关键词： 端羟基超支化聚(胺-酯)   氧化石墨烯   非共价改性  

摘要： 采用改进的Hummer方法制备了氧化石墨烯(GO),并利用端羟基超支化聚(胺-酯)对其非共价功能化。采用傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、拉曼光谱(Raman)、X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和热重分析(TG)及紫外可见分光光度等方法对氧化石墨烯表面改性的性能进行了分析。FT-IR,Raman,XRD和TG分析结果表明,超支化聚(胺-酯)分子成功改性了氧化石墨烯;XRD分析表明,随着超支化聚(胺-酯)含量的增加,石墨烯片层层间距增大,这说明超支化分子能够渗透插入到氧化石墨烯片层之间;Raman分析表明,吸附在氧化石墨烯表面的超支化聚(胺-酯)提高了氧化石墨烯表面的无序化程度和石墨烯结构的不完善程度。SEM形貌分析表明超支化聚(胺-酯)大分子覆盖在氧化石墨烯的表面上,且通过对改性前后氧化石墨烯在乙醇和正己烷中透光率的对比,表明改性后的氧化石墨烯分散性能得到了明显提高。

关键词： 三层石墨烯吸波体   吸波剂层间分布   周期性孔洞结构   熔融沉积成形   吸波性能  

摘要： 利用熔融沉积成形技术快速制备了石墨烯/聚乳酸和石墨烯/四氧化三铁/聚乳酸两类复合吸波材料和三层石墨烯吸波体,测试了复合材料的电磁参数,计算了反射率;利用CST仿真与实验研究了吸波剂层间分布及孔洞结构对三层石墨烯吸波体吸波性能的影响。结果表明:对复合材料而言,双组元吸波剂的吸波性能更佳,但难以与石墨烯单组元吸波剂形成良好的阻抗匹配;对三层石墨烯吸波体而言,石墨烯呈均匀梯度分布(石墨烯加入量分别为5%、7%、9%(均为质量分数,下同)),可获得最佳的吸波效果;周期性孔洞结构的存在,一方面增加了反射界面数量,产生更多的边缘散射效应与多重共振耦合,另一方面通过改善阻抗匹配使石墨烯呈非均匀梯度分布(石墨烯加入量分别为7%、7%、9%)时实现Ku波段(12~18 GHz)全覆盖有效吸收(反射率小于-10 dB),为微波频段高效吸收提供了参考。

关键词： 碳基二维材料   类石墨烯结构   声子输运   局域化  

摘要： 类石墨烯氮化碳结构(C_(3)N)作为一种全新的碳基二维半导体材料,由于其优异的机械和电子性能引起了研究者们的广泛关注,不同结构C_(3)N的热输运和声子输运机制还待进一步研究.本文构造了4种不同结构的C_(3)N,采用非平衡分子动力学与晶格动力学方法对不同结构的C_(3)N的热传导机理进行了研究.研究结果表明:1)在4种结构中M3热导率最高,M1次之,M4热导率最低;2)不同结构的C_(3)N的热导率具有明显的尺寸效应和温度效应.当样本长度较短时,声子主要以弹道输运的方式进行传输;当样本长度增大,扩散输运占主导地位;随着温度的升高,Umklapp散射在热输运中占据主导地位,使得热导率与温度具有1/T的依赖性.3)与M3相比,M1和M4结构中都存在更大的声子带隙,色散曲线进一步软化,低频和高频声子同时出现了局域化的特征,对热导率产生了显著的抑制作用.本文为更好地设计热管理材料提供了思路.

关键词： 功能整理   氧化石墨烯   电磁波屏蔽   导电性   棉  

摘要： 对棉织物进行阳离子改性,以增强氧化石墨烯(GO)对棉织物的吸附性能,将棉织物上的GO还原成还原氧化石墨烯(RGO),获得具有导电和电磁屏蔽性能的棉织物,并用拉曼光谱(Raman)和扫描电子显微镜(SEM)对整理棉织物进行表征。结果表明:棉织物的导电性和电磁波屏蔽效能随GO质量浓度和浸渍-还原GO次数的增加而增强;当GO质量浓度为2.5 g/L,浸渍-还原GO溶液5次时,棉织物的表面电阻值降低至1.14 kΩ/cm,电磁波屏蔽效能接近50%。

