关键词： 甲醇燃料电池   石墨烯气凝胶   双微孔层   电催化剂  

摘要： 为响应全球绿色低碳的发展趋势，中国于2020年提出了2030年实现碳达峰，2060年实现碳中和的国家目标。“碳达峰”和“碳中和”两个战略目标的提出必将加速风力发电、水力发电和太阳能发电等新型能源的发展与应用，逐年降低传统化石能源消费，减少二氧化碳排放，实现能源结构转型。直接甲醇燃料电池（Directmethanolfuelcell,DMFC）是以甲醇为燃料的一种PEMFC，无需甲醇重整制氢过程，直接将甲醇燃料与氧化剂中的化学能转化为电能而不受卡诺循环的限制。因具有能量转换效率高、结构简单、燃料来源广等优点，将其作为农业机械设备动力源可以弥补充电和里程问题的缺陷，在绿色精准农业领域具有广阔的市场效益和应用前景。　　目前DMFC在商业化大规模应用的道路上还存在着问题，例如：甲醇渗透、高甲醇浓度下催化剂毒化引起电池性能不佳、阳极甲醇氧化反应动力学缓慢等。膜电极（Membraneelectrodeassembly,MEA）是DMFC的核心部件，良好的MEA结构与优异催化剂的活性是高性能燃料电池的关键，这样能保证燃料的正常传输与反应物的顺利排出，提高电化学反应速率，扩大电话化学活性面积，提高催化剂活性和降低甲醇渗透。石墨烯气凝胶（Grapheneaerogel,GA）因其具有孔隙率高、密度低、导热系数低和高化学稳定性等优点，成为DMFC电极改性与催化剂载体的潜在应用材料。为此本论文首先从开发新型电极结构入手，再制备新型混合载体的甲醇氧化催化剂以提升电池的性能。　　首先制备了GA掺杂双微孔层阳极。在工作中提出了一种由GA组成的独特双微孔层结构，在传统的碳粉微孔层的基础上添加了一层含有GA的内微孔层，改变了阳极微孔层的曲折率，有助于优化阳极的高浓度甲醇传输，并减少电池运行期间的甲醇渗透。并通过性能测试、电化学阻抗测试和稳定性测试来探究GA的添加对电池性能的具体影响。结果证实GA双微孔层电极能有有效阻醇，提高高浓度甲醇下的功率与电流，从而提高电池的放电性能同时减缓性能的衰减。　　其次制备了掺杂GA的新型催化层结构阳极。通过向催化层中添加不同含量的GA，并优化电极中的Nafion含量，结合GA本身高比表面积的立体结构特点优化催化剂负载，减少了催化剂团聚，使沉积在微孔层中的催化剂颗粒暴露，提供了更多的反应活性位点。通过极化曲线测试、电化学阻抗谱测试探究了新型催　　化层阳极对DMFC的性能影响。在催化层中掺入适量的GA可以提高催化剂和燃料的利用率，并一定程度上阻醇，提升高浓度下的DMFC放电性能。　　最后采用GA碳粉作为混合载体，通过水相化学还原法成功制备了PtPdNi三元合金催化剂。通过进行CV测试、MOR测试以及CA测试，探究新型催化剂的性能。结果表明，GA材料的大比表面积能有有效增加负载催化剂的ECSA，同时拥有优异的MOR活性，并且在短期稳定性方面也有明显优势。通过全电池性能测试证实了GA负载催化剂在DMFC全电池中的实用性，对如何充分利用GA的三维立体结构、进一步发展低催化剂载量的高性能DMFC阳极做了探究。

