关键词： 氧化石墨烯   碱矿渣水泥   韧性   水化   强度   微结构  

摘要： 作为环保胶凝材料,碱矿渣水泥的低韧性限制了其大规模应用。采用改进Hummers法制备氧化石墨烯,研究不同掺量的氧化石墨烯对碱矿渣水泥水化放热、抗折强度、抗压强度和韧性的影响。结果表明:氧化石墨烯能够提高碱矿渣水泥后期水化放热,增大碱矿渣水泥后期水化程度;氧化石墨烯的掺入提高了碱矿渣水泥砂浆的抗折强度,略微降低其抗压强度,显著增加了碱矿渣水泥的韧性,当氧化石墨烯掺量为0.03%,碱矿渣水泥的韧性大幅提高,60 d折压比较空白组提高了51.9%。

关键词： 漆酚   氧化石墨烯   膜   油水分离  

摘要： 本文以漆酚和氧化石墨烯为原料,通过简单的真空过滤和热处理制备了漆酚改性氧化石墨烯(GO)膜。漆酚-GO是通过GO表面环氧基团与漆酚中部分羟基发生反应制备的。然后通过加热,漆酚双键之间反应形成交联结构。通过改变漆酚与氧化石墨烯的质量比可以调控漆酚-氧化石墨烯复合膜的疏水性,并且复合膜可以用于油水分离。

关键词： 单原子催化剂   石墨烯   催化转移加氢   密度泛函理论  

摘要： 单原子催化剂(single atom catalysts, SACs)具有热稳定性高、活性中心结构均一、100%的原子效率等特点被广泛应用于各种α,β-不饱和醛结构的催化转移氢化反应。石墨烯作为当前的研究热点之一,具有高比表面积、高化学稳定性、优异的力学性能和良好导电性等优点,但由于纯石墨烯的带隙为零,并且表面活性位点较少,限制了其作为载体材料的应用。近年来,随着负载型单原子催化剂的兴起,以石墨烯为载体的各种单原子催化剂被合成并在许多催化反应中表现出优异的催化活性,然而对该类催化剂中活性位点的电子性质、形成机理以及金属位点与载体之间的相互作用的微观认识不够深入。因此,本文综述了石墨烯为载体的单原子催化剂的结构稳定性,电子性质,并通过在石墨烯上掺杂杂原子来实现石墨烯改性,采用理论计算方法,探究了金属位点不同配位数对石墨烯为载体的单原子催化剂的催化反应机理和催化性能,从而为设计出性能更好的催化剂提供借鉴与指导意义。

关键词： 织物   阻燃   混纺比   石墨烯   抗菌   远红外  

摘要： 研究了石墨烯多功能阻燃面料的开发方案。采用不同基材、不同含量的石墨烯纤维与阻燃类纤维混纺,研究最优纤维配伍方式。设计7种纤维混纺比,在纱线、织物规格与结构相同的情况下,测试混纺织物的强伸性、透气性、阻燃性、抗菌性以及远红外功能,分析石墨烯纤维基材与含量对织物力学性和功能性的影响。采用灰色近优综合评价法对7种织物的白化灰近优度进行优劣排序。结果表明:黏胶基石墨烯/腈氯纶/阻燃涤纶/锦纶基石墨烯/聚酰亚胺混纺比为20/30/20/10/20时,织物的远红外发射率为0.98,远红外辐射温升为2.5 K;织物经50次水洗后对大肠埃希菌、白色念珠菌的抑菌率达到98%,对金黄色葡萄球菌的抑菌率达到99%;织物燃烧时无续燃、阴燃现象,损毁长度<100 mm。此外该织物开发方案的近优度值最接近1,综合性能最佳,具有阻燃、抗菌、远红外复合功能,认为采用30%石墨烯纤维与阻燃类纤维混纺,可以赋予织物良好的抗菌和远红外功能。

关键词： 掺杂石墨烯   甲醛   吸附能   第一性原理  

摘要： 采用密度泛函理论的第一性原理方法计算了甲醛分子在本征石墨烯和镧掺杂石墨烯表面的吸附结构、吸附能、电荷转移和磁矩。研究结果发现,相对于本征石墨烯的吸附结构而言,镧掺杂石墨烯的吸附结构最稳定,并且对甲醛分子的吸附能力和电荷转移量最大。此外,在镧原子的掺杂下,石墨烯与甲醛分子吸附后的磁矩也得到了增大。

