关键词： Graphene   Thin films   Silicon carbide whiskers   Electromagnetic interference shielding  

摘要： Developing lightweight and flexible thin films for electromagnetic interference(EMI)shielding is of great *** thin films of reduced graphene oxide containing SiC whiskers(SiC@RGO)for EMI shielding were prepared by a two-step reduction of graphene oxide(GO),in which the two steps were chemical reduction by HI and the solid phase microwave irradiation.A significant increase of the film thickness from around 20 to 200μm was achieved due to the formation of a porous structure by gases released during the 3 s of solid phase microwave *** total shielding effectiveness(SET)and the reflective SE(SE_(R))of the SiC@RGO porous thin films depended on the GO/SiC mass *** highest SET achieved was 35.6 dB while the SE_(R) was only 2.8 dB,when the GO/SiC mass ratio was 4∶*** addition of SiC whiskers was critical for the multi-reflection,interfacial po-larization and dielectric attenuation of EM waves.A multilayer film with a gradient change of SE values was constructed using SiC@RGO porous films and multi-walled carbon nanotubes *** highest SET of the multilayer films reached 75.1 dB with a SE_(R) of 2.7 dB for a film thickness of about 1.5 *** porous SiC@RGO thin films should find use in multilayer or sand-wich structures for EMI absorption in packaging or lining.

关键词： 润湿   含水离子液体   固液界面   分子模拟   超级电容器  

摘要： 离子液体电解质在石墨烯表面的润湿特性对石墨烯离子液体超级电容器的储能性能至关重要。由于离子液体具有吸湿性在制备及应用过程中极易吸收水分,水的存在影响固液界面的离子分布及离子液体在石墨烯表面的润湿特性。有机溶剂乙腈有望减小离子液体的黏度且减少水的存在对电容性能的影响。本文通过分子动力学模拟研究了乙腈对含水离子液体在石墨烯电极壁面上的润湿性能的影响机理。结果表明,随着乙腈含量增加,即nH_(2)O:nACN从1:1变化到1:8时,亲水性和疏水性含水离子液体液滴在石墨烯表面的润湿性均显著增强,对应的接触角分别减少了42.46°、24.30°,亲水性离子液体体系润湿性增强效果更为显著。通过分析各离子、分子一维二维密度和离子/分子间径向分布函数,发现乙腈分子分布在近壁面层,且乙腈的加入改变了阴阳离子、水分子在固液界面的分布和相互作用,形成部分脱溶结构,有利于提高储能性能。此外,乙腈的存在使离子的扩散速率增加,阴阳离子、水、乙腈、固壁相互作用改变了含水离子液体液滴在石墨烯表面的润湿性。研究结果从微观角度深入探究了离子液体/石墨烯固液界面的微观结构,为开发和设计高性能石墨烯离子液体超级电容器提供了重要参考。

关键词： 底漆   石墨烯   一步法   复合涂层   防腐  

摘要： 利用改性后石墨烯与环氧树脂等原料通过一步法成功制备出系列石墨烯与环氧树脂复合材料,采用扫描电子显微镜(SEM)、电化学阻抗谱和极化曲线等表征其防腐性能。着重考察石墨烯含量对于环氧树脂防腐底漆性能的影响。结果表明,石墨烯/环氧树脂复合材料呈现块状结构,相比于单体石墨烯与环氧树脂,该防腐底漆能显著提高钢结构的防腐效果。防腐涂层的厚度与其防腐相关性能呈正相关。优化后的防腐底漆材料的耐盐雾实验时间可达2000 h以上,研究结果可为机械工程材料的防腐蚀研究提供参考。

关键词： CoSe_(2)/还原氧化石墨烯   水热法   倍率性能   循环性能   储钠性能  

摘要： 针对钠离子电池硒化物负极材料因体积膨胀导致循环和倍率性能较差的实际应用问题,采用一步水热法制备得到海胆状的CoSe_(2)/还原氧化石墨烯复合材料,通过X射线衍射、扫描电镜、N_(2)吸附-脱附法等测试和电化学表征技术对其结构、微观形貌、储钠性能进行表征和评价。结果表明:当电流密度为1 A/g时,复合材料经过300次循环之后放电比容量能够稳定在488.1 mA·h/g。在电流密度0.1、0.2、0.5、1.0、5.0和10.0 A/g条件下,复合材料放电比容量分别达到574.8、538.5、516.8、502.8、398.7和294.5 mA·h/g。相比于CoSe_(2),放电比容量和倍率性能均得到显著提高。一步法合成的碳负载海胆状多孔结构能够增加材料的比表面积,减少颗粒团聚和长大,增加电解液与活性材料的接触面积,提高电子电导率,缩短Na+的迁移路径,抑制充放电过程的体积膨胀,提高电极材料的电化学性能。

关键词： Supercapacitors   Graphene   LPG   Electrochemical studies   Charge storage mechanism  

摘要： We report an economical approach for the fabrication of laser-produced graphene(LPG)electrodes,which results in an improved electrochemical *** polymer was used as the starting material for LPG synthesis and was irradiated under ambient conditions with a CO_(2) *** prepared LPG samples were characterized by Raman spectroscopy and FTIR,which validated the formation of multilayer graphene containing sp2 hybridized C=C ***-SEM revealed three-dimensional(3D)sheet-like structures,while HR-TEM images showed lattice planes with an interplanar spacing of approximately 0.33 nm,corres-ponding to the(002)plane of *** electrochemical performance showed a remarkable areal specific capacitance(CA)of 51 mF cm^(−2)(170 F g^(-1))at 1 mA cm^(−2)(3.3 A g^(-1))in a three-electrode configuration with 1 mol L^(−1) KOH as the aqueous *** LPG electrodes produced an energy density of~3.5μWh cm^(−2) and a power density of~350μW cm^(−2),demonstrating signific-ant energy storage *** also had an excellent cycling stability,retaining 87%of their specific capacitance after 3000 cycles at 1 mA/cm^(2).A symmetric supercapacitor fabricated with LPG electrodes and the 1 mol L^(−1) KOH electrolyte had a specific capacit-ance of 23 mF cm^(−2) and showed excellent retention after 10000 cycles,showing LPG’s potential for use in supercapacitors.

