关键词： 聚乳酸   石墨烯   仿生矿化   界面相互作用   力学性能  

摘要： 石墨烯纳米片在提高聚乳酸(PLA)复合材料力学性能和气体阻隔性能等方面具有良好的应用前景,但通常在不同程度上受限于较差的界面相互作用.本文通过高效且环境友好的微波辅助水相仿生矿化方法,在石墨烯纳米片表面直接生成高结晶度、高结构规整度的羟基磷灰石纳米晶须,获得了具有良好分散性和界面结合力的仿生矿化石墨烯(BMGr)纳米杂化体.将BMGr纳米杂化体均匀分布于聚乳酸纤维表面,通过受限成型(60℃,3 MPa)获得了具有强界面结合的复合薄膜,大幅提高了力学性能.值得强调的是,BMGr增强聚乳酸复合薄膜的拉伸强度、杨氏模量和拉伸韧性分别达到22.6 MPa,199 MPa和6.6 MJ/m3,是纯PLA纤维膜的6.46,3.75和8.25倍.本文不仅发展了有效修饰石墨烯纳米片的技术路线,更为制备高强度高韧性的聚乳酸复合材料并阐述其结构-性能关系提供了研究思路.

关键词： 氧化石墨烯   聚乙烯亚胺   气体阻隔   层层自组装法  

摘要： 为了提高聚乳酸薄膜的气体阻隔性能,利用氧化石墨烯(GO)和聚乙烯亚胺之间的静电结合力,通过层层自组装法将它们沉积在聚乳酸(PLA)基底上制备GO/PLA自组装薄膜。选择了3个厂家生产的GO,对其进行了结构分析,并对其制备的GO/PLA自组装薄膜的阻隔性能进行了检测,筛选出最合适的GO。并考察了GO浓度、自组装层数对GO/PLA自组装薄膜的氧气、水蒸汽阻隔性能的影响。结果表明:GO的阻隔性能受到片径、缺陷程度和含氧官能团的综合影响;随着GO浓度增加,自组装层数增加,自组装薄膜的阻隔性能均有明显改善,但水蒸汽的阻隔性能变化不如氧气阻隔性能变化剧烈;当GO浓度为6mg/mL,自组装层数为20层时,相比于聚乳酸原膜,透氧系数和水蒸汽透过率分别降低了99.01%和56.6%。

关键词： MIL-101(Cr)   石墨烯   活性炭   穿插   氢吸附  

摘要： 为了实现由碳基材料穿插提高金属有机框架物(MOFs)储氢容量的目的,选择质量分数分别为1%的活性炭和石墨烯穿插MIL-101(Cr)。通过试样的结构表征、微观形貌观察与氢吸附等温线测试,从吸附平衡模型和吸附热两方面来比较其储氢行为。结果表明,在77.15~87.15 K、0~6 MPa,氢在AX-21活性炭穿插(AM-01)和氧化石墨烯(GO)穿插(GM-02)试样上的储氢量比穿插前提高了41.1%和17.4%;相对于Langmuir方程和Langmuir-Freundlich(L-F)方程,Toth方程的预测精度最高,77.15 K时,Toth方程预测氢在AM-01和GM-02上吸附量的平均相对误差分别为0.55%、0.41%;氢在AM-01和GM-02上的等量吸附热分别为2.96~8.64 kJ·mol^(-1)、3.06~8.57 kJ·mol^(-1)。由GO或高比表面积的活性炭穿插可增大储氢容量,吸附平衡分析可选用Toth方程。

关键词： 重金属   铅胁迫   菌丝体   氧化石墨烯  

摘要： 以大球盖菇、双孢蘑菇、毛头鬼伞、蛹虫草、梯棱羊肚菌和六妹羊肚菌为试材,采用平板培养的方法,研究50、100、200、350 mg·L^(-1)铅浓度胁迫对6种真菌生长的影响,并在铅胁迫下生长最佳的菌株中添加氧化石墨烯,观察对菌丝生长的影响,以期为后期利用氧化石墨烯和大型真菌联合修复环境中重金属污染提供参考依据。结果表明:在6种菌株中,六妹羊肚菌的平均生长速率最快,当培养基铅浓度在350 mg·L^(-1)时,六妹羊肚菌的平均生长速率可达23.93 mm·d^(-1),且在100 mg·L^(-1)铅浓度胁迫下,添加氧化石墨烯能促进菌丝体的生长,但随着铅浓度的升高,氧化石墨烯对铅毒害的屏蔽作用降低。

