关键词： 过氧化氢   比色传感   城市污泥   氧化石墨烯   模拟酶  

摘要： 本研究构建了以城市污泥基氧化石墨烯(GO)为模拟酶的比色传感器用于定量检测H_(2)O_(2)。以城市污泥为基质利用改进Hummers法制备氧化石墨烯(GO),利用GO具有过氧化物模拟酶的特性,能够催化H_(2)O_(2)与3,3′,5,5′-四甲基联苯胺(TMB)的显色反应定量检测H_(2)O_(2)。结果显示,在最佳检测条件HAc-NaAc缓冲溶液pH 4.8、TMB溶液浓度30 mmol·L^(-1)和城市污泥基GO浓度460μg·mL^(-1)时,H_(2)O_(2)浓度在0.1~2μmol·L^(-1)和10~150μmol·L^(-1)范围内,与体系吸光度呈良好的线性关系,最低检测限为0.01μmol·L^(-1)。此方法对实际水样中H_(2)O_(2)含量进行检测,回收率在99%~103.77%之间。研究表明,城市污泥基GO具有与传统GO一致的过氧化物酶催化特性,在传感检测领域具有一定的应用潜力,为比色传感检测H_(2)O_(2)提供了新的思路。

关键词： 碳纳米管   石墨烯   碳纤维   碳量子点   富勒烯   表面处理  

摘要： 综述了近几年包括富勒烯(C_(60))、碳量子点(CQDs)、碳纳米管(CNT)、碳纤维(CF)、石墨烯(GN)在内的低维碳材料改性研究进展,依据碳材料的维度形态对材料进行了分类与概括,并介绍了现有低维碳材料常见的改性方法及意义,助力高性能低维碳材料发展。

关键词： 丁腈橡胶   石墨烯   离子液体  

摘要： 为探究不同含量1-羟乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐离子液体(IL)改性石墨烯(GR)后对石墨烯/丁腈复合材料摩擦性能的影响,文中设置了3种GR与IL的质量比,通过热重分析、扫描电镜表征手段对比分析了GR与IL不同质量比制备的改性石墨烯(GR-IL)的改性效果,并研究了不同石墨烯添加量对复合材料性能的影响。结果表明,GR与IL的质量比为1:1和1:2的GR-IL可以降低复合材料的摩擦系数、磨损及振动加速度总级,在载荷0.25MPa、转速1000r/min下干磨2h后最低质量磨损率仅为0.175%;而当质量比为1:3时,则复合材料的摩擦性能降低;随着石墨烯含量的增加,石墨烯/丁腈复合材料的摩擦性能呈现先提高后降低的趋势。

关键词： 石墨烯   双电解液   镁空气电池   放电性能   电化学  

摘要： 为了提高双电解液体系镁空气电池的放电性能,选择在0.6mol/L NaCl电解液中加入水溶性石墨烯。采用改进的Hummers法制备了氧化石墨烯(GO),在GO的基础上制备出还原氧化石墨烯(RGO)和水溶性石墨烯(PG)。采用X射线衍射仪、傅里叶变换红外光谱仪以及扫描电子显微镜对所制石墨烯进行了结构以及形貌的表征。研究了镁阳极在加入不同浓度PG的NaCl溶液中的电化学性能和组装成电池之后的放电性能。结果表明:在0.6mol/L NaCl电液液中加入PG后的镁空气电池放电性能得到很好的提升,其中Mg(ClO_(4))_(2)-AN/NaCl+0.5g/L PG双电解液体系镁空气电池1mA/cm~2放电时放电性能最好,阳极利用率为89%,能量密度为2840Wh/kg,且放电电压可达到1.42V。电化学测试表明镁阳极在加入PG的NaCl电解液中有着较高的电化学活性。

关键词： 冻融循环   硫酸盐侵蚀   氧化石墨烯   混凝土耐久性  

摘要： 在建筑工程领域应用最广泛、规模最大的建筑材料便是混凝土,混凝土的结构对混凝土的耐久性起着至关重要的作用,因此对混凝土有关性能的完善及其耐久性进行研究具有十分重要的现实意义。在现代科学技术的不断发展和推动作用下,各种各样的新材料被不断发现并应用于建筑工程中,尤其是在混凝土领域已取得巨大成效,而氧化石墨烯是一类具有特殊二维结构的纳米材料,其在混凝土应用过程中仍处于探索与发现阶段,面临着诸多未知挑战。为进一步提升混凝土的耐久性,本文在经过长达一个月的实际考察后,对冻融循环和硫酸盐侵蚀共同作用下的氧化石墨烯混凝土耐久性进行了深入研究。在此基础之上,系统性地分析了提高混凝土耐久性的具体策略,仅供相关研究人员参考分析。

关键词： 石墨烯气凝胶   全柔性触觉传感器   气泡膜结构   数值模拟   传感应用  

摘要： 针对柔性触觉传感器存在的设计难度大、抗干扰性差、不易封装以及线路布置困难等问题,基于Storakers材料模型的应变能密度函数发展了一种基于石墨烯气凝胶(graphene aerogel,GA)的具有“气泡膜”结构的全柔性触觉传感器的设计方法.通过模拟分析发现,相对于“三明治”结构,“气泡膜”结构的GA柔性触觉传感器具有更好的抗干扰性.在此基础上,设计并组装了“气泡膜”结构的GA全柔性触觉传感器,通过实验证实该GA全柔性触觉传感器具有优异的传感特性、力学特性和抗干扰特性.同时,设计开发了压阻式传感阵列的信号采集系统,并成功实现了其对力的大小、物体位置和形状等信息的实时采集和传感监测.

