关键词： 晶体相场方法   石墨烯   晶界   位错  

摘要： 晶界结构在石墨烯变形过程中的演变规律及作用机制对理解石墨烯变形行为具有重要意义.本文采用三模晶体相场模型,在原子尺度上深入研究了石墨烯小角对称倾侧晶界处位错在应变作用下的演化机理.结果发现,随着晶界角的增大,晶界位错密度降低,特定类型的位错(5|8|7位错和5|7位错)数量上升.在与晶界平行的应力加载下,晶界处位错因C-C键断裂或旋转,转化为5|7或5|9型位错,这是由于较大自由能的位错在拉伸下演化为小能量的位错,这有利于石墨烯性能的提高.拉伸载荷下,含不同角度晶界的体系自由能变化呈现相同趋势:初始下降至拐点后出现异常上升,位错行为不能有效缓解体系因持续加载造成的应力集中,导致失效.本工作有助于从原子尺度理解石墨烯微观力学行为.

关键词： ZIF-67   石墨烯   异质结构材料   日落黄   电化学传感器  

摘要： 本文通过原位合成的方法制备了石墨烯-ZIF-67(rGO@ZIF-67)异质结构材料,并用于构建日落黄电化学传感器。利用循环伏安及差示脉冲伏安法对日落黄在该传感器上的电化学行为进行系统研究。由于金属有机骨架材料多孔结构特性及rGO良好的导电能力,两者协同作用显著增加了电极比表面积及电子传递能力,进而提高了日落黄的电化学响应。在最优条件下,响应峰电流与日落黄浓度在0.05~30.0μmol/L范围内呈良好的线性关系,检出限低至20.0 nmol/L,并将该方法成功应用于饮料中日落黄的检测,为食品中日落黄的快速灵敏检测提供了新方法,同时也拓展了rGO@ZIF-67异质结构材料在电化学传感器中的应用。

关键词： 振动与波   石墨烯增强   阶梯圆柱壳   Rayleigh-Ritz法   Halpin-Tsai微观力学模型   弹性边界  

摘要： 基于Rayleigh-Ritz法分析功能梯度石墨烯增强复合材料(Functionally Graded Graphene Platelets Reinforced Composite,FG-GPLRC)阶梯圆柱壳的振动特性。首先,采用改进的Halpin-Tsai微观力学模型和复合材料夹杂理论,确定FG-GPLRC的等效材料属性。其次,基于微元法思想和1阶剪切变形理论建立每一子段的基本方程。最后,建立Lagrange动力学能量泛函方程,通过Rayleigh-Ritz法求解FG-GPLRC阶梯圆柱壳的固有频率,并验证方法的有效性。研究表明,FG-GPLRC阶梯圆柱壳的固有频率随层数的增加变化趋势减小,石墨烯质量分数和分布模式会影响圆柱壳的固有频率;弹性边界条件下弹簧刚度系数越大,FG-GPLRC阶梯圆柱壳的第一阶固有频率越大。

关键词： 五氧化二铌   石墨烯   掺杂改性   电化学性能  

摘要： 本文采用水热合成法制备Nb_(2)O_(5)掺杂石墨烯复合锂离子电池负极材料,Nb_(2)O_(5)与石墨烯的质量比为0:1、1:50、1:40、1:20、1:10。研究发现几种不同加入比例的复合材料均较纯石墨烯具有更低的阻抗性能,倍率循环和循环性能均得到明显改善。其中Nb_(2)O_(5):石墨烯=1:40时复合材料的电荷转移电阻最低,在小电流密度下循环50圈的放、充电容量为480、450mAh·g^(-1),库伦效率93.75%,有望成为广泛应用的电极材料。

关键词： 生物传感器   金纳米材料   金属有机骨架   石墨烯   碳纳米管   碳纤维  

摘要： 随着纳米材料技术的不断发展和突破,基于纳米材料的传感器不断问世,并应用于生物医学中。纳米材料具有小尺寸效应、表面效应、催化性能及独特的物理性能。本文简要概述了基于不同纳米材料的生物传感器在生物医学上的工作原理及重要应用。