关键词： CL-20   石墨烯基材料   石墨烯气凝胶   三维结构   机械感度   热分解  

摘要： 六硝基六氮杂异伍兹烷（CL-20）是当今高能量密度材料的典型代表。由于其高能量密度、高爆速、高爆压等优异的爆炸性能,CL-20一直广受火炸药行业的青睐。然而其较高的机械感度及较差的安全性能,使得CL-20的应用受到很大限制。因此,如何提升CL-20的综合性能是一个重要的研究课题。近年来,对石墨烯基材料的进一步设计和研究使其展现出一系列前所未有的性能,石墨烯基材料常被当作添加剂用于CL-20改性中。论文采用多种方法制备了具有层状限域空间结构的三维石墨烯气凝胶材料,并将CL-20导入材料框架内。解决了石墨烯基材料如何在CL-20中的均匀分散的问题,探索提高CL-20的综合性能的新途径。主要研究内容与成果如下:（1）以氧化石墨烯（GO）为原料,采用冰模板法制备了具有单方向取向结构多种石墨烯气凝胶（GA）。使用多种表征方法分析了多种GA（GA1、GA2、GA3）结构的微观形貌、元素分布及官能团组成。结果表明:制备的多种石墨烯气凝胶中,GA1的结构更为规律稳定;扫描电子显微镜（SEM）测试显示GA1内部成规律管道格式且整体具有较高的机械强度;X射线衍射（XRD）测试表明在制备GA1过程中GO被有效还原;拉曼光谱（Raman）测试显示所制备的GA的缺陷程度变高,其中GA1缺陷程度较GA2、3更低;X射线光电子能谱（XPS）测试显示GA1的还原程度最高。冰模板法可调控GA的取向结构,改善石墨烯的团聚问题。（2）依据冰模板法重新设计了框架结构,采用双向冷冻法制备了三维石墨烯复合结构（PGA）。通过模板吸附溶剂的方法将CL-20导入PGA框架结构中,获得CL-20/PGA复合结构。对PGA及CL-20/PGA复合结构的微观形貌、组成结构、元素分布及官能团成分进行表征分析,并测试其热分解性能、感度特性,计算了复合结构的爆轰参数。结果表明:相比于原料CL-20,CL-20/PGA复合结构的热分解峰值温度降低6°C,Ea降低了35.3k J/mol。特性落高H50相对于CL-20降低了10.3cm,摩擦感度降低了125%。计算结果显示复合结构的爆速降低了315m/s,爆压降低了2.33GPa。（3）以氧化石墨烯（GO）和富勒烯(C60)为原料,采用双向冷冻法制备了三维石墨烯复合结构（CGA）。通过模板吸附溶剂的方法将CL-20导入CGA框架结构中,获得CL-20/CGA复合结构。对CGA及CL-20/CGA复合结构的微观形貌、组成结构、元素分布及官能团成分进行表征分析,并测试其热分解性能,感度特性,计算了复合结构的爆轰参数。结果表明:相比于原料CL-20,CL-20/CGA复合结构的热分解峰值温度降低了3.7°C,Ea降低了55.1k J/mol。特性落高H50相对于CL-20降低了15.3cm,摩擦感度降低了162.5%。计算结果显示复合结构的爆速降低了227m/s,爆压降低了1.3GPa。

