关键词： 热变煤   纳米结构   内部应力   结构演化   石墨烯  

摘要： 热变煤所处地质条件明显异于正常变质作用煤,由于受到直接接触的岩浆侵入体影响,热变煤一方面经受了快速升温缓慢冷却的受热过程,另一方面也受到侵入体接触挤压带来的额外应力作用,这使得热变煤的碳纳米结构变化明显异于正常变质作用煤。为揭示热变煤中碳纳米结构的特殊性,基于X射线衍射(XRD)与高分辨率透射电镜(HRTEM)分析手段,研究热变煤的微晶结构参数演化,同时对热变煤中碳纳米结构类型及其成因进行系统分析。结果表明:与深成变质作用煤相比,热变煤的微晶层间距更接近石墨微晶。在镜质体反射率小于10%时,热变煤的层间距和L_(a)/L_(c)均呈现三阶段变化。在热变煤中,识别出4种碳纳米结构,即无序芳香簇结构、芳香同心环状结构、涡层结构和类石墨状结构。其中,类石墨状结构主要出现在颗粒边缘、显微组分相互挤压面上以及孔隙裂隙边缘处,其成因与颗粒内部应力有关。相比于其他3种碳纳米结构,类石墨状结构的定向性更好,同时其芳香层片的长度也更长。与正常变质煤受热形成的类石墨结构不同,热变煤颗粒边缘类石墨结构的层间距更小而延展度更大。基于此,通过改进的Hummers法可从热变煤中制备得到石墨烯,但缺陷特征明显,因此亟需进一步深入研究。

关键词： 石墨烯   针织泡泡布   远红外   抑菌性   吸湿速干   防紫外线   功能性  

摘要： 针织泡泡布以其轻薄时尚、凉爽透气的特点,成为夏季女装的热门面料,而石墨烯具有优良的远红外、抑菌、吸湿速干和防紫外线性能,将石墨烯添加到针织泡泡布中,能够赋予织物更加健康、舒适的穿着体验。通过探究以石墨烯改性莫代尔纤维混纺纱线和T400长丝生产针织泡泡布的工艺,并与同规格棉纱线和T400长丝制成的针织泡泡布进行对比,对两款面料的安全、物理、远红外、抑菌、吸湿速干和防紫外线性能进行测试评价,发现石墨烯改性面料具备上述功能要求。

关键词： 石墨烯   Z型催化剂   电子转移   传输介质   3D石墨烯  

摘要： 石墨烯因具有较大的比表面积、优异的稳定性和导电性,被认为是光催化剂载体的理想材料。石墨烯在Z型催化剂上的应用,包括在构建Z型光催化剂和作为Z型光催化剂的传输介质上的应用,可以加快Z型催化作用中的电子转移速率和改善催化剂的能带结构。综述阐述了2D和3D石墨烯之间的区别和应用,得出石墨烯是一种十分具有研究前景的材料,在以后的研究道路中应该加大对其3D结构的研究,从而使其在Z型催化剂上的应用更加广泛。

关键词： 复合材料   FSP   铜   石墨烯   力学性能  

摘要： 为了提升金属基复合材料的力学性能,采用FSP(friction stir processing)方法制备铜/石墨烯复合材料,通过金属显微组织观察试验和力学试验对试样进行分析,探究搅拌工具转速和石墨烯添加量对复合材料微观组织特征、抗拉强度的影响规律,并对复合材料的强化机理进行研究。结果表明,石墨烯对铜基体的作用主要体现在载荷传递和阻碍铜基体中的位错运动和晶界长大方面,随着石墨烯的引入,焊核区晶粒发生了明显细化;晶粒细化的原因是搅拌工具的机械搅拌作用和晶粒再结晶过程中石墨烯对晶粒长大产生了阻碍作用;与母材相比,铜/石墨烯复合材料的抗拉强度提升了5%,最高可达277.49 MPa。因此,采用FSP方法可制备性能良好、石墨烯分布均匀的铜/石墨烯复合材料,新方法有效提升了铜合金材料的力学性能,可为复合材料的广泛应用提供理论基础和技术参考。

关键词： 废塑料   报废汽车   全球变暖   石墨烯   焦耳热   能源需求   德克萨斯州   节能技术  

摘要： 报废汽车产生的废塑料很难被再利用。不过,美国德克萨斯州莱斯大学的研究人员最近证实了,将废塑料变成石墨烯是可行的。他们利用名为焦耳热闪蒸的节能技术,成功将二手车的废塑料转换成高质量的石墨烯。相比传统的石墨烯生产方式,焦耳热闪蒸技术无需对废塑料进行分离或分类,也无需使用溶剂、熔炉或水,在能源需求、全球变暖作用、耗水量方面都更具优势。

关键词： 页岩油   分子动力学   纳米孔隙   石墨烯   石英  

摘要： 页岩油的可动用性直接影响有效勘探开发程度,而页岩油的可流动性与其赋存状态密切相关,因此,研究页岩油的赋存状态对其开发有重要作用。利用石墨烯和石英建立孔隙模型,采用分子模拟方法研究正辛烷及其混合物在纳米孔隙中的赋存状态,并分析了孔隙尺寸、温度、压力、页岩油组分、壁面润湿性和壁面组分对赋存状态的影响。结果表明:(1)页岩油在孔隙中呈多层吸附且关于孔隙中心对称,吸附层厚度均为0.4~0.5 nm;(2)储层孔隙尺寸越大、温度越高、压力越低、分子组分越轻、极性越弱、壁面润湿度越高越不利于页岩油分子在壁面吸附;(3)在组合壁面中,由于石墨烯壁面的影响随石英壁面润湿度增加页岩油分子吸附量越多,此外正己酸和环己烷也出现吸附转移现象。

