关键词： 棱刺球TiO2   溶剂热原位生长   TiO2-G共价复合材料   甲醛降解  

摘要： 空气污染严重危害到人体的身心健康,依靠传统吸附处理的方式容易存在吸附饱和、效率低下问题。光催化技术具有高效、可靠的优点,已经成为治理空气污染物的有效途径。TiO2是研究最为广泛的催化剂之一,然而,单一TiO2效率低下、光生电子-空穴对易再次复合等问题,制约了TiO2的进一步发展。基于在处理工业空气污染气体中,相关TiO2催化剂的形貌特征过于单一,主要以颗粒状为主,以及TiO2可见光催化活性弱等问题开展研究。本文采用溶剂热原位生长法,制备具有独特形貌的棱刺块TiO2-G共价复合材料（PTG）。同时以甲醛作为模拟工业空气污染物处理对象,测试PTG对甲醛的可见光催化降解效果,以此来丰富TiO2-G基复合材料在处理工业空气污染物中的研究。此外,对PTG进行多种表征方式表征。表征发现PTG中石墨烯片（Gs）与棱刺球TiO2（PT）较好的结合在一起,PTG保留了Gs与PT的晶体结构特征;PTG整体形貌为块状结构,表面布满大量的棱锥形TiO2尖刺,尖刺上布满大量的半球形凸点;PTG中Gs与PT之间以Ti-C、Ti-O-C共价键的形式结合;不同PTG块体之间还存在大量的孔洞结构,有利于甲醛气体的顺利通过;对PT和PTG进行可见光催化降解甲醛效果、循坏耐用性和多影响因素测试,动力学反应拟合分析、市面产品对比分析以及结构稳定性表征分析。实验发现在120min可见光照射下,PT能够降解61.6%的甲醛,在不同Gs掺比制备的PTG中,2%Gs掺比的PTG对甲醛降解效果最佳,甲醛最终降解率可达80.1%。经过5次循环甲醛降解测试后,PTG依旧保持了77.6%的甲醛降解率,且用Raman表征分析循环测试前后PTG的晶体结构,未发现PTG结构上产生明显的变化。在多种影响因素测试中,30mg使用量的PTG甲醛降解效果最佳;40%RH环境湿度下的PTG展现出最佳的甲醛降解效果。对PT和PTG进行动力学反应拟合分析,发现PT和PTG对甲醛的降解过程符合一级动力学反应过程,PTG拟合效果更佳,拟合R2可达0.987。与市面产品对比发现,欲达到市面产品类似甲醛去除效果,PTG具有更少使用量的优势。最后,对PTG进行EPR自由基检测发现,PTG在可见光照射下,能够产生强烈且持续的羟基自由基和超氧根自由基响应信号。进一步证实了PTG具有良好的可见光响应持续性,并推测出PTG可能的甲醛催化降解机理。

