关键词： 摩擦纳米发电机   二维材料   石墨烯   过渡金属二硫化物   黑磷  

摘要： 随着能源危机和环境问题的日益加剧，摩擦纳米发电机（TENG）作为一种可穿戴、环境友好型的能源装置，受到了广泛关注。二维材料因其高比表面积、优异的机械性能和电学性能等特性，成为提高摩擦纳米发电机输出性能比较有前景的候选材料之一。文章综述了石墨烯（Gn）、氧化石墨烯（GO）、过渡金属二硫化物（TMDs）、MXene等典型二维材料在TENG中的应用进展，探讨了二维材料在TENG中的作用机制，如降低内阻、提高感应电荷生成率和增加电荷捕获位点等作用机理，分析了二维材料在TENG应用中面临的挑战，并对未来的发展进行了展望。

关键词： 石墨烯   二氧化锰   聚苯胺   复合材料   超级电容器  

摘要： 通过控制合成条件制备出片层状氮掺杂还原氧化石墨烯（rGO-P），在此基础上将聚苯胺（PANI）/MnO2管状赝电容材料附着层间，采用两步复合法获得PANI/MnO2/rGO-P三元复合材料；利用X射线衍射技术（XRD）、扫描电子显微技术（SEM）和能量色散X射线谱（EDS）等对其进行微观形貌和结构表征；利用循环伏安法（CV）、恒流充放电（GCD）以及交流阻抗（EIS）等测试手段对三元复合材料的电化学性能进行了分析。电化学测试结果表明，在0.5 A/g的电流密度下，PANI/MnO2/rGO-P75的比电容高达635 F/g，当功率密度为0.45 kW/kg时，能量密度达到17.5 Wh/kg，综合性能要优于相同电流密度下的rGO-P和PANI/MnO2。此外，在1 A/g的电流密度下，PANI/MnO2/rGO-P75恒流充放电5000次循环后，仍有82.0%的电容保持率。本文制备的三元复合电极材料与二元复合的电极材料相比在提升超级电容器的性能方面效果显著。

关键词： 大气等离子喷涂   石墨烯纳米片   耐腐蚀性能   腐蚀机制  

摘要： 石墨烯具有优异的疏水性、自润滑和耐腐蚀性能。石墨烯纳米片可有效提高Al2O3块体及涂层的力学性能和耐磨损性能。然而，有关石墨烯纳米片对Al2O3基涂层耐腐蚀性能影响的研究却未见报道。采用机械球磨和喷雾造粒的方法制备了纳米结构石墨烯纳米片改性Al2O3-Cr2O3粉体，利用大气等离子喷涂技术制备了石墨烯改性Al2O3-Cr2O3涂层。采用SEM、EDS、XRD、拉曼光谱仪、电化学工作站等设备和浸泡腐蚀方法表征了涂层在腐蚀前后成分、形貌、微观结构的变化和耐腐蚀性能。结果表明：随着石墨烯含量的增大，涂层的孔隙率单调增大，然而其耐腐蚀性能却先增大后降低。当石墨烯含量为1%时，涂层具有最好的耐腐蚀性能，其自腐蚀电位提高了89 mV，自腐蚀电流密度降低了26%，极化电阻提高了1倍。与未改性涂层相比，石墨烯改性涂层的浸泡腐蚀速率最多可降低29%。在盐水浸泡过程中，涂层钢基体发生腐蚀，在孔隙处存在明显锈迹，然而浸泡没有导致涂层物相结构的变化。石墨烯改性可有效提高Al2O3-Cr2O3涂层的耐腐蚀性能，主要归因于石墨烯对孔隙中腐蚀介质扩散过程的抑制作用，过量添加的石墨烯降低了Al2O3-Cr2O3涂层的耐腐蚀性能，主要归因于涂层高的孔隙率。研究结果对开发高耐腐蚀性Al2O3基陶瓷涂层具有重要指导意义。

关键词： 氧化石墨烯   镧离子   锕镭分离   吸附  

摘要： 反应堆产同位素223Ra是首个获得临床应用的α核素。为研发从227Ac中分离223Ra的基于氧化石墨烯的分离材料，本研究采用La作为Ac的模拟元素进行氧化石墨烯的吸附行为及吸附机理研究。考察了接触时间、初始pH值、离子强度、初始浓度、温度等因素对La（Ⅲ）离子吸附的影响，并进行了吸附动力学及吸附热力学分析。结果表明，氧化石墨烯对La（Ⅲ）离子的吸附约0.5 h时达到平衡，最大平衡吸附容量为80.4 mg/g。氧化石墨烯吸附La（Ⅲ）的过程为吸热反应，吸附机理主要是氧化石墨烯表面的含氧官能团与La（Ⅲ）的络合作用。因此，氧化石墨烯能有效吸附La（Ⅲ）离子，为后续开展Ac（Ⅲ）离子吸附及基于氧化石墨烯的复合材料研究奠定了基础。

