关键词： 等离诱导透明   石墨烯   可调谐   慢光效应   太赫兹  

摘要： 基于金属-石墨烯耦合的开口谐振环超材料,在0.8~1.2 THz范围成功实现等离诱导透明效应(PIT)。通过调节石墨烯的费米能级可以在0.929 THz和1.037 THz处实现振幅调制,最大调制深度分别为96.05%和65.40%。通过提出等效电容耦合结构来量化偏置电压与石墨烯费米能级的关系,该结构在慢光应用的研究结果表明,当偏置电压为30 V,石墨烯宽度为2μm时,群延时、群折射率、延时带宽积和Q值分别可达93.12 ps,756.67,9.31,10.19。该研究结果对可调谐慢光器件的应用具有潜在的推动作用。

关键词： 氧化石墨烯   粉煤灰   甲基橙   复合材料   戊二醛  

摘要： 以粉煤灰为主要原料,加入壳聚糖和氧化石墨烯,采用戊二醛进行交联固化,制备出氧化石墨烯/壳聚糖/粉煤灰(GOCF)复合材料,并研究了戊二醛对GOCF复合材料吸附性能的影响。采用正交试验确定了GOCF复合材料吸附甲基橙效果最佳时的制备条件,在最佳条件下制备的GOCF复合材料对甲基橙的吸附量和去除率明显优于不加戊二醛时的复合材料。SEM扫描和XRD物相分析显示添加戊二醛有利于GO负载到粉煤灰表面上。在吸附温度25℃、吸附剂加入量0.075 g、吸附时间4 h、甲基橙初始质量浓度150 mg·L^(-1)时,复合材料对甲基橙的吸附量和去除率最大,分别是47.08 mg·g^(-1)和94.04%。

关键词： 煤   石墨烯量子点   活化   微观结构   活性炭   超级电容器  

摘要： 针对目前制备煤基活性炭氢氧化钾(KOH)使用比例过高及孔结构分布不合理问题,以太西无烟煤为碳源,先采用高铁酸钾与过氧化氢分步氧化将其氧化为石墨烯量子点,再与KOH混合活化制备煤基石墨烯量子点活性炭。结果表明,这种方法可降低KOH使用量(使碱炭比小于1),且碱炭比对煤基石墨烯量子点的活化机制与对煤的活化机制类似:KOH用量较少时(碱炭比0.25)只有造孔作用;增加用量后(碱炭比0.5),KOH不但有造孔作用,还有扩孔作用;过量的KOH(碱炭比0.75)则以扩孔为主。随着碱炭比的增加,活性炭的比表面积与总孔容也随之增加,微孔率逐渐下降,中孔率和平均孔径都在增长。在碱炭比为0.75时,活化效果最好,GQDAC-0.75比表面积为1207.3m^(2)/g,微孔率为39.5%,中孔率为51.8%;得益于其独特的“大孔-中孔-微孔”的层次孔结构,GQDAC-0.75表现出最优的电化学性能,在0.5A/g电流密度下比电容达243.6F/g,当电流密度增大到10A/g时,GQDAC-0.75的比电容保持在202.2F/g,继续增大电流密度到100A/g,比电容仍有179.5F/g,且在20A/g电流密度下循环10000次后比电容仍有191.6F/g,保持率为98.1%,具有优异的倍率性能和循环稳定性。

关键词： 石墨烯   表面修饰   界面结构   润滑特性  

摘要： 石墨烯作为固体润滑剂及润滑添加剂的研制及表征是目前机械工程领域的研究热点。本文分析了石墨烯在不同工况下的摩擦学性能,论述及总结了其对应工况的润滑特性。当表面修饰的石墨烯作为润滑添加剂加入水中时,其较好的分散性可提高基底材料的润滑性能;在水基环境中应用时,石墨烯的润滑特性为非共价键相互作用或层间静电斥力形成的边界润滑;当添加适量的石墨烯时,不仅可以形成油膜层,而且还能够大幅度提高润滑性能,其润滑机制为薄膜润滑特性。当石墨烯作为固体润滑剂时,其润滑性能大多由其二维结构的完整程度决定;通过调控测试工况可以保持石墨烯的层状结构,其润滑机制为层间滑移诱导使得接触面上生成转移膜。最后,展望了石墨烯基固体润滑剂及润滑添加剂的发展方向,以期为石墨烯的润滑特性研究提供参考。

关键词： 氯离子固化   氧化石墨烯   水灰比   自由氯离子  

摘要： 氯离子侵蚀是导致钢筋混凝土结构腐蚀劣化的主要原因,氯离子固化技术可有效降低混凝土孔隙液中自由氯离子浓度,降低腐蚀破坏风险。已有研究表明氧化石墨烯对水泥浆体氯离子固化性能有明显增强作用,但水灰比对其提升效果的影响尚未研究,通过水灰比调控氧化石墨烯增强浆体固氯性能缺少最佳水灰比的参数支撑。文章研究了不同水灰比下氧化石墨烯对水泥浆体氯离子固化性能的增强效果。测试结果表明,随着水灰比逐渐提高,氯离子固化效果先增强,但当水灰比达到0.6时,氧化石墨烯改性增强效果减弱。