关键词： 声表面波   石墨烯   纳米机械振子   场效应晶体管   杂化器件  

摘要： 声表面波是一种在固体表面传播的弹性波,它损耗低,信息密度高,抗电磁干扰能力强。如今,基于声表面波的谐振器、传感器等各类器件体积小、重量轻,能够实现多种复杂的功能。在基础和应用研究方面,近年来基于声表面波的杂化器件引起研究人员的广泛关注。在传播过程中,声表面波可以在衬底表面诱导产生易于操控的位移场与电场,这意味着它可以与其他系统通过力学和电学机制发生相互作用。利用这些机制构筑的杂化体系有巨大的潜在应用价值,比如,在声表面波与纳米机械振子杂化器件中,声表面波可以用来调控局域的机械振动模式;在声表面波和场效应晶体管的杂化器件中,声表面波可以用来实现电荷的远距离传输。目前,这两类器件的研究仍处于起步阶段,第一类器件中的纳米机械振子结构简单,无法实现电学调控;第二类器件中,特别是和石墨烯场效应晶体管的杂化器件中,所使用的石墨烯多为化学气相沉积法制备的单层石墨烯,迁移率较低,且没有带隙,这些问题大大限制了器件的可调性和应用。本文从优化声表面波器件及声表面波杂化器件的设计和性能出发,具体内容包括:1.简要介绍了声表面波器件的工作原理、研究背景,以及声表面波杂化器件特别是声表面波与纳米机械振子、声表面波与电荷输运杂化器件的发展现状和面临的问题。2.介绍声表面波器件的制备,对声表面波谐振器Q值、IDT反射、反射镜结构进行了优化和改进,并使用COMSOL Multiphysics进行了仿真,实现了 Q值大于1.6×104的单端口声表面波谐振器并优化了叉指换能器及反射镜结构。3.以优化后的单端口声表面波谐振器为基础,设计了声表面波与石墨烯纳米机械振子杂化器件,在仿真中验证了该器件的可行性,并制备和表征了原型器件,有望实现声表面波与石墨烯纳米机械振子相互作用。4.使用六方晶格氮化硼(h-BN)包裹的机械剥离获得的双层石墨烯制备了声表面波与石墨烯场效应晶体管杂化器件,测得了声表面波驱动产生的声电流大小与栅压、声表面波功率的关系,表明声表面波可以与被h-BN封装的双层石墨烯相互作用。5.总结上述已完成的工作成果,并对声表面波杂化器件更深入研究与实际应用发展方向进行展望。本文的创新点有:1.使用傅里叶逆变换的方法将声表面波器件的S参数转化成时域信号,通过对时域信号的分析优化声表面波器件的设计。2.石墨烯纳米机械振子的频率具有高度的可调性,在声表面波和纳米机械振子的杂化器件中利用了这一特性,提高了器件的调节自由度。3.对声表面波和双层石墨烯场效应晶体管的杂化器件,通过h-BN包裹的方法获得了高迁移率的双层石墨烯,并用声表面波诱导产生了声电流,这为进一步研究可调的带隙与声电流的关系奠定了基础。

关键词： 石墨烯/硅异质结   多功能应用   光电探测器   整流方向可逆  

摘要： 过去近二十年中,随着具有独特电学和光学性质的二维材料种类的不断丰富,并且其原子级厚度、表面无悬挂键带来的易于集成异质结构的特点,使得基于二维材料的2D/2D、2D/3D异质结的探索也得到了广泛的研究,异质结通常具有固有的光电特性和整流特性,被应用于实现各种功能,如气体传感器、光电探测器、太阳能电池、整流器、势垒晶体管等。尽管基于异质结器件的功能研究在光电、环境、逻辑电子领域分布十分广泛,但致力于在单一异质结器件中实现多功能集成的研究起步较晚,目前的相关工作并不多,仍然具有广阔的研究空间。如今,智能家居、智能汽车、智能城市等新技术的发展对元器件和系统的集成度和功能性提出了更高的要求,只具有单一功能的器件在现代技术中存在功能性和灵活性不强的问题,开发集多种功能于一身的多功能元器件从而降低集成系统复杂度、节约成本,对于未来的智慧工业时代具有重要意义。石墨烯是二维材料家族中最早得到研究的一种二维材料之一,电子迁移率可超过1.5×10～4cm2·V-1·s-1,具有良好的导电性。同时,单层石墨烯的厚度约为0.34 nm,吸光率为2.3%,在很宽的波长范围内都具有良好的透光性。并且,近年来,CVD法制备大规模、高质量单晶畴石墨烯薄膜得到了较为深入的研究,相比于其他二维材料,高质量石墨烯薄膜具备工业化量产的先决条件,与薄膜工艺相兼容的优势使得其十分易于与硅基技术等传统半导体技术相集成。因此,探索硅基石墨烯异质结构多功能电子器件无论从突破传统硅基器件功能应用瓶颈或是未来工业化生产潜力方面考量都具有一定的研究价值。基于此,本文进行了如下研究: 1.提出石墨烯/顶层硅/氧化绝缘层/硅衬底结构的基于石墨烯/硅异质结的多功能电荷耦合器件结构,并设计制备工艺流程。对所制备器件进行基础电学特性的测试和分析,指出其存在的深耗尽效应和整流方向可逆特性,并解释其原理。 2.基于器件中存在的深耗尽效应提出器件光电探测功能应用设计,解释器件进行光电探测的工作原理并测试了器件的部分性能参数。异质结沟道设计使得器件具有低的关态电流和大的场效应电流调制范围。在电荷积分放大作用下,器件在紫外到可见波段具有高响应度。 3.基于器件整流方向可逆特性提出器件可调控整流功能应用设计。通过恒定栅压幅度对器件的调控作用,器件对输入信号的处理可呈现出三种状态,分别为:正向导通、截止和反向导通。此外,基于器件整流方向可逆特性进一步设计了简易的“与”“或”可切换分立门电路,通过栅压和开关实现在单一电路中“与”“或”逻辑运算的切换。指出其在整流电路和逻辑门电路中的应用灵活性,有利于降低电路设计复杂度。 本文的研究工作揭示了石墨烯/硅异质结器件在多功能集成应用方面的潜力,其兼具光电探测和可调控整流两项功能,在光电传感、逻辑电子领域具有广泛的应用空间。同时其功能集成的特点不仅有利于降低系统成本和占用面积,也为将来“感算一体化”器件的研究和光电子逻辑应用等不同领域的交叉应用提供了丰富的应用可能性。

