关键词： 氧化石墨烯   分散   抗渗性能   水泥基渗透结晶型防水材料   力学性能  

摘要： 研究了木质素磺酸钠(MN)对氧化石墨烯(GO)在模拟水泥水化孔隙液中的分散能力的影响,并研究了MN分散的GO对水泥基渗透结晶型防水材料(CCCW)对水泥砂浆抗渗性能的影响。通过吸光度试验、Zeta电位及原子力显微镜(AFM)研究表明,当MN与GO的质量比为3∶1时,GO在饱和氢氧化钙溶液中的分散性最佳;砂浆力学强度测试表明,当GO掺量为水泥质量的0.03%时,3天、28天的抗折抗压强度相较于不掺入MN的GO砂浆分别提高了39.13%和39.37%、33.84%和33.48%;砂浆抗渗压力和氯离子扩散系数比标准砂浆试件分别提高了160.0%和下降了50.6%;抗渗性能测试表明,当GO掺量为水泥质量的0.03%时,GO改性CCCW涂层抗渗压力比含CCCW的涂层提高了116.7%;微观测试表明,GO促进了水化反应,并在砂浆基质中发挥了填充作用和模板作用,增强了水化产物的密实度,使得砂浆和CCCW抗渗性能增加了。本文提供了一种GO改性CCCW来提升水泥砂浆的抗渗性能,在涂层防水效果和降低CCCW材料成本等应用价值得到提升。

关键词： 复合材料   聚氨酯   颗粒增强   动态性能   数值仿真  

摘要： 聚氨酯良好的力学性能使其广泛应用于各种领域,通过在聚氨酯基体中引入石墨烯增强体,能够大幅度增强聚氨酯基复合材料的各项性能。为得到具有高抗冲击能力的聚氨酯基复合材料,使用原位聚合法制备氧化石墨烯增强聚氨酯,通过霍普金森杆装置对其进行不同应变率下的动态压缩试验。采用无压渗透法加入直径3.3 mm的Al_(2)O_(3)颗粒陶瓷作为新的增强相。对石墨烯/颗粒陶瓷增强聚氨酯基复合材料进行动态围压实验,得到试样的应力-应变曲线。应用LS-DYNA动力学仿真软件建立复合材料有限元仿真模型,结合实验数据验证仿真的可靠性。分析复合材料在动态围压下的变形过程和损伤机理,开展不同粒径试样在动态围压下的仿真分析,讨论不同粒径的颗粒陶瓷对复合材料动态压缩的力学性能影响。研究结果表明:颗粒陶瓷粒径与复合材料的抗压强度密切相关,随着陶瓷颗粒粒径减小,即陶瓷颗粒数量增多,间隙减小时,复合材料的抗压性能也相应提高。

关键词： 分子桥   氧化石墨烯膜   长链分子桥   短链分子桥   吸附  

摘要： 基于一种分子桥策略制备了稳定的氧化石墨烯(GO)膜,通过分子中的胺基与GO片交联形成短链分子桥,以抵抗膜的膨胀倾向;再添加壳聚糖形成界面长链分子桥,将GO片粘附到多孔基材上,以增强膜的机械强度。运用一级动力学、二级动力学和颗粒内扩散模型考察了所制备GO膜对水中Cu^(2+)的吸附能力。结果表明,GO膜对Cu^(2+)的吸附过程符合二级动力学模型,在15min左右达到吸附速率平衡;颗粒内扩散是吸附过程的一部分,但不是控制吸附速率的唯一步骤。该研究为稳定GO膜的制备和在水环境领域的应用提供了一种通用、可扩展的新方法。

