关键词： 磺酸化   铁酸镍磁性石墨烯   2-氨基苯并噻唑   过硫酸盐   降解  

摘要： 采用微波法在水-离子液体表面活性剂的体系,制备了磺酸化铁酸镍磁性石墨烯(GS/NiFe_(2)O_(4))复合材料,通过扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、X射线衍射(XRD)、振动样品磁强计(VSM)、X射线光电子能谱(XPS)、BET/BJH的方法分析材料的表观结构。使用GS/NiFe_(2)O_(4)活化过硫酸盐(PMS)降解水中的2-氨基苯并噻唑(ABT),并通过超高效液相色谱-串联质谱法对降解率进行定量分析。经条件优化得出,在pH=3、PMS浓度为4mmol/L,投加15mg GS/NiFe_(2)O_(4)的条件下,30min内可完全降解20mg/L的2-氨基苯并噻唑。考察了阴阳离子对ABT的降解过程影响:Cl^(-)对ABT的降解有促进作用,HCO^(-)_(3)具有抑制作用,而Cu^(2+)具有双重作用。通过自由基猝灭实验发现SO^(-)_(4)·为主导自由基、·OH为辅。最后对ABT的降解过程进行了产物分析且证明了GS/NiFe_(2)O_(4)具有良好的循环利用性能。

关键词： 主动流动控制   热声激励器   石墨烯   声场建模   声场测量  

摘要： 主动流动控制技术是提升航空航天飞行器气动特性的有效手段,其中激励器是这些控制技术的核心组件,如等离子体激励器、合成射流激励器以及振荡射流激励器等。本文提出了一种基于热声效应的并联石墨烯热声激励器,该激励器具有结构简单、输入功率低、控制频率宽以及结构适应性强等优点,能够适应飞行器各种复杂曲壁面安装环境和变飞行工况,具有良好的应用前景。具体而言,该热声激励器利用石墨烯材料比热容极低和热导率高的特性,通过焦耳加热原理向周围空气辐射周期性的声场以进行声激励控制。首先,通过热声理论对石墨烯热声激励器进行声场建模,建模中加入了组合声源叠加原理,优化了声波相位差和声场指向性计算方法;其次,改进了石墨热声烯激励器的电路连接方式,采用并联石墨烯薄膜有效提升了声场声压幅值;最后,搭建了石墨烯热声激励器的声压测试平台,验证并研究了并联石墨烯热声激励器的声场特征,分析了输入功率、频率、测试距离等因素的影响。

关键词： 石墨烯   六方氮化硼   场效应晶体管   射频特性   TCAD  

摘要： 具有原子级平滑表面的hBN(六方氮化硼)不仅与石墨烯有相同的二维平面结构,而且还有许多相似的特性,采用hBN作为栅绝缘介质,有望可以提升石墨烯射频场效应管的性能。为了研究hBN栅绝缘介质石墨烯射频场效应管的射频特性,基于SILVACO TCAD软件进行了hBN栅绝缘介质石墨烯射频场效应管结构建模,通过数值计算对器件的转移特性、输出特性、电容特性以及射频特性进行了模拟计算。结果表明:器件的特征频率fT(单位增益带宽)高达58.79 GHz、最大振荡频率fMAX高达75.58 GHz、单位长度栅电容CGC小于7.5×10^(-16)F/μm,阈值电压为0.38 V。研究结果对hBN栅绝缘介质石墨烯射频场效应管的开发、设计具有重要的参考价值。

关键词： 多孔石墨烯   无酶葡萄糖传感器   电化学  

摘要： 本文在氮气气氛中,通过高温煅烧法制备了具有多孔结构的N掺杂石墨烯(N-PrGO)和N,F共掺杂石墨烯(N,F-PrGO),通过X射线衍射光电子能谱(XPS)、拉曼光谱测试(Raman)等对材料的结构组成进行表征,使用CHI 760E电化学工作站进行性能测试。实验结果表明,与N-PrGO相比,F,N-PrGO纳米复合材料显示出优异的传感性能,并且具有宽的线性范围。

关键词： 热还原氧化石墨烯   环氧树脂涂料   复合涂层   分散性   电化学   腐蚀  

摘要： 在市售溶剂型环氧树脂涂料(EPs)中添加少量的热还原氧化石墨烯(TRGO),以提高其防腐性能。本文以氧化石墨(GO)为前体,在不同热还原温度下制备了TRGO,表征了GO热还原反应前后的结构变化,对比了GO和TRGO在环氧树脂涂料稀释剂中的分散性;在Q345钢表面涂覆了TRGO/EPs复合涂层,通过塔菲尔极化曲线(Tafel)、电化学阻抗谱图(EIS)和腐蚀形貌考察了TRGO的制备温度和添加量对复合涂层防腐性能的影响,探讨了复合涂层的防腐机理。结果表明,高温热还原反应能够使GO剥离并成功制备TRGO,与GO相比,TRGO在溶剂型环氧树脂涂料的稀释剂中的分散性得到明显增强;TRGO的氧含量随热还原温度的升高而降低,但800℃下制备的TRGO(TRGO-800)具有最大的比表面积;不同热还原温度下制备的TRGO/EPs复合涂层均比纯EPs涂层具有更好的防腐性能,其中TRGO-800/EPs复合涂层的防腐效果最好,甚至还优于商用石墨烯/EPs复合涂层;当TRGO-800的添加量为0.1%,复合涂层的腐蚀电流密度为3.29×10^(−8)A/cm^(2),比纯EPs涂层降低了96.84%,极化电阻为1.38×10^(6)Ω,比纯EPs涂层增大了28倍。TRGO/EPs复合涂层的防腐性能提升与TRGO的良好分散性和物理阻隔性有关。

