关键词： 电化学传感器   石墨烯   壳聚糖   重金属检测   DPASV  

摘要： 利用超声分散将石墨烯(GN)与壳聚糖(CS)原位复合制备了石墨烯/壳聚糖(GN/CS)复合材料,并将其修饰于玻碳电极(GCE)表面制备了一种石墨烯/壳聚糖/玻碳(GN/CS/GCE)电化学传感器。循环伏安曲线(CV)、阻抗(EIS)和电位阶跃计时库仑(CC)分析表明其具有良好的电化学响应,利用差分脉冲阳极溶出伏安法(DPASV)对含铅溶液分析表明其对Pb(II)具有良好的检测效果。分析结果同时表明,随着修饰电极上石墨烯和壳聚糖的比值增加,其对Pb(II)的检测效果越好,当石墨烯为200wt%时检测效果最佳。

关键词： 石墨烯   减摩抗磨涂层   复合涂层   共沉积   经济适用性  

摘要： 石墨烯特殊的晶体结构决定了其优异的物理、化学性能,在机械零件减摩抗磨领域具有非常重要的应用前景。首先简要介绍了石墨烯的结构特征、物理性能及分散改性方法,指出目前的分散改性方法以物理分散法和化学分散法为主,但分别存在分散效率低和可能引入缺陷的局限性。然后,概述了石墨烯的微观和宏观减摩机理,分别为面外褶皱机理和类石墨的层间滑移机理。此外石墨烯优良的耐蚀性也有助于提升其在腐蚀工况下的减摩抗磨性能。在此基础上,重点对各类石墨烯减摩抗磨涂层制备方法进行了详细介绍,主要有分散滴涂法、化学气相沉积法、电沉积法等,分析讨论了不同制备方法的优缺点,由于电沉积法工艺简单且可控性好,是极具发展潜力的石墨烯涂层制备方法。最后,针对石墨烯减摩抗磨涂层制备和应用中的问题,对石墨烯减摩抗磨涂层设计-制备-应用方向进行了展望,提出了应重点从提升石墨烯分散稳定性、经济适用性、生产标准化、严苛工况适应性四个方面着手大力开展研究。

关键词： 导电油墨   石墨烯   聚吡咯   柔性电子线路  

摘要： 本研究制备了一种聚吡咯改性水分散性石墨烯(PPy/GPN)纳米复合材料,并将其均匀分散于水中得到了导电油墨。首先,利用傅里叶红外光谱和扫描电镜对复合材料进行了形貌和结构表征,采用四探针法对导电油墨的导电性进行了研究。结果表明,GPN纳米片上成功负载了聚吡咯颗粒,由于聚吡咯与石墨烯存在π-π相互作用以及静电作用,使得PPy/GPN纳米复合材料制备的导电油墨具有良好的分散性与稳定性。同时,吡咯在GPN纳米片上的原位聚合反应减弱了GPN纳米片团聚,进而提高了复合材料的导电性能。制备的电子线路表现出良好的均匀性和耐弯曲性能。此外,当导电油墨中PPy/GPN质量分数为20%时,导电油墨具有较好的导电性能,方阻达到2.65kΩ/□,表明该导电油墨具备应用于柔性电子线路制备的潜力。

关键词： 碳纤维/环氧树脂   石墨烯   力学性能   冲击韧性   剪切强度  

摘要： 针对传统碳纤维/环氧树脂材料力学性能差的问题,用石墨烯对碳纤维/环氧树脂材料进行改性,并探究不同石墨烯添加量对碳纤维/环氧树脂材料力学性能的影响。结果表明:石墨烯的最佳添加质量分数为0.2%,此时石墨烯微片附着在碳纤维表面,连接碳纤维和环氧树脂基质,增强了复合材料的性能,使得碳纤维/环氧树脂复合材料的界面剪切强度达到67MPa,热膨胀系数为3.5×10^(-6)℃,弯曲强度和冲击韧性也分别达到756MPa和27k J/m^(2),表现出良好的性能,可用于部分体育器材中。

关键词： 石墨烯   超级电容器   专利分析   Itginsight   Derwent Data Analyzer  

摘要： 以Derwent Innovation(德温特创新)平台的专利数据作为研究对象,利用文献计量法、知识图谱可视化方法重点从石墨烯超级电容器领域专利发布的整体趋势、申请国、专利权人以及主题词演化趋势进行分析,揭示最新的石墨烯超级电容器领域的发展态势,提升该领域技术在相关产业的应用价值,为相关机构提供数据参考,帮助其调整自身的竞争策略,为我国在石墨烯超级电容器领域技术研发和应用的方向提供指导作用。

