关键词： 奈基环氧树脂   石墨烯   制备  

摘要： 针对萘基环氧树脂-石墨烯复合材料的制备工艺进行研究,设计萘基环氧树脂-石墨烯复合材料试验制备,分析在1,6-DNGE中加入不同比例2-NGE对体系相关的影响,确定1,6-DNGE/2-NGE-10%性能最优,之后向其中加入不同比例的石墨烯制作复合材料,在石墨烯比重为0.0269%时,材料在机械性能、热机械性能方面具备最佳性能。

关键词： 析氢反应   电催化剂   ScN_(x)C_(4-x)掺杂石墨烯   密度泛函理论  

摘要： 高效析氢反应电催化剂的开发对氢能源的推广应用、缓解能源危机和环境问题具有重要意义。本文通过理论计算探究了ScN_(x)C_(4-x)掺杂石墨烯体系的酸性和碱性HER活性。研究发现ScN_(3)C_(1)、ScN_(4)因ΔGH*较接近于0,有望成为具有较高的酸性HER活性的电催化剂。水解离反应自由能ΔGdiss为正的ScN_(1)C_(3)、ScN_(2)C_(2-b)、ScN_(2)C_(2-c)、ScN_(4)受阻于室温下水不能自发分解,不具备碱性析氢活性。ScC_(4)、ScN_(2)C_(2-a)因强的氢吸附而碱性析氢受阻,但ScN_(3)C_(1)因对氢和羟基的恰当吸附及较低的水解离动力学能垒,有一种优异的碱性析氢电催化剂。

关键词： 碳纳米管纤维   动态强度   高性能纤维材料   中国科学技术大学   超高强度   高速冲击   石墨烯   高应变率  

摘要： 现代工业和国防领域,特别是在承受高速冲击和高应变率环境中,对高性能纤维材料的需求日益增长。碳纳米管(CNTs)因其超高强度和优异的力学性能而被视为构建高性能纤维的理想材料之一。然而,将CNTs加工成纤维时,其机械性能往往难以达到单个CNT的内在强度。针对这一挑战,来自北京石墨烯研究院、武汉大学、中国科学技术大学等多家单位的研究团队制备了一种新型碳纳米管纤维(CNTFs),其动态强度高达14 GPa,为高性能纤维材料的应用开辟了新的可能性,相关成果于2024年6月20日发表在《科学(Science)》杂志上。

关键词： 层状结构   石墨烯   电热除冰   旋涂  

摘要： 风机叶片覆冰是影响风电机组安全运行的重要因素之一,叶片防/除冰成为亟待解决的问题。利用苯胺提高石墨烯在聚偏氟乙烯(polyvinylidene fluoride,PVDF)基体中的分散度,通过旋涂法制备层状结构的改性石墨烯(graphene emeraldiline benzene,GEB)/聚偏氟乙烯复合电热涂层,针对涂层的机械性能、电热性能和除冰性能展开研究。实验结果显示,在相同GEB含量下,相比刷涂法,旋涂法制备的样品拉伸强度提高38.3%,最大应变值提高118.8%;在20 V加载电压下,旋涂法样品升温极值较刷涂法提高了8.62℃;在多倾角环境下旋涂法样品的除冰时间比刷涂法样品减少了20 s左右。结果表明旋涂法构造的层状堆叠结构能够增强涂层拉伸强度和柔韧性,在提高涂层机械性能同时具备良好的电热性能和除冰性能,为电热涂层除冰提供了一种新的思路。

关键词： 磁性复合材料   氧化石墨烯   染料   吸附去除  

摘要： 本研究利用Fe_(3)O_(4)@SiO_(2)/PEI修饰的氧化石墨烯磁性复合材料(MSPG)去除水中含阴、阳离子染料废水。其中,MO在pH为4.0时吸附量达最大值233.5 mg/g,CR在pH为6.0时吸附量达最大值213.5 mg/g,而MB在pH为10.0时吸附量达最大值99.89 mg/g。MSPG对CR和MB的吸附过程更符合Freundlich吸附模型,MSPG对MO的吸附更符合Langmuir吸附模型。同时,MSPG对MO、CR和MB焓变ΔH°值均为正值,吉布斯自由能ΔG°均为负值,说明吸附过程均为吸热和自发的过程。与Fe_(3)O_(4)@SiO_(2)/PEI相比,MSPG不仅对阴离子染料MO和CR有较高的吸附,而且对MB也有一定的吸附,表明GO的加入,使MSPG去除CR和MB的能力显著增强,并且具有更加广泛的实用性。