关键词： 石墨烯玻璃纤维   化学气相沉积   六方氮化硼   电加热装置   热稳定性  

摘要： 近年来,碳纤维,碳纳米管纤维,石墨烯等碳基电热材料,基于其优异的电学和热学性能,已被广泛应用于电子器件。石墨烯玻璃纤维（GGFF）作为一种新兴的柔性石墨烯基电加热材料,具备高导电性、高导热性,高电热响应速率,高功率密度等优异性质,在电加热领域表现出良好的应用前景。同其他碳基电热材料在高温的工作条件下面临严重的氧化问题一样,石墨烯在500℃大气环境下,就会由于自身碳原子被空气中氧气氧化而无法稳定存在。为了提升碳基电加热材料的抗氧化性,通常采用封装的方法使其与O2隔离,进而提升抗氧化性。传统的封装材料如有机聚合物、石英玻璃、陶瓷等均无法同时满足GGFF对热稳定性、柔性以及耐久性的要求。 六方氮化硼（h-BN）具有高热稳定性,高化学稳定性以及高机械强度,曾被广泛应用于小尺寸二维石墨烯器件的封装,是封装GGFF理想的材料之一。但对于表面结构复杂的纤维状石墨烯材料,传统的机械剥离-转移方法不再适用,因此,在本文中,通过化学气相沉积（CVD）法,直接在石墨烯表面生长纳米级h-BN,实现了GGFF的大面积、柔性、全覆盖、共形封装,成功制备h-BN/GGFF材料。基于该材料设计并构建了电加热装置并对其热稳定性与电加热性能做出评价。最后采用密度泛函理论（DFT）进行理论模拟,从微观层面揭示了h-BN封装后GGFF热稳定性上升的机理。 采用两步化学气相沉积（CVD）法,以玻璃纤维（GFF）为基底,依次生长石墨烯与h-BN,制备得到h-BN/GGFF。红外光谱、拉曼光谱、EDS测试以及XPS测试结果均表明在GGFF表面成功制备得到了h-BN;SEM结果表明,h-BN的封装并未对GGFF的微观结构造成影响;AFM结果表明,GGFF表面生长的h-BN厚度为纳米级,通过调控生长时间可以实现对h-BN厚度的精确调控。 为了进一步说明对GGFF进行封装的必要性,通过电路模拟预测GGFF电加热装置在高温下失效过程,模拟所得结果在实际实验中得到良好验证。基于GGFF与h-BN/GGFF分别构建电加热装置,并对两装置的热稳定性及电加热性能做出一系列测试。红外热成像监测数据表明,经h-BN封装后,GGFF在大气环境下的稳定加热时间提升了近7倍。拉曼光谱的测试结果表明,h-BN/GGFF的ID/IG值对温度的敏感性显著低于GGFF。在电加热性能方面,h-BN/GGFF电热装置继承了GGFF良好的柔性、高电热响应速率(158.8°C S-1)、高发射率（>0.8）、高循环稳定性等优异的性质。综上所述,h-BN封装可以显著提升GGFF热稳定性,且不会对GGFF电加热装置的电加热性能产生负面影响。 基于密度泛函理论（DFT）对h-BN/GGFF增强的抗氧化性和热稳定性的机理进行理论模拟。结果表明GGFF经h-BN封装后,O2在石墨烯缺陷处(Gsw)的吸附能上升,稳定吸附时间下降。这表明h-BN封装可以有效地削弱O2与石墨烯缺陷中心之间的电子相互作用,降低O2的吸附,增强GGFF的热稳定性。

关键词： 三维石墨烯   氮掺杂   孔结构   高级氧化   过硫酸盐   高锰酸钾  

摘要： 近年来,由于碳基材料具有低成本、高效率、可选择性去除污染物等优点,在高级氧化技术处理难降解有机污染物上有着广泛的应用。三维石墨烯在水处理中有操作便捷、易回收等优点,同时多孔结构会影响有机物和氧化剂的富集和运输,但孔隙结构对催化过程中对有机物氧化的作用机制仍有争议。本文综述了高级氧化技术（过硫酸盐和高锰酸钾）的研究进展,探讨了三维石墨烯基材料的合成、调控方法及在水体净化中的应用。针对三维碳材料孔作用机制不明确的问题,以氧化石墨烯为原料,制备了不同孔结构的氮掺杂三维石墨烯气凝胶（NGA）,并用于激活过硫酸盐和高锰酸钾降解有机污染物。结合催化动力学特征、作用机制和构-效关系,阐明了孔结构在催化过程中的作用机理。主要研究结论如下: （1）电子自旋共振（EPR）和淬灭试验揭示了电子转移（ETP）是NGA/PMS和NGA/PDS体系的主要氧化机制。NGA上丰富的N和氧基团有利于PDS的吸附,而PMS的活化主要依靠sp杂化域和石墨型氮。通过建立定量的结构-性能关系,首次揭示了碳多孔结构对PMS或PDS复合物在非自由基途径形成的内在影响。首先,NGA的多孔结构只有在催化中心与氧化剂相匹配时才对过硫酸盐的活化起到重要作用。其次较高的孔隙率提高了亲水性,促进了传质作用。此外,较高的过硫酸盐吸附量使PMS和PDS的有机物氧化动力学更快。 （2）通过包括电化学、淬灭、转化等实验,验证了NGA/PM体系主要通过电子转移和高价锰作用氧化有机污染物。在高温处理后,NGA表面基团含量降低,缺陷程度升高,增强NGA900/PM体系中电子转移的贡献。通过孔结构的影响发现,增加比表面积有利于提高对高锰酸钾的吸附量,从而增强氧化能力。除此之外,NGA/PM体系在实际水体和重复实验测试种仍能保持很好的催化活性。

