关键词： 磷酸燃料电池   双极板   研究发展中心   防护涂层   涂层设计   科研团队   石墨烯   碳薄膜  

摘要： 近年来,中国科学院兰州化学物理研究所先进润滑与防护材料研究发展中心纳米润滑课题组致力于新型氢气、甲醇和磷酸燃料电池用双极板薄膜/涂层设计、工艺技术开发,并取得系列研究进展。针对碳薄膜沉积效率低、导电性能差等问题,科研团队运用催化反应磁控溅射法,制备了导电耐蚀碳薄膜。研究依靠桥接的纳米铜团簇和石墨烯状碳结构在体相中构成空间网络,该结构赋予样品良好的导电性。

关键词： 石墨烯   纳米线波导   电光调制   模分复用   硅基光电子集成  

摘要： 提出了一种三信道石墨烯电光调制和模分复用集成器件,该器件由单层石墨烯覆盖的一维光子晶体纳米梁腔电光调制模块和纳米线波导模分复用模块组成。利用三维时域有限差分法进行仿真分析,结果表明,该器件可以同时实现TE0模、TE1模和TE2模的调制和模分复用功能。当波长为1570 nm时,消光比大于28.3 dB,插入损耗小于0.21 dB,信道串扰小于−28.6 dB,调制器的3 dB带宽达到100 GHz,器件尺寸约为100μm×13μm。该集成器件性能优良,在大容量光通信系统中具有重要的应用价值。

关键词： 石墨烯   粒子电极   苯酚  

摘要： 粒子电极是三维电极反应器的核心,粒子电极电催化活性的高低直接决定三维电极反应器对污染物降解效率的高低。本文首先以5种常规粒子电极作为复合型粒子电极的基底材料,采用溶胶凝胶法将二氧化钛、氧化石墨烯(GO)、石墨烯(r GO)负载到常规粒子电极表面,分别制备了负载型粒子电极。其次固定三维电极的反应条件,以苯酚、COD的去除率来评价负载型粒子电极的电催化性能高低,筛选出催化性能较高的粒子电极材料。并对制备出的材料进行表征,分析其特性。

关键词： Sn_(4)P_(3)   石墨烯   碳包覆   锂离子电池   负极材料  

摘要： 磷化锡(Sn_(4)P_(3))作为锂离子电池负极材料,虽然理论比容量(1.255×10^(3) mA⋅h/g)较高,但是在充放电过程中会产生巨大的体积膨胀和颗粒团聚现象,导致容量衰减严重。将石墨烯作为骨架、无定形碳材料作为包覆层,成功地制备了碳包覆Sn_(4)P_(3)-石墨烯复合材料(Sn_(4)P_(3)-G@C)。Sn_(4)P_(3)-G@C在电流密度为0.05 A/g时,循环70次后放电比容量可达0.521×10^(-3) mA⋅h/g;在电流密度为0.10 A/g时,循环150次后放电比容量可达0.433×10^(-3) mA⋅h/g;在电流密度为0.50 A/g时,稳定循环300次,放电比容量可达0.330×10^(-3) mA⋅h/g。片层石墨烯和碳包覆层的共同存在不仅使Sn_(4)P_(3)的结构更加稳定且导电性提升,而且有效缓解体积膨胀,防止颗粒之间的团聚,使Sn_(4)P_(3)-G@C表现出了良好的储锂性能。

关键词： 直书写3D打印技术   温/湿度监测   石墨烯   氧化石墨烯  

摘要： 生鲜在运输和储存过程中有温度和湿度监测的需求,针对传统半导体传感器多感性、选择性差等缺点,课题组设计了一种基于石墨烯与氧化石墨烯(graphene oxide, GO)的温/湿度传感器,并采用直书写3D打印技术将其打印成型。对传感器在温/湿度变化环境下进行了性能研究和解耦分析。实验结果表明:石墨烯和氧化石墨烯分别对温度和湿度响应灵敏且互不干扰,并具有良好的稳定性和重复性,可以实现对运输及仓储环境中温度和湿度的实时、精准监控,降低生鲜的腐坏概率,保证产品质量。

