理,再经原位沉积将石墨烯(rGO)和聚苯胺(PANI)负载于纤维表面,制得PANI/rGO/KH560@PET。采用四探针法测量织物表面电阻,并探究KH560质量浓度、氧化石墨烯沉积量和苯胺浓度对其导电性能的影响;通过扫描电子显微镜、能谱仪观察织物表面形貌及元素组成;通过傅里叶红外光谱及拉曼光谱分析织物表面化学结构;通过红外成像仪测试织物通电后的发热温度。结果表明:10 g/L KH560处理的涤纶织物经5 g/L GO分散液沉积7次,再经0.5 mol/L苯胺处理后,其导电性能相对较好,制备的PANI/rGO/KH560@PET织物方块电阻为0.33 kΩ/sq,在12 V电压下通电2 min,发热温度为67.6℃。

关键词： 石墨烯   微球探针   AFM   摩擦力   黏附力  

摘要： 微纳器件因尺寸缩小带来极高的比表面积,尺度效应引起的表面黏附和摩擦等凸显.本文中基于原子力显微镜(AFM)借助不同尺寸的微球探针,探究尺度效应对石墨烯表面的黏附力及摩擦力的影响.试验结果表明:当针尖-样品接触副材料相同时,黏附力和摩擦力均随着针尖尺寸的增大而增大;黏附力和摩擦力的增大有助于石墨烯转移到针尖表面,当针尖表面黏有石墨烯后,石墨烯/石墨烯接触副使得黏附力、摩擦力及摩擦系数远远低于正常水平,摩擦系数低至0.001级别,实现超低摩擦.

关键词： 氧化石墨烯   静电吸附   化学镀镍   横向断裂强度  

摘要： 为了减小氧化石墨烯(graphene oxide,GO)在WC-10Co硬质合金中的团聚以及高温液相烧结过程中Co对GO的溶蚀作用,通过化学镀的方式制备了改性氧化石墨烯(GO/Ni),随后利用静电吸附以及机械搅拌两种方法分别制备了WC-10Co-GO复合粉体和WC-10Co-GO/Ni复合粉体。用扫描电子显微镜(scanning electron microscope,SEM)和透射电子显微镜(transmission electron microscope,TEM)对改性后的GO以及复合粉体进行微观形貌的表征。采用气压烧结工艺制备了WC-10Co、WC-10Co-GO和WC-10Co-GO/Ni硬质合金并研究了硬质合金的物理性能和力学性能。实验结果表明:随着GO和GO/Ni的加入,硬质合金的密度和洛氏硬度有了略微的降低;对比WC-10Co硬质合金,WC-10Co-GO和WC-10Co-GO/Ni硬质合金的横向断裂强度分别提升了35.2%和59.7%,其中GO/Ni作为作为基体增强相的效果最佳。

关键词： 氧化石墨烯   作物生长   缓释肥料   病虫害防治   土壤修复   湿度传感器  

摘要： 氧化石墨烯作为一种新型碳质纳米材料,具有生物相容性好、化学性质稳定、分散性高、比表面积大、丰富的含氧官能团等优良特性,是纳米材料领域研究的热点,在航空航天、医药、新能源和生物传感器等领域应用广阔。近年来,氧化石墨烯在现代农业技术领域也得到了广泛的关注和应用,为现代农业的可持续性发展带来新的机遇和挑战。综述了国内外关于氧化石墨烯在农业领域的应用研究进展,包括对农作物生长发育(种子萌发、枝叶生长、根系生长)、提高农作物抗逆性能、产量和品质、开发具有缓控释功能的氧化石墨烯基肥料,实现提高肥料利用率和降低环境风险的功效;作为农药载体及增效剂用于农作物病虫害防控,达到缓控释放、高效利用的目的;探讨氧化石墨烯作为吸附剂或降解细菌固定剂来修复受污染土壤的效果,为污染土壤修复提供新技术、新方法;介绍了氧化石墨烯作为高灵敏度的湿度传感器,可实现土壤墒情实时监测和无损监测植物生长状况;最后探讨了氧化石墨烯在农业领域的未来研究方向。目前,氧化石墨烯技术在农业中的应用仍处于初期阶段,尚不具备大规模商业化应用的条件。随着氧化石墨烯在农业领域的研究深入和应用范围的扩大,有望实现农业生产方式和技术的变革、实现资源高效利用、降低农业生产带来的环境危害,为推进绿色低碳农业的发展助力。

