关键词： 锂离子电池   复合相变材料   石墨烯   膨胀石墨   石蜡   温度  

摘要： 锂离子电池由于其高能量与高能量密度而被广泛运用于生活中的各个领域,但这也导致它在运行期间容易升温,影响电池的正常工作。相变材料(PCM)是一种有效热能存储材料,由于其在转变物理性质的过程中可以吸收或者释放大量潜热,从而被研究应用于电池热管理系统。该文以石蜡(PA)作为相变基体,膨胀石墨(EG)和石墨烯协同增强导热,制备高导热性的复合相变材料。在不同石墨烯含量下,观察其在锂电池放电过程中的冷却作用。结果表明,复合相变材料能有效降低工作中锂离子电池的表面温度,同时使电池的性能更加稳定。通过对比复合相变材料与PA的降温效果,发现当放电倍率越高,其降温效果越好。当放电倍率为3C、复合相变材料为PCM-4时,冷却效果较好,电池最高表面温度41.24℃,比PCM-1下降5.31℃,较PA而言,温度降低10.39℃。

关键词： 高导热   超疏水   滴状冷凝传热系数   石墨烯   耐腐蚀涂层  

摘要： 针对目前促成滴状冷凝换热的超疏水表面造价昂贵、热导率低和综合性能差等问题,以可溶性聚四氟乙烯、改性石墨烯(C)、气相二氧化硅等为原料,通过共混法在不锈钢基材上制备了用于冷凝传热表面的高导热超疏水复合涂层,并对其耐腐蚀能力、导热系数、强度和蒸汽冷凝传热性能进行测试分析。结果表明,涂层的耐酸腐蚀性能、导热性能强于304不锈钢,当含3%的C时,导热系数为18.188W·(m·K)^(-1),在20%硫酸浓度恒温30℃条件下腐蚀速率为0.201mg·(cm^(2)·h)^(-1),和基材结合强度达38MPa。SEM分析表明,涂层疏水性能与气相二氧化硅含量有关,且质量分数为10%时接触角达155°。冷凝实验表明常压蒸汽在涂层表面冷凝时传热系数达120kW·(m2·K)^(-1),大于不锈钢表面近10倍,并得出其滴状冷凝不持久的原因。

关键词： 光学器件   古斯-汉森位移   单层石墨烯   光子晶体   等离子体极化激元  

摘要： 针对一般多层光子晶体中的古斯-汉森位移的幅值较小的情况,需要寻找其他类型的结构来增强古斯-汉森位移。通过传输矩阵法探究金属层、介电层和准周期光子晶体所组成的结构的古斯-汉森位移,其中准周期光子晶体是由电介质材料和单层石墨烯以斐波那契数列的方式排列而成。结果表明,该结构的古斯-汉森位移因所激发的金属的等离子体极化激元成功地在指定的工作波长2μm处实现了放大,其峰值可达到入射波长的7330倍。还研究了单层石墨烯的光学参数、介电材料的厚度对位移的影响,证实了改变这些参数可以实现对古斯-汉森位移的调控。

关键词： 氧化石墨烯膜   浓盐水   截留率  

摘要： 随着工业废水资源化利用的发展,膜分离技术由于其分离效率高、占地面积小以及易于操作管理等优点,成为废水资源化利用过程中不可或缺的工艺技术。而氧化石墨烯作为石墨烯的衍生物,具有超高的水通量、可控的层间距以及优异的分离性能,广泛应用于海水淡化和污水处理等领域。为探究氧化石墨烯膜对工业实际浓盐水的分离效果,对氧化石墨烯膜的制备及分离效果进行了探究。实验结果表明,以13.81 mg/m^(2)制备氧化石墨烯膜为最佳,制备的氧化石墨烯膜对0.6 mol/L的氯化钠溶液具有20.43%的截留率,对0.2 mol/L的硫酸钠溶液具有25.49%的截留率,对实际工业浓盐水SO_(4)^(2-)和Cl^(-)分别具有17.98%~19.83%和21.23%~23.33%的截留率。制备的氧化石墨烯膜,在较低的压力作用下,能够展现出较好的分离能力,是一种具有良好应用前景的水处理膜材料。