关键词： 抗冲击材料   聚联硼硅氧烷   纳米二氧化硅   石墨烯   改性处理   力学性能  

摘要： 如今，广泛的冲击时常发生在日常生活中，如体育锻炼、车祸和枪击等。这些碰撞和恶劣的冲击会给人类造成不适、伤害甚至死亡。因此，开展对抗冲击材料的研究迫在眉睫。随着科技的进步，抗冲击材料的应用范围也不断扩大,如汽车、航空、运动防护、包装运输等领域都有了广泛的应用。研究人员正在努力开发出新型抗冲击材料，如碳纤维增强塑料、金属增强聚合物等，以提高材料的抗冲击性能。　　近年来，各种具有抗冲击性能的软智能材料已成为人类安全防护的热门研究领域。聚硼硅氧烷(PBS)是一种新型智能高分子材料，一旦施加的应力超过临界剪切速率，其粘度会急剧增加。由于出色的速率相关剪切硬化效应，PBS可作为弹性体应用于缓冲和减震，因此在振动控制、抗冲击和安全防护领域具有广泛的潜力。聚联硼硅氧烷(PDBS),相较于PBS的单硼结构，PDBS的联硼B-B结构更具有优异的粘弹性和抗冲击性能。然而，PDBS由于其自身的冷流特性以及较差的力学性能，极大限制了其在各个领域的实际应用。　　不仅如此，单一的PDBS材料通常缺乏特定的功能性，因此，引入填料来改性聚联硼硅氧烷材料成为了当前研究的热点。本研究针对填料(纳米二氧化硅、石墨烯)改性聚联硼硅氧烷材料的功能化与性能调控进行了系统的研究。相关研究内容如下:　　1.通过机械物理共混法成功制备了 PDBS复合亲疏水纳米二氧化硅复合材料。以PDBS为基底材料，分别加入亲水纳米二氧化硅、疏水纳米二氧化硅与其进行物理共混，探究亲疏水纳米二氧化硅与PDBS的相互作用以及对复合材料的网络结构和力学性能的影响。研究结果表明，亲水型的二氧化硅与PDBS之间的相互作用强于疏水性纳米二氧化硅，令人惊讶的是，基于这种强相互作用导致亲水型二氧化硅与PDBS形成的复合材料接触角大于疏水型纳米二氧化硅。同时，由于亲水型纳米二氧化硅与PDBS形成的相互作用更强，导致复合材料显示出更优异的力学性能，且由于PDBS基体中B-O动态键的存在，两种复合材料均显示出速率响应特性。这项研究有助于深入了解亲疏水纳米二氧化硅复合PDBS的相互作用，以及它对复合材料的网络结构和力学性能的影响，并提高复合材料的力学性能。本章的研究结果将为填料的亲疏水性对多功能复合材料的相互作用研究和应用提供重要信息，为改善复合材料的力学性能提供参考。　　2.基于第一个体系的研究结果，我们对亲水二氧化硅表现出来的特殊性能和作用机理进行深入探讨。本章采用机械物理共混法将亲水二氧化硅与PDBS进行复合，探究不同含量的二氧化硅对其复合材料的性能影响和作用机制。研究结果表明，随着二氧化硅的加入，30 ％的二氧化硅复合材料可以明显改善PDBS的冷流特性，维持复合材料的形状。且随着二氧化硅含量的增加，复合材料逐渐从粘性向弹性转变，其力学性能也逐渐增强，30 ％含量的二氧化硅的复合材料拉伸应力达到1.35 MPa,相较于PDBS提高了 45倍。不仅如此，二氧化硅的加入还大大提升了 PDBS的抗冲击性能以及抗穿刺性能，相较于纯PDBS,30 ％二氧化硅含量的复合材料抗冲击性能提高360 ％。40 ％二氧化硅含量的复合材料的抗穿刺力可达到877 N,是纯PDBS的12倍。本研究实现了对PDBS基体的冷流特性和抗冲击性能、抗穿刺性能的协同优化，在新型抗冲击材料、防弹衣设计、运动防护领域展现出广阔的前景，并且为下一代防护设备设计提供了新思路。最重要的是，基于PDBS优异的“固-液特性”，首次实现速率响应的穿刺行为。　　***优异的抗冲击性能为其复合材料的功能化和高性能化调控有力基础,多维填料可有效拓宽高分子材料的性能。在前期球形填料研究基础上，本章我们利用二维石墨烯（GP）填料与PDBS复合，采用简单的层层堆积方式制备得到具有各向异性的PDBD/GP复合材料。研究结果表明，1％含量的GP即可明显改善PDBS的冷流特性，并且随着GP含量的增加，5％含量的GP的接触角可达到117°，而PDBS的接触角仅为79°，表明复合材料逐渐从亲水向疏水转变。且通过层层堆积的方式，使得复合材料在不同方向上具有不同的热导率。5％GP含量的复合材料在平面上的热导率为1.08 W/mK,是PDBS的5倍，在垂直方向上的热导率是PDBS的4倍。不仅如此，GP的引入可大大提升PDBS的抗冲击性能，相较于纯PDBS,5 ％GP含量的复合材料对冲击力的衰减比PDBS的提升360 ％。同时，GP的引入还赋予复合材料良好的导电性，由于PDBS中B-O动态键的存在，使得复合材料还具有良好的自修复性能，这大大拓宽了复合材料使用寿命。本研究为电子设备领域新型材料自修复、导热、导电和抗冲击材料的研究提供研究基础和思路。