关键词： 氧化石墨烯   交联分子   石墨烯薄膜   强度   电导率   热导率  

摘要： 石墨烯是一种碳原子sp2杂化形成的蜂窝状二维材料,单层石墨烯具有十分优异的机械强度、电导率以及热导率,在电子器件、航空航天以及基础研究领域显示出广阔的应用前景,因此将单层石墨烯的优异性质转移至宏观材料中具有重要的理论及实际意义。作为石墨烯的典型组装体-石墨烯薄膜在实际应用中由于组装方法以及石墨烯纳米片的缺陷问题,与理论上单层石墨烯的性能相差甚远。因此本论文通过选择不同的芳香胺基分子作为交联剂,实现了高强度高电导率石墨烯薄膜的制备,并通过温和环境下的热还原处理得到了高热导率的石墨烯薄膜,最后通过苯四甲腈的交联及填补缺陷的作用,在低温热处理的条件下使热导率有了进一步的提升。主要内容如下:1、通过芳香胺基交联GO纳米片制备高强高导电石墨烯薄膜。首先,采用改进的Hummers法制备了高氧化程度的氧化石墨烯,通过一系列表征证明了其单层性质以及较高的氧化程度。其次,使用刮刀涂覆的方法制备高度取向的氧化石墨烯薄膜,并使用多种芳香胺基分子作为交联剂实现了GO纳米片之间的交联,最后经过简单的室温还原得到了高强度高导电性的石墨烯薄膜,经测试得到的最优的石墨烯薄膜抗拉强度由无交联时的0.40 Gpa提升至1.70 GPa,相应的电导率由0.2×10～5S m-1提升至1.04×10～5S m-1。2、通过低温热处理得到高热导率石墨烯薄膜。将上述得到的芳香胺基交联的石墨烯薄膜进行温和条件下的热处理,通过高温下还原残余含氧官能团,修复了部分面内的结构缺陷,使得石墨烯的主体结构更加完整,得到了高导电高导热的石墨烯薄膜,经测试,该石墨烯薄膜的电导率由未热处理时的1.04×10～5S m-1,在1000℃加热后达到1.24×10～5S m-1,相应的热导率由<400 W m-1 K-1提升至1179 W m-1 K-1。3、使用苯四甲腈作为填充物,经过低温热还原得到少缺陷高热导率的石墨烯薄膜。在本文中使用先还原再引入填充物的策略,将苯四甲腈定向的引入石墨烯薄膜的缺陷位置,并且利用其高温下可以自我聚合并且可以与氧化官能团发生交联的独特机制,对石墨烯片的面内及边缘缺陷进行修复。使用此方法在1000℃下制备的石墨烯薄膜面内缺陷密度大幅下降,并且电导率为0.96×10～5S m-1,热导率可以达到1360 W m-1 K-1,相较于初始rGO薄膜的0.96×10～5S m-1的电导率以及<400 W m-1 K-1的热导率均有极大的提升。