关键词： 石墨烯   电热涂料   界面效应   分散度  

摘要： 碳系电热涂料以高电热转化率、安全稳定、适用性强等特点成为电热功能性涂料主流的研究方向。其中以石墨烯为导电填料的石墨烯电热涂料深受研究人员青睐,但是影响石墨烯电热涂料性能的因素众多,为此国内外科技工作者进行了大量的研究。综述了影响石墨烯电热涂料性能的因素,着重分析了制备工艺、界面效应、分散度、粘结剂等对石墨烯电热涂料性能的影响,最后指出了石墨烯电热涂料目前存在的问题并展望了其未来发展趋势。

关键词： 还原氧化石墨烯   海藻酸钠   Cu2+   电化学检测   灵敏度  

摘要： 还原氧化石墨烯(rGO)作为一种导电材料可用于电化学侦测Cu^(2+),但是rGO材料在水体中容易发生堆叠现象,降低电化学检测性能,海藻酸钠(Sodium Alginate,SA)作为一种聚电解质可以有效抑制rGO的堆积。鉴于此,对制备掺杂rGO微片的海藻酸盐凝胶材料进行了研究,并结合微电极芯片实现对浓度从mM级至pM级Cu2+样品的电化学测量。试验结果表明:“石墨烯凝胶复合物”可以在低浓度条件下实现对Cu2+浓度的电化学测量,检测铜离子的最低浓度约为1×10^(-12 )mol/L,且对应的检测灵敏度大于42.8 dB(未覆盖金薄膜芯片上42.83 dB,覆盖金薄膜芯片上49.15 dB)。

关键词： 实验设计   数据处理   前沿科研成果   激光诱导石墨烯复合材料   科研素养  

摘要： 《实验设计与数据处理》是为化工和材料等专业开设的一门专业选修课,在科学研究、工程技术和工艺生产等方面发挥着重要的作用。但是该课程涉及大量的数理统计学知识和计算,内容比较抽象,学生在课堂上的学习积极性不高。通过将与材料科学或化学化工等相关的研究前沿成果融入课程教学中,不仅可以丰富教学内容,而且可以将枯燥乏味的理论知识与实际应用相结合,使学生们深刻感受该课程在科学研究和实际生产工作中的地位和应用价值,从而激发学生的学习兴趣和热情。本文以“激光诱导石墨烯复合材料的制备及应用”为教学案例,让学生在科学前沿的具体案例中体会到实验设计和数据处理的具体过程,培养学生的科学思维并提升其科研素养,为学生的学习、毕业设计及未来的工作开展打下坚实的技术技能基础。

关键词： 石墨烯   量子点   高温防腐   海洋防腐   换热  

摘要： 石墨烯是一种二维片层纳米材料,因其本身极佳的隔绝防腐性能、高发射率、高热导率、高导电性能在防腐、导热领域应用广泛。本文简述了通过量子点锚定分散技术制备低成本高稳定性石墨烯的方法。石墨烯应用于无机耐高温涂层领域,提升了涂层的防腐、导热性能,实现电厂高温受热面防腐增效的目的。在海洋重防腐领域,石墨烯的添加节约了不可再生资源锌粉的用量,增强了涂层内部锌粉利用率,延长涂层阴极保护时间。

关键词： 环境挑战   水泥基复合材料   碳排放量   石墨烯   可持续性   建筑工程  

摘要： 近日,美国弗吉尼亚大学研究人员在3D打印混凝土领域取得重大进展。他们研发出了一种更具可持续性的可打印水泥基复合材料。这种新材料将石墨烯与石灰石煅烧黏土水泥(LC2)相结合,不仅强度和耐久性得到提升,而且显著降低了碳排放量,为解决3D打印建筑中的环境挑战提供了新方案。该研究成果发表在最新一期《建筑工程杂志》上。