关键词： 凝胶   明胶   羧甲基壳聚糖   石墨烯   导热性能   导电性能  

摘要： 基于生物质来源的抗菌凝胶是一类重要的功能高分子材料，在组织工程、药物缓释、伤口敷料等领域具有重要用途，但这类凝胶的导热性能和导电性能有待改进。以明胶和羧甲基壳聚糖为原料，高稳定石墨烯-PVP分散液为填料，采用原位聚合方式制备了石墨烯/明胶/羧甲基壳聚糖生物基凝胶（GR/GEL/CMCS），采用SEM、FT-IR、XRD和Raman光谱表征凝胶的结构，采用热常数分析仪和电化学工作站研究了凝胶的导热及导电性能，并研究了凝胶的力学性能和抗菌性能。结果表明，添加石墨烯的生物基凝胶导热系数最高可提高875.72%，达到1.05 W/(m·K)，电导率最高可提高213.82%，达到0.03 S/cm。凝胶具有优异的抗菌性能，拉伸强度也得到改善。PVP提高了石墨烯在水中的浸润性，并与凝胶高分子网络相互作用，使石墨烯在凝胶中有序排列，改善了生物基凝胶的导热及导电性能。

关键词： 激光熔覆   石墨烯   金属基复合材料   摩擦学性能  

摘要： 金属基复合材料（MMC）因其综合了金属相的延展性和增强相的高强度、高硬度等特性，在耐磨减摩领域具有较大应用潜力。传统的MMC硬质涂层主要通过提高增强相的含量来提高涂层的硬度和耐磨性，然而由于两相间理化性质差异较大，涂层内易产生较大的热应力或相变应力，导致涂层韧性下降，裂纹敏感性升高。与传统表面改性技术相比，激光熔覆（LC）使用高能激光束作为热源，涂层形成过程迅速，有利于获得细晶组织，降低涂层开裂敏感性。此外，石墨烯因具有特殊的二维结构与优异的热学性能、力学性能以及自润滑性能，将其作为增强相加入金属基体中，可以形成多尺度结构涂层，在提升涂层硬度、改善减摩耐磨性能的同时，提高涂层的断裂韧性。因此本文以采用激光熔覆法制备石墨烯增强钛基、镍基、钴基复合涂层为主线，系统综述了石墨烯对金属基复合涂层微观组织演变和摩擦学性能的影响。本文首先概述了石墨烯的结构与性质，并针对石墨烯在基体中的分散难题，归纳了常用的表面改性方法以制备激光熔覆用石墨烯材料。介绍了目前采用激光熔覆法制备MMC耐磨涂层的研究现状，并归纳总结了石墨烯的减摩耐磨机理。最后提出LC加工制备Gr/MMC涂层过程中现存的若干难点，并对其进一步研究和发展进行了展望，以期为后续相关研究和实际应用提供有益参考。

关键词： 激光熔覆   石墨烯   金属基复合材料   摩擦学性能  

摘要： 金属基复合材料（metal matrix composites, MMC）因综合了金属相的延展性和增强相的高强度、高硬度等特性，在耐磨减摩领域具有较大应用潜力。传统的MMC硬质涂层主要通过提高增强相的含量来提高涂层的硬度和耐磨性，然而由于两相间理化性质差异较大，涂层内易产生较大的热应力或相变应力，导致涂层韧性下降，裂纹敏感性升高。与传统表面改性技术相比，激光熔覆（laser cladding, LC）使用高能激光束作为热源，涂层形成过程迅速，有利于获得细晶组织，降低涂层开裂敏感性。此外，石墨烯（graphane,Gr）因具有特殊的二维结构与优异的热学性能、力学性能以及自润滑性能，将其作为增强相加入金属基体中，可以形成多尺度结构涂层，在提升涂层硬度、改善减摩耐磨性能的同时，提高涂层的断裂韧性。因此本文以采用激光熔覆法制备石墨烯增强钛基、镍基、钴基复合涂层为主线，系统综述了石墨烯对金属基复合涂层微观组织演变和摩擦学性能的影响。本文首先概述了石墨烯的结构与性质，并针对石墨烯在基体中的分散难题，归纳了常用的制备激光熔覆用石墨烯材料的表面改性方法；介绍了目前采用激光熔覆法制备MMC耐磨涂层的研究现状，并归纳总结了石墨烯的减摩耐磨机理。最后提出LC加工制备Gr/MMC涂层过程中存在的若干难点，并对涂层制备工艺的进一步优化和石墨烯增强机理模型的构建进行了展望，以期为后续相关研究和实际应用提供参考。