关键词： 碘化钾   毛细致密   电化学电容器   体积能量密度  

摘要： 较低的体积能量密度限制了当前电化学电容器的应用,而提高体积能量密度的关键在于发展具有致密化储能特性的多孔炭材料。目前,毛细致密化已成为平衡多孔炭密度和孔隙率从而提高材料体积比电容的主要方法,但仍在孔结构的精细调控方面存在不足,制约了毛细致密化多孔炭与高电压离子液体的兼容性。本文提出了碘化钾(KI)辅助的毛细致密化策略,通过在石墨烯网络中预载KI来控制毛细致密化过程,实现了对孔结构的有效调控。同时电化学性能表征结果表明KI具有增加离子到达表面积和提供赝电容的作用。基于此,所制碘化钾/石墨烯材料的密度达到0.96 g cm^(-3),在离子液体中的体积比电容为115Fcm^(-3)。由该材料所组装的电化学电容器可以提供19.6WhL^(-1)的体积能量密度。

关键词： 三维石墨烯气凝胶   硫、氮共掺杂   全固态超级电容器   高能量密度   高稳定性  

摘要： 石墨烯以其超高导电性和超大比表面的独特优势常被应用于对称超级电容器的电极材料,然而二维石墨烯纳米片层间的范德华力容易导致片层堆叠。并且水溶液作为电解质组装的超级电容器在充电过程中可能发生水分解反应导致充电电压受限从而极大地降低它的能量密度。基于此,本研究采用水热法制备了硫、氮共掺杂的三维石墨烯气凝胶电极材料,研究了石墨烯材料的微观形貌、表面化学性质及水热反应时间对材料电化学性能的影响。结果表明:S,N-rGO-2具有发达的孔结构和高含量的杂原子。在5mV/s的扫描速率下比电容高达358.5F/g,使用固态电解质组装的全固态超级电容器充电电压可以达到1.8V,在1A/g的电流密度下比电容高达118.3F/g,能量密度达到14.9Wh/kg,并且10000次充/放电后的比电容保留率和库仑效率均接近100%。S,N-rGO-2表现出优异的双电层电容性能,可作为有潜力的超级电容器电极材料。

关键词： 能量利用效率   草莓生产   安全越冬   电热膜   加温方式   表层材料   采暖技术   石墨烯  

摘要： 我国是全球最大的草莓生产国,拥有世界上最大的草莓阳光温室面积。如何让草莓安全越冬,目前主要有煤炉、燃油机、浴霸、增温块等临时辅助加温方式,不仅耗能大,而且能量利用效率低,无法满足现代草莓生产的需要。石墨烯远红外采暖技术是一种基于石墨烯技术电发热膜的开发应用。其电热膜表层材料为特制的聚酯薄膜,膜片中间的墨线是可导电的石墨烯发热材料,是电热膜的核心部分,相当于很多并联的电阻,通电后发热,有效电热能总转换率达99%以上,同时包含保温层与远红外反射层,发热、保温性能稳定长久,温度辐射范围广,与传统锅炉相比可节省30%~50%的能耗,有望替代传统的草莓加温方式。

关键词： 石墨烯   电学性质   光学性能   半导体  

摘要： 文章介绍了一种新型材料石墨烯的微观结构,阐述了石墨烯的力学、热学、光学、电学等特殊性质,总结了目前制备石墨烯的常见工艺技术,最后介绍了石墨烯在半导体、燃料电池及制备电极材料等方面的应用。

关键词： 石墨烯锦纶6   莱赛尔   混纺纱   预处理   静电   针布   胶辊   温湿度  

摘要： 为提高石墨烯锦纶6的可纺性及成纱质量,介绍石墨烯锦纶6与莱赛尔纤维的物理性能,不同用量抗静电剂对石墨烯锦纶6预处理的纺纱情况,以及用52%石墨烯锦纶6和48%莱赛尔纤维混纺工艺流程;分析混纺过程中不同工序的主要工艺参数及采取的技术措施。指出:石墨烯锦纶6纤维纺纱时静电较严重,需养生处理;混纺时注意并条、粗纱、细纱胶辊的选型和处理;半成品存放时间不宜过长,应轻搬轻放、先做先用;温湿度应严格控制,偏大掌握相对湿度,可保证半成品及成品回潮率稳定。

关键词： 改性氧化石墨烯   轻质碳酸钙   海藻酸钠   气凝胶   吸附性能   阳离子染料  

摘要： 为提升海藻酸钠(SA)/氧化石墨烯(GO)复合纤维对阳离子染料的吸附性能及其力学性能,以轻质碳酸钙作为成孔剂,马来酸酐接枝氧化石墨烯(MAH-GO)微粒作为增强剂,SA作为基体,采用湿法纺丝与冷冻干燥法,经酸性置换制备SA/MAH-GO微孔气凝胶纤维,并对其化学结构、形貌和粒度进行分析,探讨了MAH-GO质量分数对微孔气凝胶纤维断裂强度的影响,采用吸附动力学及吸附等温线模型对吸附实验数据进行拟合分析。结果表明:MAH-GO质量分数为0.5%时,SA/MAH-GO微孔气凝胶纤维的拉伸断裂强度最优,为0.513 cN/dtex,与SA/GO气凝胶纤维断裂强度相比提高了11.51%,其吸附过程符合准二级吸附动力学模型,主要受到化学吸附机制控制,对亚甲基蓝最大吸附量可达2 400.66 mg/g。