关键词： 石墨烯   产业化   TOE理论   组态视角   fsQCA  

摘要： 石墨烯产业化对提升制造业核心竞争力,推动中国工业经济高质量发展具有战略性意义。本文通过整合“技术-组织-环境”理论和组态视角,构建出一个驱动石墨烯产业化的综合性分析框架,并以31个省市为案例样本,运用模糊集定性比较分析方法实证探讨了实现石墨烯产业化的影响要素和复杂机制。研究发现:(1)单一产业要素难以成为推动石墨烯产业化的必要条件;(2)存在7条实现石墨烯产业化的路径,概括为“技术-组织-环境”均衡驱动型和“技术-环境”双重驱动型两种驱动机制。同时存在7种产生非高产业化组态,两类组态呈现非对称特征;(3)在特定条件下,技术、组织和环境要素组合可以经由“殊途同归”的方式推动石墨烯产业化。而在这过程当中,政府重视发挥了较为普适的作用;(4)发达地区和欠发达地区的石墨烯产业化实现路径存在显著差异。研究不仅拓展了TOE框架的应用场景,同时也为以石墨烯为代表的战略性新兴产业化实践提供了决策指引。

关键词： 桉树叶   绿色合成   还原氧化石墨烯   毒性  

摘要： 以桉树叶提取液为还原剂,绿色合成还原氧化石墨烯(EL-rGO)去除水体中Cd^(2+).EL-rGO对40μmol·L^(-1)Cd^(2+)有较高的去除率,3 h达70.2%,远高于商业还原氧化石墨烯(C-rGO)5.38%的去除率.通过扫描电镜观察大肠杆菌形貌,并测定大肠杆菌的乳酸脱氢酶释放量、细胞内活性氧水平、死细胞与活细胞的比例,比较实验室制备的EL-rGO和购买的C-rGO对大肠杆菌的毒性.结果显示,两种还原氧化石墨烯(rGO)在1.0 mg·L^(-1)时均可破坏大肠杆菌细胞膜的完整性,造成细胞损伤,但二者毒性差别不大;在50.0 mg·L^(-1)时,EL-rGO毒性则相对略大,表明EL-rGO有一定的抑菌性.

关键词： 氧化石墨烯/氧化铟/两性离子丙烯酸氟化聚合物复合膜   牛血清白蛋白   光催化   吸附   抗蛋白性能  

摘要： 生物附着是水环境使用设施污损的主要原因,在材料表面形成有机物或微生物膜是生物附着的第一步,如能抑制初期有机物膜的形成则可有效抑制进一步的附着生长,从而减少生物污损对水环境设施的危害。有机物膜主要由蛋白质及多糖组成,将具有抑制多糖和蛋白质附着功能的材料应用于设施表面,可阻止污损发生。由此,本工作以GO/In_(2)O_(3)复合材料为填料、PAZFP树脂乳液为基体,制备了一种具有微/纳米表面结构和低表面能的新型有机/无机复合涂料——氧化石墨烯/氧化铟/两性离子丙烯酸氟化聚合物(GO/In_(2)O_(3)/PAZFP)复合膜,并对其抗蛋白性能进行了研究。研究结果表明,In_(2)O_(3)纳米颗粒为立方结构,粒度在20~60 nm之间,均匀地负载在GO上。GO具有较大的比表面积,为In_(2)O_(3)颗粒的加载提供了大量的活性位点,从而阻止了In_(2)O_(3)颗粒的团聚,降低了In_(2)O_(3)电子-空穴对重新复合的概率。通过填料和涂层对牛血清白蛋白(BSA)溶液吸附降解性能进行研究,结果表明,在暗环境中,复合薄膜对BSA蛋白具有一定的吸附作用;在自然光和紫外光下,复合膜具有较强的光催化降解蛋白性能。利用光催化和在PAZFP涂膜表面掺入含氟单体,复合膜表现出协同防污作用,具有较好的抗蛋白能力。

关键词： 石墨烯   碳纳米管   针织   电热性能   导电性  

摘要： 为了研究石墨烯/碳纳米管(GNs/CNTs)功能针织面料的结构与性能,选用3种不同组织涤纶针织面料,采用简单的控压喷涂法制备GNs/CNTs功能面料,通过SEM和FTIR分析GNs/CNTs喷涂分布情况,并对复合织物进行断裂拉伸测试、导电性能及电热性能测试,结果表明:GNs/CNTs呈相互缠绕勾连状态均匀粘附在涤纶针织面料纤维和纱线表面且未在织物表面成膜,织物结构清晰可见;GNs/CNTs能改善织物的力学性能和导电性能,GNs/CNTs网眼织物的电导率高达1567 S/cm;GNs/CNTs功能针织面料在低电压下具有较好的电热性能,在不同组织面料中表现各异,其中纬平针织物升温速率快且发热效率高,网眼织物在10 V电压下可在15 s内升温至116.3℃。GNs/CNTs功能针织面料在智能服装、医疗保健等方面有良好的应用前景。