关键词： 氧化石墨烯   Hummers法   氧化剂   硝酸钠   氧化程度  

摘要： Hummers法在制备氧化石墨烯过程中会产生有毒气体且存在废液难处理的问题。本文对浓硫酸、硝酸钠、高锰酸钾三种氧化剂的氧化效果进行研究,发现浓硫酸和硝酸钠对石墨的氧化作用非常有限,Hummers法中起主要作用的氧化剂是高锰酸钾,进一步用不含硝酸钠的改进Hummers法制备氧化石墨烯,通过拉曼光谱、X射线衍射和傅里叶红外光谱等表征方法证实该方法制备的氧化石墨烯被氧化程度较高、含氧官能团丰富,可有效解决氮氧化物等有毒废气的产生,以及含硝酸根离子和钠离子废液难处理的问题,制备过程更为简洁、更加绿色环保,对大规模制备氧化石墨烯有重要意义。

关键词： 道路工程   改性沥青   氧化石墨烯   多聚磷酸   热氧老化   流变特性  

摘要： 采用动态剪切流变(DSR)、多重应力蠕变恢复(MSCR)及弯曲梁流变(BBR)试验,研究了掺加氧化石墨烯(GO)、多聚磷酸(PPA)及其复配改性沥青老化前后的流变特性与抗热氧老化性能,并通过凝胶渗透色谱(GPC)分析了沥青不同热氧老化状态下的分子量。结果表明:掺加氧化石墨烯、PPA能显著改善沥青的高温抗变形能力和弹性变形恢复能力,与SBS改性沥青相比,氧化石墨烯复配PPA改性沥青老化前后的抗车辙因子更大,不可恢复蠕变柔量更小,且老化前后各项指标变化幅度更小,其高温抗变形能力、弹性恢复性能及抗高温热氧老化性能优于SBS、SBR改性沥青;通过氧化石墨烯复配PPA显著降低了老化前后沥青的劲度模量及老化后劲度模量的增幅,有效改善了沥青的低温抗变形能力及抗低温老化性能,其低温抗裂性能与SBR改性沥青相当;老化前后氧化石墨烯复配PPA改性沥青不同分子量的分布区域更窄,RTFOT、PAV老化后,氧化石墨烯复配PPA改性沥青的分子量(M_(w)、M_(n))及分散系数d的变化幅度相较于SBS、SBR改性均更小,其抗热氧老化稳定性更强。

关键词： 石墨烯   孔隙   截锥壳   弹性介质   自由振动   动力响应  

摘要： 为研究弹性介质中含内部孔隙的石墨烯增强功能截锥壳的振动特性,根据孔隙的分布假定孔隙的体积组分,用混合率和Halpin-Tsai微观力学模型计算石墨烯增强材料的物性参数。基于Donnel经典薄壳理论和Hamilton变分原理建立了振动的控制方程并求解,讨论了孔隙、石墨烯和弹性介质对振动特性的影响。结果表明:与孔隙分布类型相比,孔隙系数对振动频率和动力响应的影响更大。在孔隙分布同为中间多、内侧和外侧少的情况下,石墨烯质量分数从0%提高到0.6%时,石墨烯为内外侧多、中间少分布的最大动挠度减小45.66%,而外侧少、中间多分布的最大动挠度减小36.83%。可见,为提高圆锥壳的有效刚度,石墨烯纳米片应该更多地布置在圆锥壳的内侧和外侧部位。

关键词： DD6试片   石墨烯涂层   盐雾腐蚀   燃气腐蚀  

摘要： 以发动机涡轮DD6单晶试片为研究对象,分别不喷涂和喷涂抗盐雾腐蚀石墨烯涂层。开展DD6试片涂层结合力和热稳定性试验研究,结果表明涂层表面完整光洁,组织致密,结合力高,抗热振力强。对比开展未喷涂与喷涂涂层的DD6试片的抗盐雾腐蚀试验研究和抗盐雾、燃气综合腐蚀试验研究,结果表明,未喷涂和喷涂涂层后的DD6试片都在抗盐雾腐蚀试验中体现了良好的耐腐蚀性,喷涂涂层的DD6试片在抗盐雾、燃气综合腐蚀试验中体现了更好的耐腐蚀性。

关键词： 石墨烯   磁等离激元   有限元方法   本征值损失谱  

摘要： 石墨烯等离激元是决定石墨烯光学性质的重要元激发,拥有一系列优异的特性,其通过外置电场的动态可调性最引人注目;石墨烯具有很强的磁场响应(如室温观测的量子霍尔效应),因而磁场可作为一个新的调控自由度,形成的准粒子叫作石墨烯磁等离激元.鉴于石墨烯的二维属性,石墨烯磁等离激元的研究大多采用三维近似,即将石墨烯等效成厚度很薄的三维块材,该处理方案需消耗大量的计算资源.本文在准静态近似下,围绕库仑定律和电荷守恒定律,构建了高效的二维有限元方法,自洽地求解石墨烯面内的积分微分方程,并提出本征值损失谱表征准粒子的激发.利用二维有限元方法,探讨了4类石墨烯环中磁等离激元的激发;最低阶的偶极共振都支持磁等离激元的对称劈裂,在孔很小时,其对模式劈裂的影响可忽略,但当孔的尺寸变大时,内外边界的相互作用将抑制模式劈裂,并最终导致其消失.

