关键词： 光致还原氧化石墨烯   多环芳烃衍生物   吸附  

摘要： 氧化石墨烯(GO)进入水环境后,由于其具有光吸收特性在光照条件下会发生转化改变其表面特性,从而影响其对有机污染物的吸附性能。采用氙灯模拟太阳光照,得到光致还原氧化石墨烯(PGO),使用扫描电子显微镜、元素分析仪和Zeta电位仪对光照前后材料进行了表征,结果表明光照使PGO褶皱变多且含氧官能团减少。并探讨了PGO对不同取代基的多环芳烃衍生物(SPAHs)吸附情况。光照改变了PGO的表面特性并增加其对SPAHs的吸附位点,使PGO对SPAHs的吸附能力强于GO。SPAHs在GO和PGO上的吸附强弱顺序为1-萘胺>1-萘酚>4-硝基-1-萘酚>1-萘甲醇,并详细分析了不同取代基对SPAHs的吸附影响。

关键词： 石墨烯   钯合金催化剂   燃料电池   活性位点  

摘要： 近年来,高效、清洁电极催化剂的开发已成为人们的研究热点,石墨烯基纳米催化剂由于其出色的电催化性能和强大的协同效应而受到越来越多的关注。综述了石墨烯和石墨烯基钯合金纳米电催化剂的种类以及它们在燃料电池领域的应用,为其实际商业化生产提供了有效策略。最后指出了石墨烯基钯合金催化剂发展中面对的挑战和未来研究方向。

关键词： 石墨烯   技术应用领域   碳原子   医学材料   亟待解决的问题   科研界   领跑者   产业化  

摘要： 一直以来,科研界十分关注石墨烯材料的应用。石墨烯具有柔性、高透光性和轻质性的特征,在电子、能源和医学材料等诸多领域具有很高的潜在应用价值。石墨烯只有一个碳原子厚度,被认为是当今世界上最强的纳米材料,也引起了研究热潮。研究石墨烯技术应用的市场现状及发展趋势,如何大规模地制备高质量、大尺寸、低成本的石墨烯是产业化亟待解决的问题,拓展石墨烯技术应用领域是关键所在。

关键词： 螺旋碳管   石墨烯   超级电容器   自组装  

摘要： 石墨烯基超级电容器电极面临着层间堆叠的问题,使用独特的螺旋碳管(HCNTs)插层还原氧化石墨烯(rGO),采用自组装的方法构建3D全碳网络,直接用于无黏结剂的超级电容器电极(rGO&HCNTs),可有效减少石墨烯的堆叠。rGO包裹具有类弹簧结构的HCNTs,这种3D网络极大地增加了电极的比表面积,提高了电荷转移速率,并且全碳结构具有较好的稳定性。rGO&HCNTs电极在0.25 A/g的电流密度下,表现出296 F/g的比电容,在1 A/g的电流密度充电/放电循环3 000圈之后,比容量为初始的89%。这种复合材料是高性能超级电容器及柔性电极的潜在候选材料。

关键词： 氧化石墨烯   聚乙烯亚胺   Cu(Ⅱ)   吸附   复合材料  

摘要： 采用溶液共混法-冷冻干燥法制备了氧化石墨烯(GO)和氧化石墨烯/聚乙烯亚胺复合材料(GO/PEI),探讨了pH值、吸附剂加入量、温度、时间及Cu(Ⅱ)初始浓度对GO和GO/PEI吸附Cu(Ⅱ)效果的影响。研究结果表明,GO和GO/PEI均可高效吸附Cu(Ⅱ),投入0.5 g/L的吸附剂吸附50 mg/L的Cu(Ⅱ),在318 K下吸附200 min,pH值为5.5时,GO和GO/PEI的吸附量可达60.36 mg/g和79.70 mg/g。Langmuir等温吸附模型和准二级动力学模型可较好地拟合其吸附过程,GO和GO/PEI对Cu(Ⅱ)的吸附是自发的吸热反应。综合对比GO和GO/PEI对Cu(Ⅱ)的吸附性能,GO/PEI的吸附效果更佳。

