关键词： 碳化钼   析氢反应   析氧反应   双功能催化剂  

摘要： 开发高效、稳定的双功能非贵金属催化剂用于电催化全解水仍然是一个重要的挑战。采用水热法和高温热解法制备类石墨烯状碳包裹的Ni/MO_(2)C催化剂。由于Ni和MO_(2)C的协同作用,提高了催化剂的HER和OER性能。该催化剂在0.5 M H2SO4酸性条件下的析氢反应(HER)过电位为131 mV,Tafel斜率为50.44 mV·dec^(-1);在1.0 M KOH碱性条件下的析氧反应(OER)过电位为330 mV,Tafel斜率为59.64 mV·dec^(-1)。较低的过电位和快速的反应动力学使得水分解过程更加直接和高效。该研究提供了一种新的设计双功能催化剂的方法,用于高效的电解水的应用。

关键词： 瞬态超高温   石墨烯   热阻效应   外推法   温度传感器  

摘要： 针对炮膛、航空发动机等设备对于超高温瞬态温度测量的需要,设计了一种量程达3000℃的瞬态石墨烯温度传感器,传感器由石墨烯敏感芯片、管帽、管壳三部分组成,利用管帽传热的同时进行热阻隔。使用ANSYS仿真软件对传感器管帽(传热膜片)厚度进行优化,并进行强度安全校核。结果表明:在脉宽10 ms、峰值3000℃的正弦温度冲击波作用下,管帽膜厚为2.7 mm时,该传感器可以发挥石墨烯最佳性能,且可以满足400 MPa的高强度。最后,利用仿真结果优化得到了外推对应关系。本论文设计的石墨烯MEMS温度传感器具有量程宽、针对性强、稳定性高等特点,可为石墨烯传感器应用于超高温瞬态测量领域提供可行性方案。

关键词： 石墨烯   改性   多孔结构   发热纤维   吸湿发热   针织面料   智能发热纺织品  

摘要： 针对新型石墨烯纤维发热机理进行研究,并设计两种常规组织结构及3种纱线配比的面料进行梯度对比,分析织物组织结构与原料纱线配比对针织面料发热性能的影响。通过对面料力学性能、透气性、透湿性、吸湿发热性、保暖性的测试分析,优化设计最佳工艺参数。结果表明:当石墨烯纱线、棉纱配比为25∶75时面料综合性能最优,且成本合理,吸湿发热升温达4.8℃。该结果可为智能发热纺织品提供设计思路,为石墨烯面料的开发拓展空间。

关键词： 石墨烯纳米带   阻隔性能   切割碳纳米管法   TPU   氧气透过率  

摘要： 石墨烯材料在被发现后,其良好的力学性能、导电导热性、阻隔性以及易获得性能使其得到快速的推广使用,将石墨烯切割成一定宽度的长条带状石墨烯纳米带后保留了这些优点,并且在此基础上衍生出其他优异性能。本研究主要介绍了石墨烯纳米带的常见制备方法:超声化学法、刻蚀法、有机合成法、化学气相沉淀法和切割碳纳米管法。以及关于石墨烯纳米带负载于热塑性聚氨酯等基材上后,通过氧气透过率的降低证实两种材料的结合使其阻隔性能充分发挥、相互补充的相关应用。

关键词： 氧化石墨烯荧光传感技术   核酸探针   海马   鉴定   单链DNA(ssDNA)  

摘要： 目的:建立基于氧化石墨烯荧光传感技术鉴定中药海马的方法,为中药鉴定提供一个新的研究思路。方法:在小海马特异性上游引物Ja-F的5’端标记荧光基团FAM作为核酸探针FAM-单链DNA(ssDNA),在下游引物Ja-R的5’端加上RNA聚合酶Ⅱ的识别位点记为Ja-R1,用Ja-F/Ja-R1扩增海马样品,利用体外转录法对扩增产物进行反转录获得小海马ssDNA。取500 nmol·L^(-1)FAM-ssDNA 20μL,90℃孵育5 min,逐渐冷却至室温,加入不同体积的氧化石墨烯溶液(100 mg·L^(-1))和三羟甲基氨基甲烷-盐酸(Tris-HCl)缓冲液(pH 7.6,50 mmol·L^(-1)),使反应终体积为1 mL,混匀,室温避光放置不同时间后测荧光强度,筛选制备传感器的最佳氧化石墨烯浓度和反应时间。再加入探针互补序列FAM-ssDNA-match溶液,室温放置不同时间后测荧光值,筛选荧光恢复的最适反应时间并检测传感器可行性。向核酸探针-氧化石墨烯溶液中分别加入ddH2O和不同浓度的小海马ssDNA进行灵敏度检测,最后根据最佳实验条件对市售海马药材进行检测,验证该方法用于中药材基原鉴定的可行性。结果:构建鉴别小海马的核酸探针-氧化石墨烯生物传感器条件为1 mL反应体积中,10 nmol·L^(-1)FAM-ssDNA+12 mg·L^(-1)氧化石墨烯溶液,室温避光反应20 min,可彻底淬灭探针荧光。传感器可行性检测显示,当向传感器溶液中加入探针互补序列溶液(终浓度90 nmol·L^(-1)),室温反应1 h后,体系的荧光信号明显增强。灵敏度检测显示,该方法能够检测到的小海马ssDNA的最低质量浓度约为10 mg·L^(-1)。将该方法用于检测市售海马药材,发现只有小海马样品有明显的荧光信号。结论:该实验建立的氧化石墨烯荧光传感技术可用于中药海马的基原鉴定。