关键词： 石墨烯   厚度   摩擦各向异性   原子力显微镜   旋转台  

摘要： 考察石墨烯表面的纳米摩擦各向异性,研究厚度对其摩擦各向异性的影响.采用原子力显微镜和高精度旋转台分析不同厚度石墨烯表面在不同方向的纳米摩擦特性.结果表明:厚度为3.6 nm的石墨烯表面纳米摩擦表现出显著的各向异性但无周期性规律,原因是褶皱效应的产生增大了摩擦力.厚度为7.5和14.7 nm的石墨烯表面纳米摩擦呈现180°和90°的周期性各向异性规律,归因于晶格结构取向和褶皱效应的共同作用.厚度为24.5 nm的石墨烯主要受到晶格结构取向的作用,表面纳米摩擦呈现60°的周期性各向异性规律且沿扶手椅型晶格取向的摩擦力大于锯齿型晶格取向的摩擦力.

关键词： 超滑   减摩   氧化石墨烯   离子液体   固-液复合溶液  

摘要： 利用氧化石墨烯(GO)纳米片作为离子液体水溶液[IL(aq)]添加剂制得IL(aq)+GO复合溶液.利用该溶液润滑轴承钢摩擦副时获得了超低的摩擦系数(μ≈0.009),达到超滑水平.分析结果表明,IL在轴承钢表面形成的化学反应膜(含磷化物和氟化物等)和流体膜具有较好的减摩性,但摩擦系数无法达到超滑水平.而GO在轴承钢表面形成的GO吸附膜可承担部分载荷,并将剪切界面从钢/钢界面转变为GO层间低剪切滑移,进一步降低接触区的摩擦阻力,进而实现超滑.该研究中利用二维材料和液体分子的共同作用在金属摩擦副上实现超滑,为固-液复合溶液以及超滑的工程应用提供研究基础.

关键词： 石墨烯   纳米Al_(2)O_(3)   Ti(C,N)基金属陶瓷   力学性能   微观结构   磨损性能  

摘要： 采用真空热压烧结工艺制备了石墨烯(GNPs)和纳米Al_(2)O_(3)增韧的Ti(C,N)基金属陶瓷复合刀具材料(TAG)。研究了GNPs和纳米Al_(2)O_(3)对复合陶瓷材料微观结构、力学性能和摩擦磨损性能的影响。研究表明,GNPs和纳米Al_(2)O_(3)的添加对复合陶瓷材料的力学性能有明显的提高,当GNPs和纳米Al_(2)O_(3)含量(质量分数)为1%和5%时,复合刀具陶瓷材料(TA5G1)综合力学性能最优,其硬度、抗弯强度和断裂韧性分别为21.50 GPa、810.80 MPa和10.51 MPa·m^(1/2)。研究了复合刀具材料的摩擦磨损性能和磨损机理,研究结果表明,在TAG复合刀具材料中,TA5G1的摩擦磨损性能最优,其摩擦系数和磨损率分别为0.338和4.921×10^(-6)mm^(3)/(N·m),复合刀具材料的主要磨损形式为磨粒磨损和黏着磨损。

关键词： 多孔PDMS   磁性石墨烯   压缩应力-应变   油水分离  

摘要： 以多孔聚二甲基硅氧烷(PDMS)为基体,设计制备了具有磁性石墨烯(GO)微纳分级粗糙结构的磁性石墨烯海绵复合材料(PDMS/GO-Fe_(3)O_(4)),并进行了结构表征。实验结果表明,该材料对正己烷乳化油的吸附/分离循环6次后,分离效率保持率仍在90%以上;其压缩应力-应变测试表明,在60%压缩应变下可以承受34 kPa的应力,15次循环压缩后性能基本保持不变,弹性和机械强度良好。

关键词： 丙烯酸   氧化石墨烯   氨氮吸附   热力学  

摘要： 以丙烯酸为单体,氧化石墨烯为改良剂,在致孔剂、交联剂和引发剂作用下,通过悬浮聚合得到丙烯酸-氧化石墨烯水凝胶(AA-GG),对丙烯酸水凝胶采用傅里叶变换红外光谱测试,结果表明材料中含有甲基、羟基、碳碳双键和氰基。通过静态吸附实验,研究AA-GG对低浓度氨氮的吸附热力学,结果表明,丙烯酸水凝胶对氨氮的吸附容量可达0.035 mmol/g, AA-GG对氨氮吸附符合Freundlich等温吸附方程,且ΔH<0,ΔG<0,ΔS<0,表明氨氮在AA-GG吸附属于可自发进行的物理吸附,吸附过程为放热且伴随熵减少过程。