关键词： 柔性应变传感器   石墨烯   网格结构   健康检测   手势识别  

摘要： 鉴于柔性应变传感器在人体运动监测、健康监测等领域的广泛应用,设计出兼具高灵敏度和大应变范围的柔性应变传感器具有重要的意义。本文基于Ecoflex-石墨烯复合材料,通过模板法制备了四边形和六边形网格式柔性应变传感器。通过对比两种不同网格结构传感器的应变范围与拉伸断裂极限,发现六边形网格柔性应变传感器的综合性能更优异,并在80%应变条件下进行拉伸/释放疲劳寿命检测,此传感器表现出良好的可靠性,同时该传感器在手肘关节运动和人体不同呼吸状况监测方面表现良好。将六边形网格柔性应变传感器组合构建多通道检测系统,实现了多种手势识别,这在人工智能和运动识别领域具有广阔的市场应用前景。

关键词： 煤   激光诱导   石墨化   煤基石墨烯   结构表征  

摘要： 为探讨以煤为含碳前驱体,利用激光诱导技术制备煤基石墨烯的可能性,选择以挖金湾高挥发分烟煤、塔山低挥发分烟煤为碳源,运用激光诱导技术制备煤基石墨烯,并应用拉曼光谱(Raman)、X射线衍射光谱(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、扫描电镜(SEM)和高分辨率透射电镜(HRTEM)对原煤以及激光辐照后的产物进行表征。结果表明,经过激光辐照后,产物的Raman图谱呈现出典型的2D峰以及尖锐的G峰,表明其结构有序度增强。XRD图谱表明其(002)和(100)衍射峰变得窄而尖锐,层间距均为0.345 nm。XPS结果表明烟煤激光辐照后sp2的C=C键和π—π作用增强,这表明产物形成了sp^(2)网状芳香层片。通过SEM观察到的激光辐照后样品出现分层多孔结构,同时HRTEM结果显示出芳香条纹具有少层石墨烯特征,石墨烯层数多集中在2~10层,且条纹间距均为0.346 nm,与XRD得到的结果基本一致。这些分析结果表明烟煤在激光辐照后形成了煤基石墨烯。但是,受所用样品数量限制,此研究结果只是初步认识,在下一步研究中需要增加样品数量以深入研究。

关键词： 石墨烯   铝基复合材料   热压缩变形   本构方程  

摘要： 采用热模拟实验机对石墨烯增强7075铝合金复合材料进行高温热压缩实验,变形温度为300~450℃、应变速率为0.001~1 s^(-1),分析其在不同应变速率及温度条件下的高温流变应力特征,并以实验数据为基础,通过函数拟合确定包含应变、应变速率和温度等变形参数的双曲正弦本构方程。研究结果表明:铝基复合材料热压缩变形时流变应力随应变增加迅速增大,达到峰值应力后略有下降且出现锯齿状波动;给出的双曲正弦本构方程可以较好地描述流变应力与应变、应变速率及温度之间的关系,计算值与实验值吻合良好。

关键词： 溶胶-凝胶法   氧化石墨烯   二氧化钛   酸性红B   光催化  

摘要： 采用一步溶胶-凝胶法将镧、氧化石墨烯(GO)和TiO_(2)三种物质复合,制备出一种高效的具有可见光响应的光催化材料。借助X射线衍射仪、X射线光电子能谱分析仪、扫描电镜等手段对该催化剂的晶体结构和形貌进行了表征,并以酸性红B作为目标污染物,研究了该复合材料在模拟日光辐照下的光降解性能。实验结果表明,镧和GO的掺杂显著提高了TiO_(2)的光催化活性,当镧掺杂量为0.5%(wt,质量分数,下同),GO掺杂量为0.2%时,对酸性红B的光降解率为95.6%。

关键词： 环氧树脂   导热   阻燃   绝缘  

摘要： 环氧树脂是目前最通用的热固性树脂材料,由于其具有优异的力学性能、电绝缘性能、不易收缩和膨胀以及耐腐蚀等特点,已经广泛应用于各个领域中.同时环氧树脂还存在容易燃烧、导热能力较低的缺点,并且在提升环氧树脂复合材料导热性能的同时也有可能破坏其电绝缘性能.因此,开发新型阻燃导热绝缘环氧树脂复合材料具有重要意义.在使用石墨烯作为导热填料的基础上,使用具有较好电绝缘性能的氮化硼纳米片对石墨烯进行表面改性,得到了氮化硼/石墨烯复合导热填料,随后添加到阻燃环氧树脂中,经过热压后制备环氧树脂复合材料.实验结果表明,当复合填料添加量为5 wt%时,经过热压制备的环氧树脂复合材料的导热系数为0.931 W/(m K),相比于纯环氧树脂提升了329.0%;体积电阻率为2.65×10^(14)Ωm,与纯环氧树脂相当,具有较好的电绝缘性能;复合材料的热释放得到了控制,并且通过了垂直燃烧V-0等级,极限氧指数为35.0%.