关键词： 石墨烯   微流控   湿法纺丝   导电纤维   电加热性能  

摘要： 为开发新型复合纤维材料,提出以石墨烯为导电基材一步法构筑导电纤维的研究策略,采用微流控湿法纺丝工艺制备石墨烯/聚丙烯腈皮芯结构复合纤维,探究皮层和芯层纺丝液流量对石墨烯取向排列、纤维导电和电热性能影响规律。通过微观形貌观察发现,复合纤维皮层石墨烯取向随着纺丝液流量的变化呈现先增加后减小的趋势,皮层流量为0.10 mL/min时石墨烯取向最佳。高度取向的石墨烯赋予复合纤维优异的力学性能和导电性能,使复合纤维的强度和电导率分别达到241.38 MPa和3.94 S/cm。在4 V电压下,复合纤维表面的温度达到约48.3℃,热响应速率为2.0℃/s。研究表明通过调控不同的皮芯流量,调整复合纤维的结构和性能,可以成功制备出以石墨烯为基材的复合导电纤维。研究结果可为石墨烯复合加热纤维的开发提供参考。

关键词： 石墨烯   聚二甲基硅氧烷   柔性传感器   温度监测  

摘要： 柔性传感器能够无隙贴覆在非平整被测物表面的特点,使其在信息、能源、医疗、国防、农业等领域具有广泛的应用前景。本文制备了一种具有正电阻温度系数的石墨烯/聚二甲基硅氧烷(PDMS)复合材料,并用此材料制备了一种柔性温度传感器。石墨烯/PDMS传感器在15~80℃的温度范围内成线性正电阻温度系数,线性系数0.049,拟合度较好,具有良好的重现和稳定性,其电阻波动较小,在0.05%-0.08%范围内,在高湿度环境下也能良好测温。测试了柔性温度计在植物中应用的可靠性。基于石墨烯/PDMS的柔性温度传感器,能够实现植物叶温测量的应用,在智慧农业精准测温领域具有巨大潜力。

关键词： 氧氟沙星   铂纳米颗粒   石墨烯   差分脉冲伏安法   修饰电极   水质  

摘要： 采用多电位阶跃法将铂纳米颗粒(PtNPs)沉积于石墨烯(Gr)修饰的玻碳电极(GCE)表面,制备PtNPs/Gr/GCE修饰电极,用于测定氧氟沙星(OFL),并考察OFL在该修饰电极上的电化学行为。通过优化试验条件,方法分别在0.75μmol/L~50μmol/L和75μmol/L~250μmol/L范围内线性良好,检出限为0.02μmol/L。将PtNPs/Gr/GCE修饰电极用于实际自来水和地下水样品测定,结果均为未检出,加标回收率为95.3%~102%,RSD为1.0%~2.8%。

关键词： CoN_(x)-G催化剂   催化机理   反应势垒   氧还原反应   密度泛函理论  

摘要： 采用理论计算方法深入研究了两种含三配位CoN_(x)(x=2,3)中心的石墨烯(CoN_(x)-G)催化剂在氧还原反应(ORR)中的催化机理.在这两种催化剂表面,ORR的最低能量反应路径遵循相同的机制:O_(2(ads))分子首先加氢还原为OOH_((ads)),随后OOH_((ads))加氢解离为两个OH_((ads)),最终OH_((ads))继续加氢还原为产物水.在CoN_(2)-G上,整条反应路径中OH_((ads))还原为H2O(ads)具有最高能垒;而在CoN_(3)-G表面,O_(2(ads))还原为OOH_((ads))具有最高能垒.相比CoN_(2)-G,CoN_(3)-G具有较低的最高势垒,更佳的结构对称性,更负的形成能,且在ORR过程中Co中心始终保持正电荷,有利于含氧中间体的活化.因此,CoN_(3)-G表现出比CoN_(2)-G更优良的ORR催化性能,归因于配位的三个N原子对Co位点电子结构的优化以及体系稳定性的增强.

关键词： 钨钢   微量润滑   纳米流体   磨削  

摘要： 钨钢因其优异的性能在各种领域中得到广泛应用,但钨钢具有硬度高、难加工等特点,导致磨削时工件表面质量差。为解决这一现状,对钨钢进行了纳米流体微量润滑磨削试验,采用石墨烯纳米流体微量润滑、浇注式和干式3种不同条件对钨钢进行磨削试验,提出了一种正多边形磨削轨迹的组合试验方法,比较磨削速度、进给速度、磨削深度对磨削力、工件表面质量的影响。研究发现,在磨削参数相同的条件下,纳米流体微量润滑下的磨削力最小,浇注式次之,干式最大。在磨削速度v=15 m/s时,与干式和浇注式相比,纳米流体微量润滑条件下的法向磨削力Fn分别降低约25.13%和4.52%,切向磨削力Ft分别降低约28.97%和9.92%,石墨烯纳米流体微量润滑在改善钨钢磨削方面具有显著作用。