关键词： 三维结构   石墨烯晶体   宏观厚度   薄膜电极   超级电容器  

摘要： 三维石墨烯晶体膜因其高晶体质量、丰富的比表面积和高导电性，成为理想的碳基超级电容器的电极材料。然而，传统石墨烯电极材料受限于表面活性位点数量和宏观尺度下的电化学体积效应，难以达到理论性能。为此，重点介绍了通过高能束流（如CO?激光和高能电子束）诱导技术制备宏观厚度的三维石墨烯晶体膜，并探讨了其修饰与复合方法。在此基础上，详细阐述了CO?激光和高能电子束制备三维石墨烯晶体膜的基本原理及其可控制备策略。CO?激光通过调节激光参数和前驱体材料，能够实现石墨烯晶体膜的厚度调控和结构优化。高能电子束则因其高穿透力和低反射特性，能够在宏观尺度下制备均匀的三维石墨烯薄膜。此外，还介绍了通过非金属原子掺杂、金属氧化物和导电聚合物复合等方法，进一步提升三维石墨烯晶体膜的电化学性能。在超级电容器应用中，三维石墨烯晶体膜表现出优异的体积比电容和循环稳定性，具有广阔的应用前景。然而，随着厚度的增加，三维石墨烯晶体膜的体积效应和离子传输效率问题仍需解决。并提出了通过构筑梯度孔道和优化孔隙结构来增强离子传输能力的解决方案，最后展望了三维石墨烯晶体膜在商用超级电容器中规模化应用的机遇与挑战。

关键词： 锂离子电池   还原氧化石墨烯   三明治结构   硅负极  

摘要： 硅基材料作为锂离子储能系统中极具潜力的负极组件，因其远超传统石墨负极的卓越理论容量而备受瞩目。然而，硅基负极在锂化/脱锂过程中固有的剧烈体积膨胀问题，严重制约了其在商业化电池中的实际应用。通过简单的静电自组装方法，以柠檬酸（CA）作为交联剂，将经十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）修饰的正电硅纳米颗粒嵌入到氧化石墨烯（GO）层间中，经冷冻干燥及氮气氛围下热处理后制得由硅颗粒芯层夹在还原氧化石墨烯（rGO）壳层中的Si@rGO@CA三明治结构材料，并基于不同Si/rGO质量比（0.5∶1、1∶1、2∶1）制备了对照样品。石墨烯网络显著提高了复合材料整体的导电性，CA不仅增强了结构的稳定性，还可以进一步将硅纳米颗粒与GO片连接起来。在这种结构设计中，硅颗粒被锚定在相邻的GO片层之间，层间巨大的空隙以及GO良好的机械柔韧性可以有效地缓解硅在充放电过程中的体积膨胀，从而提高负极的结构稳定性。最佳的Si@rGO@CA-2复合材料在0.5 A g-1的电流密度下循环200圈后，容量维持在946.6 mAh g-1。Si@rGO@CA-2复合材料还表现出良好的倍率性能，即使在2 A g-1的高电流密度下，仍然可以保留1005.1 mAh g-1的高比容量。这种具有成本效益的Si@rGO@CA负极合成策略可为高容量负极材料的开发提供一种设计方法。

关键词： 发布仪式   标识吊牌   石墨烯多功能复合纤维  

摘要： 3月11日,“‘标’定健康,‘烯’启未来—石墨烯多功能复合纤维标识吊牌发布仪式”在国家会展中心(上海)举办,石墨烯多功能复合纤维标识吊牌正式发布。中国化学纤维工业协会会长陈新伟、副会长兼秘书长关晓瑞等领导出席发布仪式。本次发布仪式由杭州高烯科技有限公司主办、中国化学纤维工业协会支持。活动以“‘标’定健康,‘烯’启未来”为主题,意在通过统一的标识体系和严格的认证流程,为石墨烯多功能复合纤维产品建立权威认证标准,帮助消费者轻松识别高品质的石墨烯产品。