关键词： 激光加工   石墨烯   光热转换   抗霜   除冰  

摘要： 重要设备,如飞机机翼、风力涡轮机、太阳能电池板等结冰会引起空气动力学形状变化和重要部件变形,严重威胁运行安全。然而,制造柔性、共形的光热除冰表面仍然具有挑战性。本文采用激光直写技术,设计并制备了多孔疏水的激光诱导石墨烯(Laser induced grapheme,LIG)基光热抗霜除冰表面。采用激光照射聚酰亚胺(Polyimide,PI)薄膜制备LIG薄膜。激光照射后,LIG薄膜呈现多孔结构和高C/O比。由于多孔结构和高C/O比的存在,LIG膜具有疏水性(CA,~123.2°)、高吸收率和良好的光热转化率,因此,LIG薄膜具有光热抗霜除冰能力。本文工作显示了开发柔性、共形的光热抗霜/除冰表面的巨大潜力。

关键词： 石墨烯   富锌底漆   集装箱  

摘要： 选取插层解理法制备的水性石墨烯浆料对水性环氧富锌(80%)底漆进行改性,取代其20%的锌粉,制备水性石墨烯(60%)锌粉底漆。重点对比了石墨烯不同添加量的水性(60%)锌粉底漆和水性(80%)锌粉底漆的涂层附着力、柔韧性、耐性盐雾等性能。结果表明:在集装箱涂层相同的配套(环氧富锌底漆+环氧中间漆+丙烯酸面漆)膜厚下,水性(60%)锌粉底漆在合适的石墨烯的添加量下,降低锌粉用量但可以提高涂层的耐中性盐雾性能,其中石墨烯添加量在0.3%综合性能最佳,耐冲击性(正冲)50cm,划格附着力1级,耐中性盐雾1200h,远超集装箱传统涂层配套技术要求的600h。

关键词： 石墨烯电极   埃洛石   聚苯胺   分层核壳结构   柔性电容器电极  

摘要： 导电聚合物聚苯胺(PANI)具有理论电容大、制备成本低、容易大规模合成等优点,在超级电容器领域具有巨大的应用潜力。然而纯的PANI结构致密,实际电容有限,限制了其在电化学储能器件中的应用。本研究利用工艺简单且成本较低的化学氧化聚合法制备了基于无机中空管状埃洛石和导电聚合物PANI的纳米复合物,并将其浇注在石墨烯电极上制备高柔性超级电容器电极。通过扫描电镜对产物的微观形貌进行分析,可以看到PANI均匀包覆在埃洛石管壁上,形成多级分层的核壳结构。基于此,电极材料与电解液的有效接触面积明显增大,得到的埃洛石/聚苯胺电极在1 A/g的电流密度下呈现出超高的电容值(446.1 F/g),并且在10 A/g的高电流密度下仍然具有良好的倍率性能和循环稳定性(循环1600次后保留初始电容值的90.5%)。此外,由于石墨烯基底与PANI之间存在的π-π堆积作用,PANI在反复弯折过程中能紧紧黏附在石墨烯电极上,进而展现出超高的耐弯折性能(5000次弯折,电容保留率90.2%)。本方法制备的复合电极具有卓越的电化学性能,为制备导电聚合物基高柔性超级电容器提供了参考。

关键词： 三维石墨烯   泡沫镍   磁固相萃取   气相色谱   氟虫腈及其代谢物  

摘要： 以磁性泡沫镍为基底制备泡沫镍基三维石墨烯磁固相萃取材料,建立磁固相萃取与气相色谱-电子捕获器联用技术用于鸡蛋中氟虫腈及其代谢物分析的新方法。将泡沫镍基三维石墨烯磁性材料用于磁固相萃取氟虫腈及其代谢物,萃取解吸条件如下:样品溶液盐浓度为30%,样品溶液pH为7,涡旋萃取5 min;解吸剂为乙腈,涡旋解吸5 min。采用气相色谱法进行定性定量分析。该方法对氟虫腈及其代谢物的检出限为4.1~5.9μg/L,线性范围为15~500μg/L,相关系数>0.9981。将所建方法用于鸡蛋样品检测,氟虫腈及其代谢物的加标回收率为83.3%~95.4%,相对标准偏差(n=3)为4.8%~11.7%。

关键词： 聚氨酯   石墨烯   多重响应   热可逆   自修复  

摘要： 通过将石墨烯引入基于Diels-Alder动态键的热可逆聚氨酯,成功制备得到石墨烯改性自修复聚氨酯材料。石墨烯的引入,赋予自修复聚氨酯兼具热、近红外光和微波响应自修复功能。当添加石墨烯的质量分数为0.2%时,得到的材料力学性能最佳。当改性材料出现裂纹、裂缝等损伤后,通过在130℃处理10 min、或在250 W、808 nm近红外光照射30 s、或经500 W微波辐射2 min后,再分别于60℃处理12 h便可实现损伤的修复。其中,近红外光响应的自修复材料所需的修复时间最短、修复效率最高。研究发现,自修复是通过热可逆Diels-Alder反应、分子链的热运动、以及氢键的解离和再生这3种作用协同实现。这些研究结果对于开发具有多重响应的自修复材料及其损伤的高效自修复具有重要的指导意义。