关键词： 辐射还原   氧化石墨烯   导热   硅橡胶  

摘要： 将氧化石墨烯(GO)粉末配制成醇/水溶液,在^(60)Co-γ射线作用下进行还原,制备辐射还原GO。利用傅里叶变换红外光谱和X射线光电子能谱分析,研究了不同辐照剂量下,氧化石墨烯的含氧官能团变化情况、C/O原子比以及还原程度,确定了在120 kGy的辐照剂量下,氧化石墨烯的还原程度最高,C元素含量为88.69%,O元素含量为11.31%,C/O原子比达到7.84。以20 g甲基乙烯基聚硅氧烷为基胶,端含氢硅油为扩链剂、侧含氢硅油为交联剂,加入铂金催化剂、抑制剂,以球形氧化铝、辐射还原GO为导热填料,制备了高性能的导热硅橡胶。考察了氧化铝和GO的添加量对导热硅橡胶性能的影响。结果表明,在球形氧化铝添加量为基胶的300%的时候,导热硅橡胶具有最佳的拉伸强度和弹性;辐射还原后的GO,可大幅提升硅橡胶的热导率,并且与C/O原子比成正相关。当GO的C/O原子比为7.84,添加量为基胶的5%,氧化铝的添加量为基胶的300%时,导热硅橡胶的拉伸强度为0.82 MPa,热导率为5.18 W/(m·K),具有较好的综合性能。

关键词： 氧化石墨烯   珊瑚砂浆   冲击压缩试验   动态抗压强度   应变率效应  

摘要： 珊瑚砂是我国南海岛礁应急工程的首选建筑材料,但因其具有疏松多孔、强度低、易破碎等缺陷,珊瑚砂浆的整体力学性能难以满足设计要求。氧化石墨烯(GO)可有效改善珊瑚砂浆的力学性能,然而,目前关于冲击荷载作用下GO改性珊瑚砂浆的动态力学特性研究少有涉及。本文通过开展改性珊瑚砂浆的冲击压缩试验与微观结构试验,分析了不同氧化石墨烯掺量和不同应变率条件下改性珊瑚砂浆动态力学性能的变化规律及其微观机制。结果表明:(1)珊瑚砂浆的动态应力-应变曲线近似呈四段式,其变化趋势受GO掺量和应变率影响显著;(2)在相同应变率条件下,珊瑚砂浆的动态抗压强度随GO掺量的增加均呈先增加后降低的变化特征,且在GO掺量为0.03wt%时达到最大值;(3)珊瑚砂浆的动态增强因子(DIF)和韧性指数具有明显的应变率效应;(4)GO可定向驱使水化产物充填砂浆裂隙或孔隙,提高结构完整性,增强珊瑚砂浆抗冲击性能。

关键词： 石墨烯   碳纤维增强复合材料   抗冲击性能   破坏损伤  

摘要： 目前碳纤维复合材料存在脆性大、横向耐冲力差等问题。为了提高碳纤维复合材料的抗冲击性能,文章基于显示动力学下冲击载荷模拟的方法,以单层石墨烯和碳纤维复合材料层合板为研究对象建立冲击模型,对比分析不同石墨烯含量碳纤维板受冲击时表面应力、位移与吸能、损伤与破坏情况。结果表明:添加石墨烯提高了材料的填充率,使材料面密度增大;相同冲击载荷下,加入0.3%石墨烯的碳纤维增强复合材料(CFRP)层合板较传统CFRP位移减小10.2%,最大应力减少18.5%。且加入单层石墨烯含量越高,复合材料界面作用力越强,能够有效减小损伤破坏。

关键词： LiCoO_(2)   石墨烯   PSS:PEDOT   表面包覆   电化学性能  

摘要： 采用易于规模化的湿法包覆工艺成功制备了石墨烯纳米片与聚(3,4-亚乙基二氧噻吩)∶聚(苯乙烯磺酸盐)(PEDOT∶PSS)共包覆的LiCoO_(2)正极材料(GP-LCO),使用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)及电化学测试方法研究包覆前后材料的晶体结构、微观形貌及电化学性质。结果表明∶均匀分散的石墨烯纳米片(1%,质量分数,下同)与PEDOT∶PSS(2%)在LiCoO_(2)颗粒表面形成均一的包覆层;电化学测试结果表明,石墨烯纳米片与PEDOT:PSS所形成的复合包覆层不仅提升了材料的电化学反应速率,还改善了电化学反应的可逆性;经过表面包覆的GP-LCO添加2%Super P导电剂所制备的电极,在2.5~4.5 V(***+/Li)的电压范围内,0.1 C倍率下首次放电比容量173.9 mAh/g,10 C倍率下仍能表现出118.0 mAh/g的放电容量,循环性能和倍率性能均优于未包覆的LiCoO_(2)材料(LCO)。

关键词： 石墨烯/铜   化学气相沉积   原位   导电性   耐磨性  

摘要： 通过原位化学气相沉积(CVD)技术,在铜粉上包覆石墨烯,再通过真空热压技术制备出石墨烯/铜合金。研究表明:铜晶粒表面包覆了高质量的石墨烯。在铜粉表面原位生长的石墨烯均匀分散在铜晶粒的晶界处,而且石墨烯的含量低,只占0.04%(质量分数)。石墨烯/铜合金具有高的导电性能,导电率高达97%IACS。同时,石墨烯/铜合金的摩擦系数降低到0.46,与铜相比降低了38.7%。石墨烯/铜合金的磨损率降低到2.09×10^(-4)mm^(3)/(N·m),与铜相比降低了68.6%。