关键词： 石墨烯材料   纳米材料   碳材料   传热材料   热导率   瞬态电热技术  

摘要： 石墨烯材料以其优异的热学、电学、机械等性能成为在众多领域广泛研究与应用的材料之一,随着深空探测事业的不断发展,材料在低温乃至超低温环境下的性能研究显得越来越重要。本文采用瞬态电热技术在290 K~20 K温度区间内对石墨烯纸进行了研究分析,并探究了电流高温加热对石墨烯纸导热性能的影响。热扩散系数、导热系数和体积比热容随温度的降低逐渐减小,电阻随温度的减小逐渐增大,表现出强烈的非金属特性;通过电流高温加热使石墨烯纸的结构得到优化后,测得在290 K时,样品1的导热系数从2.31 W/m·K提高到5.47 W/m·K,样品2的导热系数从6.09 W/m·K提高到22.21 W/m·K;分析了石墨烯纸声子散射的导热机制,运用阻温系数模型计算了石墨烯纸的德拜温度与声子平均自由程。

关键词： 环氧树脂   石墨烯   交通标线涂料   疏水性   耐磨性   耐蚀性  

摘要： 选用双酚A型环氧树脂为主要成膜物质制备疏水耐磨型交通标线涂料,探讨了不同类型的石墨烯或氧化石墨烯掺量(质量分数0.05%、0.10%、0.15%、0.20%、0.25%或0.30%)对涂层疏水性、耐磨性、耐蚀性等性能的影响。结果表明,添加少层或多层的石墨烯或氧化石墨烯对涂层的硬度、耐水性和耐盐水性的影响不大,但能不同程度地提高涂层的附着力、柔韧性、耐冲击性、疏水性、耐磨性、耐酸性和耐碱性。当少层氧化石墨烯质量分数为0.10%时,涂层的综合性能最好,水接触角达到131.977°,吸水率为1.11%,铅笔硬度为6H,柔韧性为1 mm,附着力为0级,耐1 kg冲击的高度达到50 cm。

关键词： 石墨烯   玉米秸秆   碳微球   超级电容器   水热法  

摘要： 通过水热法从生物质废料玉米秸秆中制备表面光滑的碳微球(CMs),并首次将未经碳化或活化的生物质碳微球作为间隔物插入石墨烯片层中合成CMs/rGO复合水凝胶。碳微球在抑制石墨烯片层团聚的同时,可以提高材料的亲水性和表面相容性。基于此复合材料组装的无粘结剂对称型超级电容器表现出良好的双电层电容(0.3A/g时264.1F/g),出色的倍率性能(10A/g电流密度下电容保持率为81.5%),以及优秀的循环稳定性(10A/g下循环10000次,电容保持率为95.6%)。

关键词： 碳纳米材料   传感器   石墨烯   碳纳米管   碳纳米纤维   纳米多孔碳   氮掺杂碳  

摘要： 对应用于抗坏血酸、尿酸和多巴胺同时检测的碳纳米材料和电化学方法进行了简单阐述,重点从不同碳纳米材料的物理化学特性介绍了其在电化学传感器构建中发挥材料自身优势促进生物分子在传感器表面被灵敏准确识别的传感方法。总结了近年来基于石墨烯、碳纳米管、碳纳米纤维、纳米多孔碳和氮掺杂碳纳米材料等碳纳米材料构建传感器应用于三种生物分子同时检测的研究进展;分析了当前电化学传感器构建的不足及面临的挑战,并对今后电化学领域应用于生物活性分子快速检测的研究方向进行了展望。

关键词： 功能整理   电磁屏蔽   还原氧化石墨烯   聚吡咯   锦纶织物  

摘要： 将锦纶织物反复浸渍氧化石墨烯(GO)水分散液,取出烘干后还原制备rGO/锦纶织物;再将其浸渍于吡咯(Py)的酸性水溶液中,引发聚合反应制备PPy/rGO/锦纶织物,优化了rGO/锦纶和PPy/rGO/锦纶织物的制备工艺,即:rGO/锦纶织物浸渍于7.5 g/L的Py分散液中,pH=2,15 min后在0℃条件下滴加5 mL质量浓度为3.0 g/L的APS溶液,振荡器转速为150 r/min。制备的PPy/rGO/锦纶织物的方块电阻为(97±8)Ω/,电磁屏蔽效果为42.7 dB。

关键词： 氧化石墨烯   碳纳米管   环氧树脂   综合性能  

摘要： 石墨烯作为碳的二维结构新型材料,在实际应用中呈现出非常优越的性能,具体体现在电性能、导热性能、特殊量子效应和电子性能等诸多方面。近些年据相关调查和研究表明,石墨烯填充的复合材料界面性能得到了极大程度提升,但也因为石墨烯在聚合物中分散性比较差,所以在一定程度上制约了力学性能的发挥。这是目前复合材料制备工作中面临的一个难题和挑战。基于此,就氧化石墨烯/碳纳米管增强环氧树脂及其性能的相关内容进行深入分析和探究。