关键词： 石墨烯量子点(GQDs)   纳米流体   导热系数   理论模型  

摘要： 综合考虑布朗运动、纳米液膜层、粒子簇、微尺寸效应等多种因素的影响,建立了石墨烯量子点(graphene quantum dot,GQDs)强化基液导热系数计算模型,使用Hot Disk热常数分析仪测量去离子水质量分数分别为0.002%、0.004%、0.006%、0.008%、0.010%的GQDs纳米流体的热导率进行验证,并且用预测模型对更高温度和更高质量分数GQDs纳米流体的导热系数进行了预测。研究表明:模型预测误差不超过2.5%,准确度较高,可以很好地预测不同质量分数GQDs纳米流体在不同温度下的导热系数;GQDs纳米流体由于布朗运动引起的类似对流换热的作用提升了导热系数;而GQDs的添加比例并非越大越好,添加比例过高反而会产生沉降效果,抑制导热系数的提升。

关键词： 化学掺杂   Hamilton方程   石墨烯   布里渊区   载流子浓度   能带结构   p型掺杂   能量色散  

摘要： 本文根据相关文献,对石墨烯及其化学掺杂予以综述。简介了石墨烯的发展状况、石墨烯在布里渊区的能带结构、石墨烯半导体的奇异零带隙特性和紧束缚条件下的Hamilton方程;着重介绍了替代掺杂和吸附掺杂中的n型掺杂、p型掺杂的一些具体方法,及其对石墨烯Dirac点附近的线性能量色散、Fermi面(能级)、载流子浓度等性质变化的影响。

关键词： 费-托合成   Fe_(3)O_(4)   碳化铁   物相转变   甲烷选择性  

摘要： 选用多层石墨烯为载体,调变铁盐的浸渍量,通过高温焙烧得到了一系列石墨烯负载的Fe_(3)O_(4)模型催化剂.其中Fe_(3)O_(4)颗粒呈现不规则的多面体,且大于200 nm,较大的尺寸大大抑制了其在反应过程中向碳化铁物种的转化.性能测试结果表明,尽管Fe_(3)O_(4)催化活性不如碳化铁物种,但是Fe_(3)O_(4)本身具有费-托合成活性,且在270℃具有较低的甲烷选择性和较高的C5+选择性.

关键词： 海上风电   石墨烯涂层   钢管桩   腐蚀  

摘要： 研究了常规重防腐涂层(常规涂层)和石墨烯重防腐涂层(石墨烯涂层)的附着力和电化学性能,并利用数值模拟研究了牺牲阳极和石墨烯涂层防护下的海上风电钢管桩的防腐性能.结果表明:石墨烯涂层的附着力明显大于常规涂层;石墨烯涂层的腐蚀电流密度比常规涂层降低了1个数量级,且其腐蚀电位正移,表明石墨烯涂层的防腐效果较好;与常规涂层相比,石墨烯涂层可显著减小钢管桩表面的腐蚀速率,提高涂层的阴极保护作用.

关键词： 中空石墨烯纳米纤维   负极材料   锂离子电池   电化学性能  

摘要： 用石墨烯和Co(CH_(3)COO)_(2)·4H_(2)O作为原料,利用超声辅助法合成了锂离子电池的负极材料CoO纳米颗粒/中空石墨烯纳米纤维复合物.采用X射线衍射(XRD)确定材料的物相组成,采用扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)观察材料的表面形貌和微观结构,采用X射线光电子能谱(XPS)确定材料的价态结构.采用循环伏安、恒电流充放电和交流阻抗谱表征材料的电化学性能.结果显示,在100 mA/g的电流密度下,循环了160次后,可逆容量仍超过800 mA/g,库仑效率保持在99%以上.该材料优异的电化学性能主要归因于石墨烯的中空纤维结构,中空内部可以容纳电解液,能直接将离子输送到颗粒表面,实现了离子的快速传输;二维中空纤维搭建成三维网络结构,实现了三维电子传导网络.