关键词： 石墨烯   太赫兹   全息超表面   漏波天线   可重构  

摘要： 太赫兹天线作为太赫兹通信系统的重要组成部分,越来越受到了人们的关注。石墨烯是一种由碳原子组成的六边形蜂窝状晶格平面结构材料,具有复表面电导率可调特性,在太赫兹波段的可重构器件方面存在多种应用。结合石墨烯与全息漏波超表面的特点,对提升太赫兹天线的性能具有很大的研究价值。本文研究了基于石墨烯的太赫兹全息漏波天线,设计并提出了四种结构类型天线,以满足不同的应用场景,主要研究内容如下: 1、介绍了石墨烯的复表面电导率模型,给出石墨烯在直流偏置电压下的可调特性以及在电磁仿真软件中的石墨烯建模方法。依据均匀漏波天线以及周期性漏波天线的工作方式,并从光学全息原理出发,阐述全息漏波超表面天线的调制方法。 2、提出基于石墨烯太赫兹一维扫描全息漏波天线。建立一维全息漏波天线的阵因子模型,分析不同条件下单元权重因子、单元间距以及传输损耗对辐射方向图的影响,并给出1bit幅值调控方法。基于石墨烯不同化学势下复表面电导率可调的特性,设计了加载石墨烯的缝隙辐射单元,其具备开和关两种辐射状态。进一步构建了基于微带线的平面石墨烯宽角扫描全息漏波天线,并通过相位补偿,实现了扇形波束大角度扫描,在扫描范围-58度到58度范围内,实际增益达到10 d Bi以上,并且天线波束指向的仿真值与理论值之间的差异小于5度。在此基础上,研究了柱面共形状态下全息漏波天线幅值调控方法和可重构方向图设计,在柱面对应圆心角为0度、30度、60度和90度情况下,天线均具备良好的波束扫描性能。 3、提出基于石墨烯太赫兹二维扫描全息漏波天线。给出两种提升一维全息漏波天线辐射波束指向自由度的方案。第一种方案采用Pillbox系统,利用抛物反射面生成具有平面波前的准TEM波给缝隙单元空间馈电。在激励1端口时能够实现-61.9到56.5度的扫描范围,增益超过20 d Bi,波束指向最大误差为3.5度。基于馈源的横向偏焦特性,分别采用不同端口馈电使得在相同的孔径上得到五种不同的二维扫描辐射方向图,实现二维空间笔形波束扫描。第二种方案基于平行平板波导结构,利用同轴线产生的具有柱面波前的准TEM波给缝隙单元馈电。根据全息漏波辐射原理独立调控每一个辐射单元,实现波束二维连续扫描。在方位角0度和90度时分别实现了-61度到61度以及-56度到56度的扫描范围,增益超过11.2d Bi。设计出的天线在方位面和俯仰面扫描过程中拥有了更高的自由度。