关键词： 氧化石墨烯   功能基团   锂硫电池   多硫化锂  

摘要： 随着便携式电子设备、新能源电动汽车和储能电网的快速发展,人类对经济高效的电化学储能(EES)系统的需求越来越大。锂硫电池由于成本低、取材广、效率高、质量轻、硫元素零污染等优势,已成为当前EES系统中应用范围最广的储能器件之一。然而,因正极硫的利用率低、锂枝晶生长、体积膨胀和长链多硫化物的穿梭效应等问题,严重制约了其商业化进程。因此,寻找新的硫宿主材料迫在眉睫。本工作通过开发煤基氧化石墨烯复合材料试图解决上述问题,设计了一种含氧官能团的煤基氧化石墨烯,对多硫化物的空间限域或物理捕捉。并通过煤基石墨烯(G)和被氧化后的煤基氧化石墨烯(GO),组装成完整的扣式锂硫电池;实现了在高倍率3 C条件下进行500次长循环,比容量从初始622.5 mAh/g维持到448.2 mAh/g,比容量保持率为72%,比容量的衰减率为0.056%,经过多次验证,得出含有丰富功能基团的煤基氧化石墨烯能够为中间产物多硫化锂提供更丰富的极性位点,在一定程度上显示出更高的亲硫性,再经过一系列的电化学表征来证明该材料在锂硫电池中的优势,为锂硫电池的进一步发展提供借鉴和方法。

关键词： 氧化石墨烯   生物质碳   球磨   超级电容器   电化学性能  

摘要： 以生物质芦苇秸秆作为碳源前驱体,添加高导电氧化石墨烯,通过机械球磨和溶剂热过程制备性能优异的活性炭材料。比表面积(BET)分析表明,秸秆碳与添加剂氧化石墨烯质量比为20∶1时,制备的材料比表面积高达3131 m^(2)/g,孔径以介孔为主。以此活性炭材料作为电极材料,四乙基胺四氟硼酸盐/乙腈(TEABF_(4)/AN)为电解液,组装对称超级电容器器件,测试其电化学性能。电流密度为2 A/g时,比电容为142.9 F/g,循环4000圈,电容保持率为77.6%,表现出良好的电化学性能。氧化石墨烯改性生物质活性炭材料制备工艺简单,成本低廉,有望实现规模化生产。

关键词： 静电自组装   二氧化硅/氧化石墨烯复合粒子   丁苯橡胶   抗湿滑性   低滚动阻力  

摘要： 采用静电自组装法首先制备二氧化硅/氧化石墨烯复合粒子(SiO_(2)@GO),然后对改性后的复合粒子进行了傅里叶红外光谱(FT-IR)、热失重(TG)和X射线光电子能谱(XPS)的表征。最后,通过机械共混法制备得到了SiO_(2)@GO增强的丁苯橡胶(SBR)复合材料,并对复合材料的热性能和力学性能进行了研究。结果表明:与单独二氧化硅增强的SBR复合材料相比,SiO_(2)@GO/SBR的最小转矩、最大转矩、拉伸强度和撕裂强度均较大,硫化时间也较长,并随着复合粒子添加量的增加而变大。当加入质量分数约为13%的复合粒子时,增强后的橡胶拉伸强度、撕裂强度分别能达到5.40MPa、36.35kN/m,动态力学性能表明增强后SBR复合物的抗湿滑性和低滚动阻力较好。

关键词： 石墨烯   聚碳酸酯   聚甲基丙烯酸甲酯   相结构   断裂伸长率  

摘要： 以石墨烯(GE)、聚碳酸酯(PC)及聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)为原料,制备了一系列PC/PMMA,PC/PMMA/GE复合材料。研究了PC,PMMA,GE不同配料比以及GE对PC/PMMA复合材料相结构、流变性能、力学性能的影响。结果表明:当PMMA质量分数达到40.00%时,PC/PMMA复合材料相结构从海岛型转变为共连续型。加入GE有利于细化PC/PMMA复合材料分散相粒径。增加PMMA含量和加入GE均能降低复合材料复数黏度。另外,GE在明显提高PC/PMMA复合材料断裂伸长率的同时,保证其拉伸强度基本不降低,这为高性能复合材料的设计与制备提供了一种思路。