关键词： 石墨烯   压力传感器   网状结构   灵敏度  

摘要： 为了改善微弱压力传感器的灵敏度,利用微结构来产生压阻效应的方法,制备出一种性能优异的压力传感器。研究了三种不同结构的石墨烯压力传感器,并设计和研究了石墨烯压力传感器的版图结构、工艺制备流程和材料表征。最后,对三种不同结构的石墨烯压力传感器进行了灵敏度测试。实验结果表明,网状结构的石墨烯压力传感器具有较高的灵敏度,在低压强下(0~200 Pa)的灵敏度可达到0.303 kPa^(-1),最低可检测到24.5 Pa的压强。该网状结构的石墨烯压力传感器是一种可以感知微弱压力变化的高性能压力传感器。

关键词： 功能整理   光热转化   辐射保暖   石墨烯   户外织物  

摘要： 通过溶胶-凝胶法在涤纶织物表面包覆疏水石墨烯层,在织物单侧磁控溅射铝层,制备了一种具有辐射保暖功能的双层织物,通过调节石墨烯用量可优化织物的保暖性能。结果表明,随着石墨烯用量的增加,织物保暖性能逐渐提升。石墨烯质量浓度1mg/mL时,石墨烯层对太阳光吸收率为52.1%,铝层对人体辐射的反射率达到93.7%。此时,织物内侧温度相对于涤纶织物升高了2.6℃。此外,由于石墨烯表层覆盖了HDTMS@SiO_(2)疏水膜,经50次洗涤后,织物双侧温度变化均较小。

关键词： 生物质石墨烯   纤维   导电性   强度   性能  

摘要： 分析了石墨烯的结构,采用机械剥离法和氧化还原法分别制得单层石墨烯和氧化石墨烯,研究了单层石墨烯的特性,利用湿法纺丝法制得了生物质石墨烯粘胶纤维,比较了其纤维性能。文章指出,石墨烯具有超强导电性、超高强度、超大比表面积、优良的导热性能及较好的抗菌性能。生物质石墨烯粘胶纤维具有其他天然纤维和化学纤维无法比拟的优良强度、导电、导热、抗菌和远红外保健性能。

关键词： 长循环寿命   水平排列   理论容量   复合气凝胶   高能量密度   石墨烯纳米片   聚酰亚胺   复合结构  

摘要： 具有最高理论容量的锂金属被认为是下一代高能量密度电池中最有前景的负极,但长循环过程中的锂枝晶生长和负极的体积膨胀阻碍着其实际应用.尽管已有研究使用石墨烯气凝胶等三维主体用于容纳锂金属,但单一的石墨烯气凝胶难以承受充放电过程中负极的大体积变化.因此,本文制备了具有自适应机械弹性的聚酰亚胺纳米纤维互锁多孔石墨烯复合气凝胶(PI-HGCA),将其作为复合主体结构用于容纳锂金属.具有面内纳米孔的多孔石墨烯纳米片可以有效地调节锂离子通量并提供高度定向的离子转移路径.此外,三维复合气凝胶主体由水平排列的多孔石墨烯片层和互锁的聚酰亚胺纳米纤维构成,其在长期循环过程中对负极的体积变化表现出高度可逆的自适应压缩弹性.预锂化的PI-HGCA负极在对称电池中显示出极低的过电势(46 mV),并具有1300次的长循环寿命;其与LiFePO_(4)正极所组装而成的全电池在1 C下经过800次循环后仍然显示出81.2%的超高容量保持率,表明该互锁气凝胶复合结构在高能量密度锂金属电池中具有巨大应用潜力.