关键词： 金属衬底   化学气相沉积   多层石墨烯   生长模式   层数控制  

摘要： 石墨烯作为一种理想的二维材料,具有机械性能好、电阻率低、热导率高等优点,受到人们的广泛关注。特别地,通过调控石墨烯层数可以改变石墨烯的电学性质,如带隙可调、半导体性质、特殊量子行为等,拓展石墨烯在柔性透明电极、高温超导、高性能传感等领域的应用。目前,人们已对金属衬底上高质量单层石墨烯的制备做了很多研究,发现当单层石墨烯覆盖金属衬底时,衬底将失去催化活性,使得高质量多层石墨烯的可控生长变得非常困难。为了制备多层石墨烯,研究人员已经探索了多种生长方法。总结了单晶金属衬底上多层石墨烯两种常见的生长模式,即表面成核控制的层层往上生长和偏析成核控制的层层往下生长,表面成核控制生长包括气源分子束外延、等离子体化学气相沉积等,偏析成核控制生长包括合金衬底偏析、单质金属衬底偏析等。针对多层石墨烯的各种生长方法,分别从成核密度、晶畴尺寸、层厚均匀性等方面进行了分析总结。最后,对该领域的发展趋势进行了展望,有助于为多层石墨烯的可控生长提供新的解决方案,促进多层石墨烯的发展与应用。

关键词： 脉冲频率   超临界电沉积   石墨烯量子点   微观结构   性能  

摘要： 为了适应目前航空航天、汽车以及高端设备制造业迅速发展的环境,以具有独特性能的石墨烯量子点(GQDs)作为第二相添加物,采用超临界脉冲电沉积技术制备Ni基纳米复合镀层,探究了超临界条件下脉冲频率对复合镀层的微观结构和耐腐蚀性、显微硬度、耐磨性等性能的影响。结果表明:在超临界条件下脉冲频率为2000 Hz时,所制备镀层的微观结构呈致密化和均匀化,并且呈现出更好的球状度。XRD检测显示,超临界条件可以改变结晶的择优取向,合适的脉冲频率可以细化镀层晶粒,减小晶粒尺寸。当在超临界条件下脉冲频率为2 000 Hz时,所制备镀层各项性能更为优异。电化学试验研究表明,其容抗弧半径最大、自腐蚀电位最高、腐蚀电流密度最低以及容抗模量最大,耐腐蚀性最为优异。2000 Hz脉冲频率所制备镀层其显微硬度最高,达到835.4 HV2 N,且具有最优的耐磨性,磨痕截面积为1 582μm^(2),显微硬度和磨痕截面积分别为脉冲频率为100,1 000,3 000 Hz和常温常压所制备镀层的126%、107%、121%和134%以及47.6%、57.1%、71.5%和44.3%。在超临界条件下,2 000 Hz脉冲频率所制备的石墨烯量子点复合镀层具有较为优异的耐腐蚀性和耐磨性。

关键词： 交联剂   三维石墨烯   复合材料   交联机理  

摘要： 三维石墨烯不仅保持了二维石墨烯的优良特性,还具有密度低、孔隙率高、比表面积大等优点。但是随着石墨烯基复合材料的不断开发,迫切需要在三维石墨烯结构的基础上注入新型的功能成分,以实现不同领域的应用。交联剂的使用使宏观的三维石墨烯具有特殊的结构和优异的性能,以及多样化的应用前景。从交联机理、交联剂的种类以及交联剂对三维石墨烯性能的影响这三个主要方面综述了用于制备三维石墨烯复合材料的交联剂的研究进展。最后,总结了交联剂所面临的问题并对交联剂的未来发展方向进行了展望,期望能为研究人员探索新型交联剂提供参考作用。

关键词： 烷基化石墨烯   有机钼   复合抗磨剂   协同效应  

摘要： 为提高石墨烯的摩擦学性能,研究了烷基化石墨烯(LTRGO)和有机钼类添加剂的协同抗磨减摩效应。采用四球摩擦磨损试验考察了LTRGO和MoDDP单独添加和复合添加量对基础油摩擦学性能的影响,结果表明,0.012%(质量分数)LTRGO和2.0%(质量分数)MoDDP复合添加后具有优异的协同抗磨减摩效应,与台塑100N基础油相比,其平均摩擦因数减小38.26%,磨痕直径减小61.79%。为适应国六标准对柴油发动机排放的要求,配制了含LTRGO/MoDTC和含MoDTC的柴油机润滑油,四球试验和台架试验结果表明,含LTRGO/MoDTC配制油的平均摩擦因数、磨痕直径分别比含MoDTC配制油的减小53.49%和8.84%,与壳牌CK-4柴油机成品油相当;在柴油发动机额定功率点工况下,使用含LTRGO/MoDTC配制油的发动机尾气中的CO、HC、颗粒物、CO_(2)排放量分别比使用CK-4成品油的减少11.76%,17.39%,12.93%,3.46%,仅NO增加5.71%。提示LTRGO/MoDTC复合抗磨剂的协同抗磨减磨效应明显,促进了燃油充分燃烧,减少了发动机排放。