关键词： 单原子催化剂   非贵金属   石墨烯   二维材料   催化  

摘要： 石墨烯负载的非贵金属单原子催化剂有着特殊的晶格结构和物理化学性质,在多种化学反应中也具有优越的活性和选择性,以石墨烯作为催化剂载体时,单原子催化剂的整体性能得到显著提升,目前研究和开发高性能廉价的石墨烯限域非贵金属单原子催化剂是催化领域深入的关键。文章综述了近年来石墨烯限域非贵金属单原子催化剂的制备工艺、表征方法和应用方向。还介绍了其在CO_(2)氧化、析氢反应等催化反应中的应用。最后对石墨烯限域非贵金属单原子催化剂未来的发展方向进行了展望。

关键词： 气体阻隔性能   石墨烯   橡胶基体   补强剂   物理机械性能   多功能添加剂   橡胶工业   橡胶复合材料  

摘要： 石墨烯是橡胶基体和其他复合材料中最有前途的填料之一(因为其具有优异的物理机械性能).作为橡胶基体的补强剂和多功能添加剂,石墨烯不仅能改善机械性能,还能提高橡胶复合材料的导电性、导热性和气体阻隔性能.事实上,石墨烯是橡胶工业中环境友好型材料.

关键词： 石墨烯   泡沫玻璃   双掺混凝土   抗压强度   导热性能  

摘要： 泡沫玻璃可有效提高混凝土的保温隔热性能,石墨烯可对混凝土起到增强、增韧的作用。文章将泡沫玻璃和石墨烯作为填料,采用双掺泡沫玻璃和石墨烯的方法制备混凝土,研究不同掺配比对混凝土强度、导热性的影响。通过掺配比优化,发挥二者在改善混凝土性能方面的优点,制成新型泡沫玻璃-石墨烯混凝土。研究结果表明,混凝土的抗压强度随着泡沫玻璃和石墨烯掺量增加呈现先增大后减小的趋势,导热系数总体随着泡沫玻璃和石墨烯掺量增加而减小。其中,泡沫玻璃的掺量对抗压强度与导热系数的影响尤为明显。综合抗压强度与导热系数变化结果得出新型泡沫玻璃-石墨烯混凝土的最优掺配比为泡沫玻璃14.29kg、石墨烯0.4%。

关键词： 垂直石墨烯   热电堆   红外探测器   表面等离激元共振  

摘要： 热电堆红外探测器主要是由热电偶为基本单元所构成的一种探测器件,因其原理简单、工作时不需要冷却设备等优势已被广泛应用在生产生活的各个方面.然而,传统热电堆器件所选用材料的吸收率通常处在较低水平,并且大部分与微加工工艺不兼容.在此,本文设计提出了一种带有垂直石墨烯(vertical graphene,VG)的金属热电堆红外探测器.通过等离子体增强化学气相沉积(plasma enhanced chemical vapor deposition,PECVD)生长VG并将其保留在器件的热结处,从而实现热电堆红外探测器的宽带和高响应特性.这种复合结构的探测器在波长792 nm的情况下,室温响应率最高可达1.53 V/W,与没有VG的热电堆红外探测器相比,前后响应结果可增加28倍左右,响应时间缩短至0.8 ms左右.该制备过程与微加工工艺相兼容,同时整体提升了器件性能,并适合于大规模生产.此外,利用表面等离激元共振的原理将VG与金属纳米颗粒相互结合,发现在前后同等条件下材料的光吸收有明显的增强,所产生的热电势响应最高可增6倍.以上结果表明,VG在多种应用中具有巨大的潜力,包括光电检测、微发电装置等,该技术为制备高性能热电堆红外探测器和其他传感器件提供了一种新的途径.

关键词： 聚酰亚胺   石墨膜   纳米材料   垂直导热  

摘要： 随着电子设备的小型化、轻量化,高导热石墨膜受到广泛关注。本文使用对苯二胺(p-PDA)与4,4′-二氨基二苯醚(ODA)、均苯四甲酸二酐(PMDA)共聚,并通过机械共混法添加多种二维碳纳米材料,包括氧化石墨烯(GO)、还原氧化石墨烯(rGO)和石墨烯(GP),制备了一系列纳米复合薄膜。薄膜经过2 850℃高温烧结得到相应的石墨膜,对石墨膜的微观形貌和晶型进行分析。结果表明:含二维碳纳米材料的石墨膜表面平整,具有更好的柔韧性、更高的石墨化程度以及更大的晶体粒度,片层间距也更加接近理想石墨。添加GO质量分数为2%的石墨膜水平导热系数为1 207 W/(m·K),垂直导热系数为8.38 W/(m·K)。因此,GO纳米片能够高温诱导聚酰亚胺薄膜的石墨化,烧结形成的石墨膜具有优异的导热性能。