关键词： 石墨烯   聚丙烯腈   静电纺丝   纳米纤维   复合薄膜  

摘要： 基于单喷射静电纺丝法建立掺杂石墨烯粉末的聚丙烯腈(PAN)纳米纤维复合薄膜的制备方法,研究石墨烯粉末的种类、掺杂量等因素对复合薄膜微观结构的影响。结果表明:石墨烯粉末片径越小、片层数量越少、掺杂量越高,越有利于减小纳米纤维的平均直径;通过优化纺丝前驱体溶液的制备工艺,可降低石墨烯片粒径,将石墨烯的掺杂质量分数提升至7%,制备的复合薄膜的纳米纤维直径也会减少,相对于未添加石墨烯的薄膜,减小幅度达到34.0%。该制备方法利于得到纤维直径更小的PAN薄膜,降低薄膜的孔径,提高薄膜的力学性能,提升对超细颗粒物的过滤效果。

关键词： 石墨烯   纳米银   绿色合成   葡萄糖   无酶传感器  

摘要： 以桔皮提取液为还原剂和保护剂,通过同步还原法制得了石墨烯纳米银复合材料(RGO-AgNPs),用红外光谱法、扫描电镜法对该复合材料进行了结构与形貌表征,并用RGO-AgNPs修饰在玻碳电极上,构建了一种在低电位条件下(0 V)无酶检测葡萄糖的电化学传感器.在最佳制备条件下复合材料修饰电极对葡萄糖的催化效果非常明显.在电位为0 V时采用电流时间曲线法检测葡萄糖时,葡萄糖浓度在0.01-19 mmol/L范围内,呈现出两个线性关系,检出限为1.1×10^(-6)mol/L(S/N=3),抗坏血酸(AA)等常见干扰物质不影响葡萄糖的测定.RGO-AgNPs修饰电极连续测定1 mmol/L葡萄糖10次的相对标准偏差为1.5%,电极于冰箱保存10 d后响应电流变为初始的92.3%.实验结果表明,基于RGO-AgNPs的葡萄糖无酶传感器具有较好的选择性、重现性、稳定性.

关键词： 超顺磁性   表面效应   低维结构   原子质量   量子效应   超导性   石墨烯   富勒烯  

摘要： 众所周知,碳元素具有多种形式的低维结构,包括富勒烯(零维)、碳纳米管/纳米条带(一维)、石墨烯(二维)。由于表面效应、尺寸效应和量子效应,这些低维碳结构表现出丰富的物理性质,比如金属型狄拉克费米子、超导性、超顺磁性等,在信息和能源领域具有广泛的应用前景。硼是化学周期表第5号元素,和碳相邻,同时具有更轻的原子质量,因此自然就有了一系列问题,硼元素是否也能产生多种多样的低维结构?

关键词： 石墨烯   农业   作物生长   农业传感器   生理   毒理   农业污染   研究进展  

摘要： 石墨烯材料及其衍生物由于其电子效应迁移率高、导热性能良好、比表面积大、优良的生物相容性等特点,近年来成为材料领域的研究热点。随着石墨烯产业的快速发展,其产品已逐步扩展到农业领域。纵观中国农业的发展史,生产技术的革新始终与科技创新息息相关,利用石墨烯材料自身优良的生物相容性和比表面积等特点,可实现对农业传感器及农药肥料的改良,探索其在农业环境中对农作物的生长发育进程所带来的影响,可以为现代农业的发展指明新的道路。本文综述了国内外学者通过应用石墨烯材料制作新型农业传感器,实现了对农业气体、湿度、胁迫环境的检测,阐明了在农业环境上的新型控温方式,并针对石墨烯对农作物生长发育的影响,探索石墨烯对农作物安全、高效利用的合适浓度与使用方法。最后讲述石墨烯作为载体对农药肥料的改良,以及作为吸附剂净化废弃物的作用。石墨烯材料可促进农业生产方式转变和资源高效利用,为农业双碳革命提供研究基础。

关键词： Ag   石墨烯   N掺杂   单原子催化剂   CO_(2)加氢   DFT计算  

摘要： 甲酸是理想的化学储氢介质和有前景的燃料源,CO_(2)催化加氢制甲酸原子经济性高,是CO_(2)减排的有效途径之一。通过DFT计算研究了Ag单原子负载N改性石墨烯催化CO_(2)加氢制甲酸,在4种催化剂上分别考察了3条路线合成产物。结果表明:N的引入提高了催化剂对反应物的吸附能力,降低了反应活化能垒,提高了催化剂的催化活性,为新型2D催化剂催化CO_(2)加氢制甲酸提供了理论基础。