关键词： 氧化石墨烯   适配体生物传感器   汞离子   荧光检测  

摘要： 针对汞离子(Hg^(2+))作为一种毒性强且污染较为普遍的重金属离子,会严重危害人体健康的问题,设计了Hg^(2+)特异识别探针T_(28)-FAM,T_(28)-FAM可与Hg^(2+)共价结合形成稳定的T-Hg^(2+)-T配位结构,以T_(28)-FAM为荧光信号源,氧化石墨烯(GO)为猝灭剂,构建基于T_(28)-FAM/GO的适配体荧光传感器,实现对Hg^(2+)浓度的高灵敏定量检测。该传感器检测Hg^(2+)的线性范围为100~600 nmol/L,相关系数R^(2)为0.996 12,检出限为0.458 nmol/L。9种干扰离子(Co^(2+),Cu^(2+),Cl^(-),Mg^(2+),Ca^(2+),Ag^(+),Fe^(2+),Pb^(2+),NO_(3)^(-))的存在不影响该方法检测Hg^(2+),表明该方法对Hg^(2+)检测具有较好的特异性。在自来水样Hg^(2+)加标检测实验中,平均回收率为95.77%,有望用于实际样品的检测。

关键词： 黏土水泥浆   氧化石墨烯   水泥   微观结构  

摘要： 黏土水泥浆作为应用广泛的矿山注浆材料,注浆加固初期抗渗滤能力差、结石体强度低且易发生脆性破坏,影响注浆加固效果。以氧化石墨烯(hGO)为改性剂,掺入普通黏土水泥浆,制备了新型黏土水泥浆。通过室内试验,在对比分析hGO掺入量对黏土水泥浆的黏度、稳定性、塑性强度及结石体力学性能等主要性能参数影响的基础上,结合扫描电镜(SEM),从微观形貌角度对hGO的作用机理进行分析,提出了hGO改性黏土水泥浆结石体的生长模型。研究结果表明:hGO改性黏土水泥浆液固结后,结石体内部形成了以hGO片层为核心的黏土—水泥团聚物空间骨架,黏土颗粒填充其中,形成浆液体系架构,这是hGO改性黏土水泥浆性能优于传统黏土水泥浆的主要原因;随着hGO掺量的增加,黏土水泥浆液的黏度最大提高163%,浆液流动性下降;hGO改性黏土水泥浆的稳定性和塑性强度明显增强,同一养护时间塑性强度最大提高7.11倍;浆液结石体的单轴抗压强度和抗剪强度均提高,最大增幅分别为23.94%和25.27%,对浆液耐久性的优化作用明显。

关键词： 技术带头人   全国青联委员   中国科学院   科研成果   石墨烯   史浩   国家重大需求   时间检验  

摘要： “在研究选题上,面向国家重大需求,做有价值的研究;在研究过程中,实事求是,从真实的原始数据中发现客观规律,做经得起时间检验的科研成果。这是我们团队共同的信念和追求”石墨烯作为一种革命性新材料,2004年一经问世,便引起全球范围的广泛关注,学界普遍认为,这是一种改变世界的战略性新兴材料。作为我国石墨烯材料领域的主要学术与技术带头人,第十三、十四届全国人大代表,全国青联委员,中国科学院重庆绿色智能技术研究院研究员史浩飞一直在科研道路上攻坚奋斗。

关键词： 沥青混合料   石墨烯   作用机理   路用性能  

摘要： 【目的】明确碳纳米材料石墨烯在沥青混合料中的作用及研究现状。【方法】通过查阅国内外相关研究文献,对比分析各种石墨烯改性沥青混合料的微观与宏观试验结果和结论,系统归纳石墨烯在沥青混合料中的作用机理与效果。【结果】石墨烯或其衍生材料与沥青混合后被沥青插层和剥离,在内部形成致密的层状结构,有效延缓了沥青的老化,同时增加了沥青中C=C的含量,提高了沥青的表面自由能;石墨烯对沥青混合料的改性机理为隔离作用、化学键能、润滑作用及黏附作用;石墨烯改性沥青混合料的高温抗车辙、低温抗裂、水稳定、压实、抗老化及愈合等性能均显著提高。【结论】石墨烯能有效改善沥青混合料的路用性能,为今后道路工程的发展提供了新思路。降低石墨烯使用成本及石墨烯在沥青混合料中最佳掺量等方面的研究有待深入探讨。

关键词： 还原氧化石墨烯   气凝胶   温和条件   可控制备   压缩性能   导电性能  

摘要： 为了实现石墨烯类三维气凝胶在温和环境条件下的大面积可控制备和高性能化,本文应用水合肼作为还原剂,通过低温预冷冻结合室温自然干燥,实现了室温还原自组装法可控制备直径30 cm的大面积三维还原氧化石墨烯(3D-RGO)气凝胶。该方法制备条件温和,不需任何加热条件和特殊冷冻干燥设备。通过对气凝胶制备过程中还原时间、预冷冻时间、预冷冻温度和反应容器进行控制,可以有效调节气凝胶的形状、表面浸润性、体积收缩率等,实现3D-RGO气凝胶的可控制备。该气凝胶不会出现明显的体积收缩和结构破裂,为具有约500μm的稳定孔径和3.8 mg/cm^(3)的低密度的蜂窝状结构,并能够从90%的压缩应变下快速地恢复到初始状态,其干燥过程体积收缩率<5%;同时该石墨烯气凝胶展现良好稳定的导电性,在压缩应变从0%增加到90%时,其导电率从17.3 S/m增加至115.2 S/m。这种方法经济高效且易于制备出大面积的3D-RGO。