关键词： 石墨烯膜   MOF   光热膜蒸馏   VOCs   催化降解  

摘要： 膜蒸馏工艺具有对盐高截留、低膜污染潜能等优势,然而,能耗问题和有机污染物渗透成为膜蒸馏应用推广的最大阻碍。光热膜蒸馏被视为一种无需化石能源输入就能进行膜分离的绿色技术,其原理是通过太阳能在膜表面进行加热,形成高于料液的温度,从而缓解了温差极化提升热能利用效率。当前大量文献报导了开展以石墨烯为主的碳基光热材料进行光热膜蒸馏研究,但总体上光热效率仍然不够理想,原因之一是石墨烯高的传热系数导致热量从表面快速传递至周围环境,造成较大的热损失。针对以上问题,本研究提出以PTFE为基膜,制备了金属-有机框架（MOF）(分别采用了ZIF-67和ZIF-8)包覆的石墨烯（Graphene）光热复合膜（PTFE-G-ZIF）,用于光热膜蒸馏工艺,旨在提高光热膜蒸馏过程中光热利用率,同时利用MOF催化性能,通过活化过硫酸氢钾（PMS）对渗透的挥发性有机污染物（VOCs）进行降解脱除。本文的具体研究内容及结论如下:（1）PTFE-G-ZIF膜的制备与表征。采用原位生长法制备了G-ZIF（G-ZIF8和G-ZIF67）复合膜材料,通过真空抽滤将G-ZIF材料负载在PTFE疏水膜上,制备了多孔PTFE-G-ZIF膜（PTFE-G-ZIF8和PTFE-G-ZIF67）。首先,利用透射电子显微镜（TEM）、全自动比表面积及孔隙仪（BET）等表征手段对材料的形貌结构进行分析,证实了G-ZIF材料的成功制备且具有较大的比表面积和孔隙体积。其中,G-ZIF8和G-ZIF67的比表面积分别为1096.50 m2/g和843.51 m2/g,孔隙体积分别为0.47 mm3/g和0.54 mm3/g。而Graphene材料的比表面积和孔隙体积仅83.23 m2/g和0.18 mm3/g。其次,利用红外热成像仪等表征手段分析了膜的光学性能,结果表明PTFE-G-ZIF膜具有优异的光吸收性能和低的导热系数。在1 k W/m2的辐照强度下,PTFE-G-ZIF8和PTFE-G-ZIF67膜的表面温度可升到95.3℃和88.4℃,而PTFE-G的表面温度仅升至83.1℃。（2）光热膜蒸馏性能研究。实验研究了复合膜在光热膜蒸馏体系中渗透通量及光热利用率情况。结果表明,在模拟太阳光照射下（1k W/m2）,PTFE-G-ZIF8和PTFE-G-ZIF67膜的通量分别比PTFE-G膜提高了0.48 kg·m-2·h-1和0.85 kg·m-2·h-1,对应的光热利用率分别为51.9%和62.1%。可以看出,G-ZIF材料显著提高了石墨烯的光热性能并减少了热损失,且PTFE-G-ZIF67膜具有更高的光热利用率。这是由于G-ZIF材料的多孔结构及较低的导热系数使其具有较强的光吸收和较低的热损失,从而保证了较高的跨膜温度梯度。此外,高效的光热转换效率使其在较低的进料温度下实现溶液的蒸发,从而提高膜表面温度以获取更高的渗透通量。（3）PTFE-G-ZIF膜对VOCs脱除性能研究。以苯酚为模拟目标污染物,研究了PTFE-G-ZIF67膜活化PMS光热膜蒸馏体系中对VOCs脱除性能。结果表明,PTFE-G-ZIF67膜可通过原位活化PMS对苯酚进行脱除。加入0.5 mmol/L的PMS后,热侧的苯酚含量从9.8mg/L下降到0.11 mg/L,降解率可达98.88%,明显缓解了光热膜蒸馏过程中VOCs的渗透问题。经电子顺磁共振（EPR）检测和自由基淬灭实验证实,SO4·–、·OH和1O2活性物种对苯酚的脱除均有贡献,但1O2在苯酚脱除过程中占主导地位。总的来说,PTFE-G-ZIF膜具有优异的光吸收性能和高的渗透通量,且在投加PMS时对苯酚表现出良好的脱除效果,为开发具有催化活性的光热膜及其应用提供了一种新思路。在后续的研究中,应进一步优化光热膜的制备方法,提高膜材料的长期稳定性。