关键词： 石墨烯   氮掺杂   硼掺杂   催化性能   氧化反应   活性位点  

摘要： 随着绿色化学的逐渐推广,碳材料作为最有前途的绿色无金属催化剂而备受关注.通过对石墨烯引入杂原子进行化学掺杂是目前最常用于改良碳材料催化活性的有效方法.从结构上看,掺杂石墨烯内特定活性物种在催化过程中起到活性位点的作用,且催化剂的催化活性随活性位点含量增加而增强.其内部活性位点含量可通过改变制备方法中制备条件实现调控,这有助于开发具有高催化活性的掺杂石墨烯催化剂.我们综述了氮掺杂石墨烯和硼掺杂石墨烯内可作为活性位点的官能团,提出制备方法对活性位点含量的影响,并讨论了内部活性位点在氧化反应中的作用.最后对未来研究方向提出了建议和展望,为开发更高效掺杂石墨烯催化剂提供了思路.

关键词： ZnMoO_(4)/GO   水性环氧树脂   金属防腐   自组装  

摘要： 通过原位合成技术制备了钼酸锌(ZnMoO_(4))/氧化石墨烯(GO)纳米复合材料,该复合材料在防止金属腐蚀方面有着良好的协同作用。通过FESEM、TEM、FTIR、XRD、XPS、TGA对复合材料的结构及组成进行表征。利用GO带负电荷的特性,吸附Zn^(2+)于GO表面,成为ZnMoO_(4)的生长位点。通过TEM可以看出,GO表面的钼酸锌颗粒粒径约为50~200 nm。在防腐性能测试中,添加ZnMoO_(4)/GO复合材料使得水性环氧涂层的腐蚀电流密度由5.81×10^(-7)A/cm^(2)降低为6.617×10^(-8)A/cm^(2);涂层的最低腐蚀速率可达到0.0021 mm/a,明显优于单独的GO与ZnMoO_(4)涂层。此外,还初步探讨了ZnMoO_(4)/GO/epoxy涂层的防腐机理。

关键词： 壳聚糖   氧化石墨烯   气凝胶   各向异性   吸附性能  

摘要： 通过定向冷冻干燥法制备了具有各向异性孔结构的壳聚糖(CS)/氧化石墨烯(GO)复合气凝胶(M.3CSG),以化学气相沉积工艺对其进行了硅烷化疏水改性,采用扫描电子显微镜、傅里叶红外光谱、力学性能测试、吸附性能测试等手段对材料进行了表征测试。结果表明:M-CSG气凝胶具有各向异性的取向微孔结构,GO的加入提高了M-CSG气凝胶的力学强度。M-CSG气凝胶对多种油和有机溶剂均具有良好的吸附能力,对氯仿的最大吸附量可达62g/g,并在10次循环吸附-解吸后仍保持优异的吸附性能。M-CSG气凝胶作为一种可重复使用的绿色吸附材料在油品回收和环境保护方面具有很大的应用潜力。

关键词： 石墨烯   纳米复合材料   传感器   电化学  

摘要： 总结了石墨烯的合成方法,包括电化学剥离法、化学合成法和化学气相沉积法,然后介绍了几种常见的石墨烯纳米复合材料,最后详细说明了石墨烯纳米复合材料在电化学传感器中的应用进展,并分析了石墨烯基电化学传感器面临的挑战及未来发展趋势。

关键词： 金属离子   氧化石墨烯   改性沸石   花生粕   黄曲霉毒素B_(1)   吸附  

摘要： 在动物饲料中添加吸附剂是减轻真菌毒素污染不良影响的有效途径。为了制备饲料黄曲霉毒素B_(1)(AFB_(1))高效脱毒剂,采用固相分散法制备了氧化石墨烯/金属离子复合改性沸石,通过研究其在模拟胃环境(pH=2)和肠环境(pH=6.8)下对花生粕中AFB_(1)的体外吸附率,筛选出最优复合改性沸石,并对其进行结构表征及吸附性能研究。结果表明:氧化石墨烯/钙离子复合改性沸石(GO-Ca-Z)对花生粕中AFB_(1)的吸附率最高;其具有丰富的孔隙;在pH为2和6.8的环境下,GO-Ca-Z(2∶1)(GO与Ca-Z的质量比为2∶1)的最大吸附量分别为0.046 mg/g和0.036 mg/g,与未改性的沸石相比,吸附量分别提高了2.42和3倍;吸附过程符合准二级模型,说明化学吸附在吸附体系中起到主要作用;经过酸浸泡后GO-Ca-Z(2∶1)比表面积和总孔体积显著增加,说明酸处理有利于提高材料的吸附性能。