关键词： 道路工程   复合改性沥青混合料   石墨烯   玄武岩纤维   路用性能  

摘要： 为了适应季冻区自然气候条件对沥青路面使用性能的特殊要求,克服单一外掺剂对沥青混合料性能改善的不足,选用石墨烯和玄武岩纤维对沥青混合料进行复合改性。在混合料配合比设计的基础上,通过车辙试验、小梁弯曲试验和冻融劈裂试验等对基质沥青混合料、石墨烯改性沥青混合料、玄武岩纤维沥青混合料及石墨烯-玄武岩纤维复合改性沥青混合料的路用性能进行了对比试验研究。结果表明,石墨烯和玄武岩纤维的同时加入极大地改善了沥青混合料的路用性能,在4种沥青混合料中,石墨烯-玄武岩纤维复合改性沥青混合料的高温稳定性和水稳定性表现最佳,低温抗裂性仅次于玄武岩纤维沥青混合料。石墨烯-玄武岩纤维复合改性沥青混合料具有优异的路用性能,可用于季冻区沥青路面工程。

关键词： 石墨烯催化膜   四氧化三钴   过硫酸盐   高级氧化   水污染控制   催化降解布洛芬  

摘要： 为了探究钴氧化物改性氮掺杂石墨烯(Co_(3)O_(4)/NG)催化膜对过一硫酸盐(PMS)降解污染物的性能和作用机理,以硝酸钴六水合物和氧化石墨烯(GO)作为前驱体,通过水热反应成功制备了Co_(3)O_(4)/NG,并使用该材料构建复合膜用于水中污染物的催化降解。采用SEM、HRTEM、XPS、Raman、BET、TGA等一系列测试手段对材料的形貌结构、元素组成和化学形态进行表征,并选择布洛芬(IBP)作为目标污染物测试复合材料的催化活性及机理。结果表明:Co_(3)O_(4)/NG复合材料具有石墨烯片状相貌,合成的Co_(3)O_(4)具有立方六面体结构,负载在石墨烯表面,N原子被成功掺,原子分数高达6.25%;Co_(3)O_(4)/NG展示出超高的PMS催化活性,在120 min内对IBP的去除率达到99.9%,远高于NG(60.5%);通过优化Co_(3)O_(4)负载量、PMS添加量以及过硫酸盐类型得到了最佳反应条件。在此基础上构建Co_(3)O_(4)/NG复合膜并研究其连续催化性能,当催化剂负载量为10 mg,流速为5 mL/min时,连续10次循环实验之后仍然能够去除约80%的IBP,表现出良好的催化稳定性。机理研究表明Co_(3)O_(4)/NG-PMS体系是一个以硫酸根自由基和羟基自由基为主导的反应体系,其中硫酸根自由基的贡献更大。

关键词： 石墨烯浆料   液相剥离   表面活性剂   石墨烯水系分散液  

摘要： 石墨烯具有独特二维结构和优异的性能,被广泛应用到如功能复合材料、储能材料、电子元器件、水处理等。应用常采用液相法将其分散于基体中,但由于石墨烯特殊的大π键共轭的电子结构导致其层间存在很大的范德华力,导致石墨烯片层发生团聚和堆砌,难以分散并形成稳定的溶液,限制了它的应用。要想真正使石墨烯充分发挥其潜能,首先要解决的问题就是石墨烯在不同体系中的稳定分散。本文利用自制石墨烯浆料,选择水和不同有机溶液作为分散剂,研究分散剂种类及用量、石墨烯浓度及分散方法等不同因素对石墨烯分散体系稳定性的影响,确定优化工艺条件,开发出相对稳定的石墨烯分散液。

关键词： 汞离子   染料标记的核酸   三色荧光探针   同步荧光分析  

摘要： 利用氧化石墨烯(GO)、两种荧光染料标记的单链DNA及核酸染料SYBR GreenⅠ(SG-Ⅰ),构建了能特异性识别Hg^(2+)的三色荧光探针,建立了一种快速、高效、高灵敏定量检测水体中汞离子(Hg^(2+))的新方法。在这种探针中,两种染料Tetramethyl-6-carboxyrhodamine(TAMRA)和Cyanine-5(Cy-5)分别标记在两条单链DNA的5’端,这两条单链DNA中有一部分碱基互补配对,未互补的碱基均为胸腺嘧啶(T碱基)。在没有Hg^(2+)存在时,两种荧光染料标记的单链DNA被吸附在GO的表面,TAMRA和Cy-5与GO靠近,荧光被GO猝灭,它们的荧光信号都很弱;此时,SG-Ⅰ被吸附在GO的表面或游离在溶液中,荧光信号也很弱。在有Hg^(2+)存在时,两种荧光染料标记的单链DNA通过T-Hg^(2+)-T结构特异性结合形成双链DNA,从而脱离GO的表面,TAMRA和Cy-5远离GO,荧光信号恢复;与此同时,SG-Ⅰ与双链DNA结合,荧光强度显著增强。根据TAMRA、Cy-5及SG-Ⅰ荧光强度增加的程度即可对Hg^(2+)进行定量分析。在优化条件下,当Hg^(2+)的浓度在1.0×10^(-9)~5.0×10^(-8)mol/L范围内时,TAMRA、Cy-5及SG-Ⅰ荧光强度之和与汞离子的浓度具有良好的线性关系,方法的检出限(LOD)为1.1×10^(-10)mol/L,实际水样的加标回收率在96.00%~105.00%之间。该方法用于实际水样中Hg^(2+)检测,获得了较为满意的结果。