关键词： 超级电容器   石墨烯   SiC升华法   化学气相沉积法   电化学性能  

摘要： 石墨烯是一种具有特殊二维结构的新型碳材料，由于它具有巨大的比表面积、极高载流子迁移率、优异的热导率、透光率和导电率等特点，可应用于光电探测、半导体器件、能源、超灵敏传感器和超级电容器等众多领域。超级电容器作为一种新型储能装置，极高的功率密度和循环稳定性离不开优异的电极材料，石墨烯也被认为是超级电容器的理想电极材料。因此，大规模制备优质的石墨烯显得尤为重要。目前石墨烯的制备方法众多，本论文在克服现有石墨烯制备技术的不足之处，分别探究了升华SiC法和化学气相沉积法制备工艺，制备得到叠层石墨烯和三维石墨烯，并通过一系列表征手段分析了所制备的样品的形貌结构。通过电化学工作站测试并分析了叠层石墨烯和三维石墨烯电极的电化学性能。本论文的主要研究内容如下：　　（1）在高真空、高纯保护性气体、和高精度控温控压条件下对分别对SiC多晶和单晶进行高温分解后缓慢冷却降温，得到无序的片状石墨烯和叠层石墨烯。通过多种表征手段得出实验制备的片状石墨烯的比表面积为12.0371m2/g，平均孔径为5nm;叠层石墨烯可达几十甚至上百层，每一层石墨烯均为单层石墨烯，石墨烯层与层之间相互平行且间距约为0.5nm。各层石墨烯层中的原子排布及原子间距相同，石墨烯层之间没有扭转角度。通过电化学性能测试得出叠层石墨烯电极表现出良好的电化学性能，在-0.3V-0.5V电压窗口下测得不同扫描速率下的比电容为10mv/s（76F/g）、40mv/s（71F/g）、80mv/s（68F/g）、100mv/s（65F/g）、200mv/s（61F/g）;在电流密度为10mA/cm2条件下经过10000次充放电循环后，电容保持率高达85.5%。　　（2）使用传统涂覆法制备得到三维石墨烯，该方法由于石墨烯层数不可控限制了其电化学性能发挥，随后利用化学气相沉积法制备得到单层三维石墨烯并在稀盐酸溶液中刻蚀掉三维结构泡沫镍得到实验所需的三维石墨烯薄膜。通过扫描电子显微镜观察到三维石墨烯具有丰富的自支撑孔道结构。通过电化学性能测试得出去除泡沫镍石墨烯有更好的电化学性能，随后对比分析了未去除泡沫镍三维石墨烯、去除部分泡沫镍三维石墨烯的电化学性能，得出在10mV/s~100mV/s的扫描速率下，去除部分泡沫镍三维石墨烯质量比电容（10mv/s（84F/g）、20mv/s（78F/g）、40mv/s（71F/g）、60mv/s（65F/g）、80mv/s（60F/g）、100mv/s（55F/g））比未去除泡沫镍三维石墨烯的质量比电容（10mv/s（18F/g）、20mv/s（17.2F/g）、40mv/s（17.4F/g）、60mv/s（16.3F/g）、80mv/s（15.8F/g）、100mv/s（15.1F/g））有成倍的增加，这得益于镍元素的存在增加了其电化学活性。

关键词： 第一性原理   CuP2   扩散能垒   锚固效应   理论容量  

摘要： CuP2由于其理论容量比较高被认为是一种有应用前景的二次电池负极材料,但CuP2在充放电过程中存在明显的体积膨胀,导致其容量急剧衰减。如何调控CuP2中Cu-P键的断裂速率,并抑制转换反应产物Cu的扩散是解决这个问题的关键。采用单石墨烯体系对CuP2锚定是改善这个问题的有效方法,但其内在机理有待深入探究。因此我们采用第一性原理计算方法对CuP2/单空位缺陷石墨烯（SVG）和CuP2/石墨烯储Li/Na/K机理进行了系统的研究,并取得了如下结果: （1）获得了CuP2/SVG的储Li机理。通过计算我们发现CuP2的HOMO-LUMO间隙最高（2.45 e V）并且垂直电子亲和能最低（0.64 e V）,因此CuP2的稳定性最强;通过比较SVG与（CuP2）_n（n=1-6）团簇之间的平均吸附能,我们发现CuP2/SVG的吸附稳定性最高;通过对CuP2/SVG在储Li过程中结构变化的分析,发现LixCuP2/SVG（x=0-3）的Cu-P断键速率较慢;通过研究CuP2/SVG与Li的微观化学反应,可知CuP2/SVG在储Li过程中表现出比CuP2更稳定的反应能垒;采用CI-NEB方法研究了CuP2/SVG与Li反应完全后Cu离子的扩散机理,结果表明由于SVG的锚固作用使Cu离子在CuP2/SVG体系中的扩散能垒远大于在CuP2中的扩散能垒（0.64 e V vs.0.19 e V）;最后计算了CuP2和CuP2/SVG的理论容量和理论电压,结果表明CuP2/SVG比CuP2具有更低的初始电压和更稳定的电压平台。 （2）获得了CuP2/SVG的储Na机理。通过计算石墨烯与（CuP2）_n（n=1-6）团簇之间的平均吸附能,我们发现CuP2/石墨烯的吸附最稳定;通过搜索CuP2/SVG与Na的最优反应路径,可知CuP2/SVG在Na储存过程中表现出比CuP2和CuP2/石墨烯更稳定的反应能垒;通过爬坡弹性带方法（CI-NEB）研究CuP2/SVG与Na的反应产物Cu离子的扩散能垒为0.75 e V,远大于CuP2与Na完全反应后Cu离子的扩散能垒（0.41e V）;最后通过对理论电压和理论容量分析可知CuP2/SVG具有比CuP2和CuP2/石墨烯更稳定的电压分布。 （3）获得了CuP2/SVG储K机理。通过对K浓度逐渐增加过程中Cu-P键长的变化曲线分析可知由于CuP2与SVG之间的锚固作用,CuP2中Cu-P键长的剧烈波动得到了明显抑制,从而克服了CuP2在储K过程发生的剧烈体积膨胀;进一步分析可知CuP2/SVG在与K反应时具有比CuP2更稳定的反应能垒;通过对K6CuP2/SVG进行电子结构分析,结果表明Cu和K原子之间容易形成离子键;接着采用CI-NEB方法发现Cu离子在CuP2/SVG中的反应能垒远大于其在CuP2中的反应能垒,并且CuP2/SVG与CuP2相比具有更稳定的电压分布。