关键词： 道路工程   SMA沥青混合料   石墨烯复合橡胶改性沥青   路用性能  

摘要： 将石墨烯应用于土木工程的材料中,能有效改善材料的性能。结合甘肃省某公路沥青路面工程实例,通过室内模型试验分析石墨烯复合橡胶改性剂对沥青混合料性能的影响。结果表明:相同试验条件下,石墨烯复合橡胶改性剂对沥青混合料的空隙率、沥青饱和度及马歇尔稳定度等指标值影响显著;与SBS改性沥青混合料相比,石墨烯复合橡胶改性沥青混合料中的集料颗粒具有更好的黏附性;石墨烯复合橡胶改性沥青和SBS改性沥青均能有效改善SMA沥青混合料的水稳性能、高温稳定性及低温抗裂性,但石墨烯复合橡胶改性沥青对混合料水稳性能和高温稳定性的改善效果更为显著,而对低温抗裂性的改善效果较弱。研究结果可为石墨烯复合橡胶改性沥青在实际工程中的应用提供参考。

关键词： 石墨烯   复合材料   电化学性能  

摘要： 以泡沫镍为模板、石墨为催化剂、酚醛树脂为碳源,采用水热法以及热处理方法制备了三维石墨烯复合材料,再利用化学沉积法制备三维氧化镍-石墨烯-泡沫镍复合材料,并对其结构和电性能进行了分析,研究结果表明,该复合材料的石墨化程度高,具备电极特性,电化学性能稳定。

关键词： 科技成果转化   专业研究机构   石墨烯   可行路径   新材料研发   科技攻关   放管服   新型研发机构  

摘要： 北京市逐步摸索出“前瞻布局、聚焦资源、稳定支持、充分赋权”的全链条推进前沿新材料成果转化发展道路。前沿新材料研发投入大、周期长、落地难,是科技成果转化的重点难点。北京市贯彻落实国家相关改革部署,积极开展科技领域“放管服”改革,探索前沿材料基础研究到成果落地的可行路径。北京石墨烯研究院(以下简称“研究院”)作为石墨烯领域的新型研发机构,是前沿材料的专业研究机构,也是北京市科技攻关机制探索的“试验田”。随着研究院石墨烯成果转化与产业化成效日渐凸显,北京市也逐步摸索出“前瞻布局、聚焦资源、稳定支持、充分赋权”的全链条推进前沿新材料成果转化发展道路。

关键词： 氧化石墨烯   纳米粒子   复合膜   改性  

摘要： 采用真空抽滤-压力喷涂的方法,以聚酰胺纳滤膜为基膜,制备了氧化石墨烯和二氧化钛纳米粒子质量比为1∶1、2∶1、3∶1和4∶1的复合膜GOT1、GOT2、GOT3和GOT4以及氧化石墨烯和二氧化硅纳米粒子质量比为1∶1、2∶1、3∶1和4∶1的复合膜GOS1、GOS2、GOS3和GOS4。通过SEM、EDS、XPS和GIWAXS方法对GOT复合膜和GOS复合膜进行了分析表征,结果表明,氧化石墨烯和纳米粒子均匀负载在聚酰胺纳滤膜表面。研究了复合膜的性能,并推测了复合膜的净水机理。其中GOT复合膜在0.75 MPa下水通量可达50 L·m^(-2)·h^(-1),相较于原始基膜提高了25%,显示出了最佳的水通量性能,并且在保持较高通量的同时,对盐溶液和重金属离子的截留率仍能维持在90%左右。真空抽滤-压力喷涂的方法为氧化石墨烯复合膜的制备提供一种新的工艺思路,为废水处理提供了一种更高净化效率的复合膜。

关键词： 石墨烯   光催化   CO_(2)还原   产氢   污染物降解  

摘要： 作为一种新型纳米材料,石墨烯在很多领域都有着广泛的应用,受到了研究者们的高度关注。光催化材料和技术在解决能源和环境问题方面有着非常广阔的应用前景。石墨烯基纳米复合材料具有优良的导电性和电子迁移率、高吸附活性、高比表面积和透明度等优点,可作为一种新型的光催化剂,应用于解决我国日益严重的环境污染问题,加速推进新型能源的发展利用。在光催化应用方面,石墨烯及其复合材料由于具有材料低价易得、光生电子传输性良好和绿色环保等优点,可以在光催化降解有机物、光催化水解制氢和光催化还原二氧化碳中发挥独特作用。介绍了石墨烯材料在光催化领域中的应用,归纳总结了石墨烯参与光催化过程的可能机制。随着石墨烯在光催化领域中应用的快速发展,及时总结和讨论石墨烯在这些领域应用中的最新进展有着非常重要的意义。