关键词： 石墨烯   环氧树脂   长时服役   屏蔽性能  

摘要： 为了明确石墨烯环氧涂层在井下长时服役的防护效果和机理,通过室内模拟工况和现场长时服役试验,利用扫描电子显微镜(SEM)与电化学阻抗谱(EIS)对一种石墨烯环氧树脂涂层进行了服役性能研究,并对比了两种不同深度下长时服役后涂层对油管的防护效果。结果表明,石墨烯与环氧树脂结合紧密,与纯环氧树脂涂层相比,石墨烯环氧树脂涂层耐磨值提升59%,在模拟高盐环境中浸泡涂层表面不起泡,涂层与基体紧密结合。长时服役现场试验后,低频区阻抗仍高达9.03×108Ω·cm^(2),服役后仍能对油管起到一定的屏蔽作用,随着井深的增加与服役温度升高,涂层屏蔽性能稍有降低。建立了石墨烯环氧树脂涂层在井下的屏蔽机理模型,促进石墨烯环氧树脂涂层在石油石化领域的规模化应用。

关键词： TiO_(2)   石墨烯   光催化   枫江   污染  

摘要： 对枫江污染水样进行了水质和主要污染物质的检测,实验结果表明水样有机污染特征明显。采用溶胶凝胶法制备的TiO_(2)/石墨烯(GR)复合材料为光催化剂,在模拟太阳光下对水样进行光催化处理。考察了光照时间、水样浓度、催化剂浓度和酸度等因素对光催化处理效果的影响。结果表明:光照时间越长、水样浓度稀释得越低、催化剂的浓度越大、酸度值越小,越有利于水样中有机污染物的光催化降解。原水样在催化剂浓度为1 g/L时,经过120 min光照或者在催化剂浓度为2 g/L时,经过60 min光照,水样中有机污染物的降解率均可达到95%以上;当水样的浓度稀释为原水样的1/5时或者将水样的酸度调节到pH=1,在催化剂浓度为1 g/L时,经过60 min光照后,水样中的有机污染物则可以100%被降解。经过光催化处理后的水样,各项水质分析项目的浓度值均达到Ⅱ类水平以上,水质明显改善。

关键词： 氧化石墨烯   织物   电磁屏蔽   防紫外线   有机染料   自清洁  

摘要： 氧化石墨烯(GO)在石墨烯基础上引入大量含氧官能团,具有更优良的物理性质和化学性质,被广泛应用于织物的功能化研究中。文章基于氧化石墨烯的结构,综述了当前热门的织物功能化应用研究进展情况,希望为以后的织物多功能化研究提供一定的参考。

关键词： 聚多巴胺-还原石墨烯   聚丙烯酰胺水凝胶   性能研究   综合实验设计  

摘要： 为了拓展学生对高分子功能材料领域的认识,加深学生对功能高分子水凝胶的理解,文章将制备具有导电功能的聚多巴胺-还原石墨烯(rGD),并将其复合到聚丙烯胺(rGD-PAM)水凝胶中,研究水凝胶的组成对其化学结构、力学性能、黏附性能和导电性能的影响。结果表明,水凝胶为三维多孔结构,具有优异的力学性能、黏附性能和导电性能。该实验将科研工作与学生实践教学相结合,培养了学生的创新思维,提高了学生的实践能力。

关键词： 二维材料   光学生物传感   表面等离子体共振   荧光淬灭   表面增强拉曼散射  

摘要： 二维材料在许多方面相较于常规材料的优异性能,引发了研究人员对于二维材料的广泛关注。目前二维材料已经成为了各个领域内的研究热点,被广泛应用于生物医学、电子、光电子和催化等诸多方面。本文主要就二维材料在生物医学领域内的光学传感应用做了总结与讨论。主要论述了二维材料的产生和发展、优缺点,基于二维材料的光学生物传感器类型、原理及其制造方法,以及这些传感器在单细胞、RNA、蛋白质分子高灵敏探测技术上的一些成果,并结合这些成果简要分析了利用二维材料的实验方案相较于传统方法的一些优势。最后对二维材料的发展现状做了简要总结,并对其未来发展作出了展望。

关键词： TiO_(2)   臭氧   石墨烯   改性   对氯苯甲酸  

摘要： 采用碳化热解法在TiO_(2)催化剂表面制备石墨烯层,并对其进行XRD、Raman、NH_(3)-TPD、BET、pH_(zpc)等表征。以对氯苯甲酸(p-CBA)为目标物,考察石墨烯改性TiO_(2)在催化臭氧氧化过程中的效能。结果表明,热解温度、碳源投量、固化剂投量等因素对催化剂的活性有较大影响。负载石墨烯层可显著增加TiO_(2)催化剂的比表面积,并使其表面酸性增强,因而提高其催化臭氧氧化活性。另外,考察了溶液pH、叔丁醇对改性TiO_(2)催化臭氧氧化过程的影响。溶液pH为6时,对氯苯甲酸的去除率最低。叔丁醇严重抑制了对氯苯甲酸的降解反应,间接证明了羟基自由基是催化臭氧氧化过程中的主要活性氧化物种。重复使用实验结果表明,改性后的催化剂具有良好的稳定性。