关键词： 石墨烯   微晶结构   黔西地区   寒婆坳地区   变质类型  

摘要： 石墨烯作为21世纪的战略性新兴材料,因其优异的性能受到广泛关注。研究表明煤可作为石墨烯碳源,并且煤的属性也影响石墨烯的结构特征,结合我国煤变质成因复杂、煤变质作用类型多样的特点,旨在研究不同变质作用背景对石墨烯结构的影响特征。采集黔西地区深成叠加热液变质作用6个煤样及寒婆坳地区岩浆热变质作用4个煤样,全部利用HCl-HF-HNO3酸洗方法进行处理后得到脱矿煤样,以排除矿物的影响;后使用中频感应石墨化炉对脱矿煤样进行2800℃高温处理后得到煤基石墨样品;最后利用改进的Hummers氧化还原法对煤基石墨进行氧化、超声剥离、还原处理,得到石墨烯样品;用于测试样品微晶尺寸、空间形态等信息的X射线衍射(XRD)对脱矿样、煤基石墨、石墨烯进行表征并得到相关结构参数,用于测试样品缺陷、完整性的拉曼光谱(Raman)对脱矿样、煤基石墨、石墨烯样品进行表征并得到相关参数,用于观察样品微观表面形貌的透射电镜(TEM)对石墨烯样品进行表征并得到图像。实验及表征结果:透射电镜(TEM)得到的图像表明2种变质类型的煤均可制备出3~5层的石墨烯层片。X射线衍射(XRD)和拉曼光谱(Raman)得到的相关参数表明煤的变质程度越高,对应的煤基石墨样品石墨化度越高,对应石墨烯样品的微晶结构片层越大、缺陷更少。以X射线衍射(XRD)、拉曼光谱(Raman)测试参数为依据,相对于岩浆热变质作用,深成叠加热液变质背景石墨烯样品的L_(c)、d_(002)以及峰位差G-D、I_(D)/I_(G)的变化随Ro,max的变化较大;而相对于深成叠加热液变质作用,岩浆热变质背景石墨烯样品的L_(a)和L_(a)/L_(c)变化随Ro,max的变化较大;说明在深成叠加热液变质作用背景下,煤的变质程度越高,越易得到堆砌性好、定向排列强、缺陷少的石墨烯样品,而在岩浆热变质作用条件下,煤的变质程度越高,越易获得横向尺寸大、“扁圆”空间形态的石墨烯样品。如今所进行的工作在后续还有拓展研究的空间,岩浆以及无岩浆对煤制石墨烯结构的影响有何不同,或者温度和压力是如何影响煤制石墨烯结构,这些问题需进一步研究以推进煤制石墨烯领域的科学发展。

关键词： 石墨烯   锂硫电池   正极设计  

摘要： 在大力发展新能源的背景下,新能源车、便携移动工具对新型二次电池的需求量不断攀升。其中锂硫电池的理论能量密度与理论比容量更高一些,成为了二次电池的研究重点。但多硫化物的溶解与扩散会影响锂硫电池的应用,而石墨烯的潜力较大,所以可以利用石墨烯材料设计锂硫电池。本文利用调查法、文献资料法等方法对石墨烯基锂硫电池的正极设计进行了研究与探讨,在探究过程中从夹心结构正极与不同介体材料的应用等角度设计了石墨烯基锂硫电池正极,最终发现石墨烯在锂硫电池设计中占据着重要地位。因此,需要提高对石墨烯的重视程度,进一步优化其在锂硫电池中的应用。

关键词： 多巴胺   静电吸附   氧化石墨烯   柔性导电材料   复合纳米纤维  

摘要： 采用多巴胺对苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段弹性共聚物纳米纤维表面进行活化改性,进一步基于静电吸附作用将带负电的氧化石墨烯片吸附到带正电的弹性聚合物纳米纤维表面,并利用液相还原方法制备了石墨烯包覆的弹性聚合物纳米纤维。探索了多巴胺改性浓度和时间对纳米纤维表面物理化学状态的影响规律。制备出了电阻约为5.29 kΩ具有变形能力的石墨烯包覆弹性体聚合物导电网络。

关键词： 柔性传感器   导电织物   聚多巴胺   还原氧化石墨烯   聚吡咯   传感响应特性  

摘要： 为改善导电织物导电层与织物间的界面黏附性,构建有效接触的导电网络,提升传感响应特性,采用聚多巴胺(PDA)对涤纶/氨纶针织物表面进行修饰,制备以还原氧化石墨烯(RGO)和聚吡咯(PPy)为导电层的柔性传感器。借助傅里叶红外光谱仪、扫描电子显微镜、自制KTC传感测试盒、四探针方阻测试仪、万能拉伸试验机等对导电织物进行表征与分析。结果表明:经PDA修饰后的织物与RGO/PPy间的界面黏附性有明显改善,所构建导电网络更为连续,相较于未修饰的导电织物具有更好的耐久性和耐磨性;该织物柔性传感器的拉伸范围在0%~130%之间时,灵敏度增加至39.1,响应时间为0.06 s,可准确识别人体关节运动。

关键词： 羧基化石墨烯/壳聚糖   吸附   Cr(Ⅵ)   吸附等温线   动力学模型  

摘要： 氧化石墨烯/壳聚糖复合材料因比表面积大,吸附性能好受到广泛研究。通过溶液共混法制备了羧基化石墨烯/壳聚糖复合材料,并考察其对Cr(Ⅵ)的吸附性能。研究结果表明:复合材料对Cr(Ⅵ)的吸附量随pH值的上升而下降,对100 mg/L的Cr(Ⅵ)最佳吸附条件是pH值为2,复合材料使用量为0.8 g/L,吸附温度50℃,吸附时间250 min,此时吸附量为119.20 mg/g,吸附率为95.36%。吸附过程符合Langmuir等温线和拟二级动力学模型,说明吸附为单层吸附和化学吸附。

关键词： 不对称合成   不对称因子   偏振发光   手性分子   电磁学   荧光量子产率   三维显示   光电器件  

摘要： 圆偏振发光(circularly polarized luminescence,CPL)材料在三维显示、光学信息存储和加密、不对称合成、光电器件等方面具有广阔的应用前景,近年来已成为前沿研究的一个热点[1].衡量CPL材料性能优劣通常有两个关键参数,一个是荧光量子产率(ΦF),另一个是发光不对称因子(glum).在实际研究中,CPL材料的ΦF和|glum|通常情况下是无法兼顾的,很少有材料可以同时具有高ΦF和高|glum|.手性纳米石墨烯是一类具有非平面手性共轭结构的纳米石墨烯,在手性光学、电磁学等方面拥有其他传统手性分子可能无法具备的优势性能[2]。