关键词： 半导体异质结   动态二极管   水分子极化   石墨烯   移动电介质  

摘要： 半导体器件是现代电子技术的基础和核心,其在电子信息、能源、环境等领域的应用已成为全球科技发展的重要方向。随着科技的不断进步和应用场景的不断扩展,传统的半导体器件已经难以满足人类对于高性能、低功耗、小尺寸等多方面的要求。因此,新型半导体发电和光电器件技术成为了当前研究的热点和重点。光电探测器作为一种光电器件,可以代替部分人类感知将光信号转换为电信号,在图像传感、环境监测、国防军工和医学研究等广泛领域发挥着不可或缺的作用,研制开发具有自主产权的高性能新型光电探测器是当下中国迫切的需求。另一方面,随着物联网、可穿戴设备、大健康等新兴行业的爆发,对新一代电子系统提出了自驱动、微型化、柔性便携、绿色安全等更高的要求,因此亟需发展微型化和便携式的原位能源。 动态二极管作为一种轻质化、便携可集成的新型原位能源器件,正是解决上述新一代微型化和便携式原位能源需求的全新解决方案。本文在已有动态二极管的基础之上,深入研究了动态二极管中的界面载流子产生、输运与分离机制,介绍了性能更高的动态PIN（P型半导体/绝缘体/N型半导体）、MIS（金属/绝缘体/半导体）结构发电机。针对现有动态二极管固-固接触容易破坏界面的问题,进一步通过水等极性液体作为移动电介质,提出了基于水极化的异质结发电与光电器件,具体工作如下: （1）深入研究动态二极管发电机独特的半导体器件物理,探讨了耗尽层形成和消失的动态过程会破坏结区扩散-漂移电流的平衡,导致电子和空穴被内建电场反弹,并在内建电场驱动下定向移动产生直流电输出的发电原理。在此基础上通过在PN结、肖特基结中插入绝缘层,构建了可持续输出更高电压的动态PIN、MIS结构发电机。在添加了厚度为200 nm的Al N后,动态PIN结发电机输出电压从0.14 V提高到了1.29 V,动态MIS结构发电机输出电压也从0.25 V提高到了0.63 V,有望满足部分电子器件高电压的需求。 （2）针对已有动态二极管发电机固-固接触易损耗的缺点,设计了一种基于石墨烯/水/硅结构的直流发电机,可将水等极性液体的机械能直接转换为直流电输出。发电方向由石墨烯（金属）与硅之间的费米能级差决定,通过改变液滴移动速度、更换不同介电常数的极性溶液、调整石墨烯（金属）和半导体板之间的费米能级差等方法,都可以设计改变输出电压。用于演示的Al/水/硅结构发电机样机,可实现电压0.9 V、电流0.7μA的直流电输出。并可通过简单串联三个样机,连续输出电压2.7 V的直流电。器件结构简单、工艺成熟,其耐用性和连续性也拓宽了未来在物联网传感等硬件系统供电上的发展前景。 （3）进一步利用水等极化液体作为动态PN结界面的移动电介质,实现硅/水/硅异质结构的水极化动态PN结二极管发电器件,可以在机械力驱动下稳定输出直流电。其发电是由极性液体分子在动态PN结二极管两种半导体界面的费米能级差驱动下极化、去极化过程引起的。系统探索了移动速度、液体体积、外界温度、环境湿度、介电常数等因素对输出电性能的影响。并在原有P型硅片的基础上,增添一层10 nm介电层Hf O2后,PN结界面的势垒高度增加,导致水/半导体界面的极化电荷能量更高,输出电压从0.12 V增长到0.17 V。完善了液体/半导体动态二极管框架,建立了一个基于半导体的极化理论体系。 （4）在水极化动态二极管发电机的基础上,研究了基于石墨烯/水/硅结构的异质结光电探测器。其利用石墨烯和硅之间的费米能级差将两者之间的水分子极化,进而在固-液接触界面感应出电子和空穴。当该器件受到光照时,硅中的部分电子吸收光子能量并从价带跃升至导带,导致更多极性分子被极化,从而产生脉冲电流。基于石墨烯/水/硅结构的水极化静态异质结光电探测器具有自驱动、响应快、探测率高、响应度大等优势。在1064 nm以下波段的光有良好响应,635 nm处的瞬态光响应度为433.46m A/W,探测率为1.57×1012Jones。有望成为我国拥有自主产权高性能新型光电探测器中的重要一员。