关键词： 发烟组件   多频谱干扰剂   碳纤维   石墨烯   碳纳米管   多频谱干扰  

摘要： 为有效对抗多模导引头,通过原位反应和复合配药技术制备一种多频谱干扰剂,同时根据发烟弹的使用预期设计、制造多频谱干扰剂配套的发烟组件。通过烟箱实验分析多频谱干扰剂的红外透过率、毫米波衰减值、可见光透过率,基于朗伯比尔定律计算其在红外、可见光波段的质量消光系数。运用静爆法对发烟组件与多频谱干扰剂的匹配效果进行测试,得到发烟组件的发烟过程、有效烟幕宽度和持续时间。实验结果表明:多频谱干扰剂在1~3μm、3~5μm、8~14μm的红外透过率分别为1.98%、3.04%、8.11%,3 mm、8 mm波的衰减值分别可达-14.52 dB和-11.76 dB,0.4~0.8μm可见光透过率为6.96%;1~3μm、3~5μm、8~14μm、0.4~0.8μm的质量消光系数分别为1.28 m^(2)/g、1.14 m^(2)/g、0.82 m^(2)/g、0.87 m^(2)/g;烟幕持续时间大于60 s,有效烟幕宽度大于60 m;装填多频谱干扰剂的发烟组件具有良好的遮蔽能力,成烟迅速,形成的烟幕云团稳定,是干扰多模导引头的一种有效方法。

关键词： 双酚A   氮掺杂还原氧化石墨烯泡沫   过二硫酸盐   活化   吸附  

摘要： 利用氧化石墨烯和氨水为原料,采用水热法-冷冻干燥技术制备了易回收氮掺杂还原氧化石墨烯泡沫(N-RGF)催化剂,通过SEM,XRD,XPS,FT-IR,BET和TG等手段对催化剂结构和表面物理化学性质进行表征和分析.利用N-RGF通过吸附/活化过二硫酸盐(PDS)降解协同去除双酚A(BPA),优化了其制备条件,并探讨去除机理.结果表明,N-RGF为网状三维结构,孔径约为1~5μm,最优条件为180℃水热反应20h,氮掺杂量为6%.制备的N-RGF降解BPA速率是RGF的4.88倍.活性物种捕获实验和电子顺磁共振(EPR)研究结果显示单线态氧(^(1)O_(2))是N-RGF活化PDS降解BPA的主要活性物种.HPLC-MS检测了降解过程的中间体,并提出了可能的降解途径.MCF-7雌激素活性测试结果显示N-RGF通过吸附/活化PDS可有效消除母体的雌激素活性而不产生雌激素活性更强的中间体.

关键词： 电磁屏蔽效能   电磁屏蔽性能   电磁屏蔽材料   碳基材料   极端温度   海洋领域   包装运输   超稳定  

摘要： 石墨烯气凝胶(GAs)在解决下一代电子器件电磁屏蔽污染方面引起了广泛关注.但是,由于超轻石墨烯气凝胶在复杂环境中结构不稳定,其在电磁屏蔽的实际应用中仍面临巨大的挑战.在此,我们提出一类机械结构稳定的石墨烯气凝胶,其展示出优异可靠的电磁屏蔽性能.这类气凝胶呈现出面面堆叠的结构,在密度ρ=3.7 mg cm-3,高度1 m m时,电磁屏蔽效能可达到64.1 d B,比电磁屏蔽效能达到173,243 dB cm2g-1,远超现有报道的碳基材料.同时,石墨烯气凝胶具有优异的环境适应性,在机械形变、极端温度、燃烧及水下等环境中均可保持性能稳定.此外,制备的石墨烯气凝胶可通过真空袋装工艺进行包装运输,解决了超轻材料实际应用中低密度与大体积的矛盾,且在这一极端变形过程中材料结构和性能均未产生破坏.该研究为石墨烯气凝胶电磁屏蔽材料的实际应用铺平了道路,且拓展了其实际应用场景,比如航天、军事战机及海洋领域.