关键词： 石墨烯   放大基底   阵列压力传感器   灵敏度   传输系统  

摘要： 随着物联网时代的快速到来,各行各业对高性能压力传感器的需求与日俱增。石墨烯凭借着良好的物理参数而备受科学界的青睐,被广泛地应用于传感器研究中。然而,目前大多数研究所用的石墨烯复合物需要较为复杂的工艺和较高的制造成本,导致石墨烯在实际应用中还不够广泛。因此,简化制备工艺的同时兼顾传感器性能变得尤为重要。针对这一问题,本文提出了一种解决方案,通过激光直写法制备具有不同图案的激光诱导石墨烯（Laser Induce Graphene,LIG）压力传感器,经过简单封装后便可直接用于压力测试。随后再从石墨烯图案结构、3D打印树脂放大基底对传感器性能的影响等方面,探究将简单工艺制备出的石墨烯压力传感器与压力传感放大结构相结合,从而为实现压力传感器低成本、短周期、高性能的目标奠定基础。本论文具体研究内容如下:（1）利用激光直写法制备出具有不同图案结构的激光诱导石墨烯压阻片,借助SEM、XRD、拉曼光谱等表征方法对压阻片的形貌和成分进行分析,验证所制备出的样品成分和品质,并从微观结构探究其传感机制。通过SEM图观察到样品表面的线条宽度约为80～90μm与激光打印机线宽大致相同,石墨烯层厚度约为60～70μm;XRD测出的两个峰与前人的研究成果所述基本一致;拉曼光谱所测的D、G、2D三个峰的值印证了样品的石墨化程度较高,层数较厚。通过表征可以得出本文制备的样品为典型的LIG,作为压力传感器时其凹凸不平的表面形貌能够提高传感器的灵敏度。（2）对激光诱导石墨烯压阻片进行简单封装后探究不同的石墨烯图案结构对传感器灵敏度的影响,寻找能够提高传感器灵敏度的图案结构,并测试压力传感器相关的其它电学性能参数。本文用相同工艺制备了面积均为2.25 cm2的圆形、正方形、网状正方形三种不同图案结构的石墨烯压力传感器。根据测试,在200 Pa以下的范围内,网状正方形图案结构达到了0.303 k Pa-1的高灵敏度,圆形和正方形约为0.069 k Pa-1,网状结构的放大效果约为其他两种结构的4.4倍。当压强在200 Pa～1 k Pa范围内时网状结构灵敏度约为0.038 k Pa-1,圆形和正方形约为0.031 k Pa-1,三者的灵敏度都大幅度降低、相互之间的差距缩小。（3）基于3D打印的方法制备出具有不同图案的树脂材料压力放大基底,探究在压强在1k Pa以上时提高压力传感器灵敏度的方法。使用COMSOL软件建立无放大基底和具有单层、双层放大基底的有限元分析模型,分析在0 k Pa、5 k Pa、10 k Pa、15 k Pa压强时各模型的石墨烯层受力情况。测试结果表明,压力传感器在双层放大图案结构基底中灵敏度可提高40%～65%。（4）为扩大压力传感器的应用领域,本文基于以太网传输设计了一个3*3压力传感器阵列的远程信号传输系统。该系统由前端硬件电路、FPGA信号处理传输和上机位远程实时监控系统三大模块组成。该系统能通过上机位远程控制传感器数据采集、处理、保存,并可以直观地观测到阵列中各传感单元当前的工作状态。