关键词： 氧化石墨烯   黄瓜枯萎病   甲霜灵   恶霉灵   缓释   纳米农药   生物活性  

摘要： 黄瓜枯萎病病原物为尖孢镰刀菌(fusarium oxysporum *** cucumerinum,FO)。甲霜灵(Metalaxyl,Met)和恶霉灵(Hymexazol,Hym)广泛应用于防治黄瓜枯萎病,但释放速度快、性能不稳定、易光解。氧化石墨烯(Graphene Oxide,GO)易修饰、负载率高、比表面积大、水分散性好,是一种优良的农药载体。将Met/Hym与纳米材料GO复合,制备GO-Met/GO-Hym复合物,对其进行表征,对FO进行杀菌活性试验,主要研究结果如下:制备高载药率、优良缓释性、稳定性及抗淋溶性能的GO-Met/GO-Hym纳米复合材料。GO对Met/Hym载药率分别为82.42%和96.69%;相比Met/Hym,GO-Met/GO-Hym在不同的温度(25℃、30℃、35℃)和p H(5.0、7.0、9.0)下具有较好的缓释性。在温度(25℃、30℃、35℃)下,Met的累计释放率在168 h时分别达到79.95%、85.76%和93.95%,GO-Met在168 h时分别达到26.40%、30.16%和33.18%;Hym的累计释放率在168 h时分别达到83.98%、92.92%和99.89%,GO-Hym在168 h时分别达到30.39%、43.62%和57.85%。在p H(5.0、7.0、9.0)下Met的168 h累计释放率分别为90.60%、84.85%和94.76%,GO-Hym在168 h分别达到37.39%、32.32%和40.84%,有效地提高Met/Hym利用率;此外,GO增强Met/Hym抗紫外光解性。GO-Met/GO-Hym半衰期分别延长52.05 h和30.86h;GO-Met/GO-Hym有较好稳定性,经过0℃储存7 d和54℃储存14 d后,GO-Met/GO-Hym有效成分含量分解率均在5%以下,呈现良好稳定性;GO与Met/Hym分别复合后,有较好抗土壤淋溶性,经过10个淋溶循环Met/Hym分别淋溶99%和64%的有效成分,GO-Met/GO-Hym淋溶率仅为8%和4%。用GO-Met/GO-Hym对FO进行室内毒力和温室毒力测定。测定GO-Met/GO-Hym对FO菌丝生长速率的影响,与Met/Hym相比,GO-Met/GO-Hym对FO菌丝生长具有更好的杀菌活性。GO-Met/GO-Hym对FO菌丝生长速率的共毒系数(CTC)分别为391.16和356.11。测定GO-Met/GO-Hym对FO孢子萌发的影响,GO-Met/GO-Hym对孢子萌发的共毒系数(CTC)分别为221.42和292.35。测定GO-Met/GO-Hym对FO菌丝生物产量的影响,GO-Met/GO-Hym对FO菌丝生物产量的共毒系数(CTC)分别为156.24和155.58。对GO-Met/GO-Hym进行防治黄瓜枯萎病的温室盆栽试验,GO-Met/GO-Hym对黄瓜植株的保护作用均高于对照药剂Met/Hym。GO-Met等质量浓度处理的防治效果依次比对照组的防治效果提高了23.63%、31.82%和30.91%,GO-Hym的防治效果依次提高了13.64%、16.36%和29.09%。