关键词： 石墨烯/氮化硼   热输运   分子动力学   安德森声子局域化  

摘要： 本文采用孔洞缺陷来实现对二维石墨烯/氮化硼横向异质结热导率的调控.平衡态分子动力学(EMD)计算结果表明,界面孔洞的引入会降低二维石墨烯/氮化硼横向异质结的热导率.相较于有序的孔洞分布,无序的孔洞分布能够更有效地降低异质结的热导率,这一现象可通过声子安德森局域化来解释.孔洞缺陷的存在导致声子的频率和波失发生变化,从而使声子散射变得更加频繁,孔洞随机分布时,则导致声子波在材料中发生多次反射和散射,最终形成局域振动模式.本研究揭示了孔洞缺陷降低二维石墨烯/氮化硼横向异质结热导率的物理机制,对二维热电材料的结构设计有一定的指导意义.

关键词： 分子印迹聚合物   β-环糊精   吸附   喹诺酮类抗生素  

摘要： 以磁性氧化石墨烯(MGO)为载体基质,二甲基丙烯酸乙二醇酯(EGDMA)为交联剂,甲基丙烯酸(MAA)为功能单体,β-环糊精(β-CD)为模板分子制备磁性石墨烯多孔环糊精印迹聚合物(MGO@β-CDMIP)。采用红外光谱(FTIR)、X射线衍射仪(XRD)、比表面积及孔径分析仪(BET)、扫描电镜(SEM)和X射线光电子能谱(XPS)表征了MGO@β-CDMIP的结构和性能,考察了MGO@β-CDMIP对双氟沙星(DFLX)、恩诺沙星(ENR)、沙拉沙星(SRAX)、环丙沙星(CIP)、吡哌酸(PIP)、恶喹酸(OXO)等6种喹诺酮类抗生素(QNs)的吸附性能。由表征结果可知,成功制备了MGO@β-CDMIP,相比磁性石墨烯非印迹聚合物(MGO@NIP),MGO@β-CDMIP分散性更好、具有更高的比表面积和孔容,对6种QNs的吸附量远高于MGO@NIP。由静态吸附和动态吸附结果可知,MGO@β-CDMIP吸附过程符合Freundlich模型和准二级动力学模型,MGO@β-CDMIP具有多种吸附位点,吸附速率受化学吸附控制。

关键词： 电磁屏蔽织物   金属镀层   导电聚合物   碳纳米管   石墨烯   二维过渡金属碳(氮)化物  

摘要： 电磁屏蔽织物是一种用于屏蔽电磁辐射的材料,具备较好的柔韧性和轻便性,在保护人体健康、保证设备功能、维护国家安全等方面拥有巨大的应用前景。针对电磁屏蔽织物,综述了近年金属类、聚合物类、碳类三种传统类型电磁屏蔽织物和一种二维无机化合物(MXene)类新型电磁屏蔽织物的制备工艺和最新进展,并总结了各自的优缺点。最后,展望了未来的研究方向。

关键词： 石墨烯   复合材料   双电层电容器   超级电容器   电化学储能  

摘要： 超级电容器因其体积比传统电容器更小、更快的充放电过程以及更长的循环使用寿命而受到了储能行业的普遍重视。超级电容器是一种高级的能量储能装置,它利用电极和电解质之间的双层电荷分布来储存能量,具有无污染、可持续发展等的优势。其中最熟悉的石墨烯材料应用最广泛,并发挥重要作用。概述了石墨烯的历史、制造技术,并对最近几年石墨烯与其他材料在超级电容器中的应用进行了回顾和展望。

关键词： 石墨烯   一阶剪切梁理论   微分求积法   固有频率  

摘要： 针对石墨烯纳米片定向排列的情况,研究了石墨烯纳米复合材料梁的自由振动问题。采用Halpin-Tsai微观力学模型估算石墨烯增强复合材料的弹性模量,基于一阶剪切梁理论对石墨烯纳米复合材料梁进行动力学建模,采用微分求积法求解梁的固有频率。结果表明:石墨烯纳米片定向排列对基体材料结构的刚度增强效果优于随机分布的情况。石墨烯纳米片采用合理的定向排列方式可进一步提高基体材料结构的固有频率。