关键词： S.oneidensis MR-1   金属/氧化石墨烯复合催化剂   PMS活化   电化学氧化  

摘要： 开发具有小尺寸金属活性中心的金属物种负载GO复合催化剂（M/GO）对活性黑5（RBK5）染料废水的处理具有重要意义.本研究创新性利用*** MR-1（MR-1）菌的胞外还原作用，制备铜/氧化石墨烯复合材料（MR1-Cu-GO）作为电催化（EC）及过一硫酸盐（PMS）协同催化剂.表征结果显示，所得MR1-Cu-GO具有良好的小尺寸Cu物种分布(dm约为5-10 nm)，且Cu物种以CuCl2、CuO和Cu2（OH）2CO3混合态为主.RBK5降解效率测试显示，MR1-Cu-GO/PMS，MR1-Cu-GO/EC，MR1-Cu-GO/EC/PMS体系对RBK5均有良好的降解效率.其中MR1-Cu-GO/EC/PMS体系降解效率最高，在外加电流为50 A/m2，PMS初始浓度为3 mmol/L的最佳条件下，借助HO·和SO4·ˉ等活性物质的产生，在30 min内可以达到100%的RBK5降解率.

关键词： 石墨烯   化学气相沉积法   少层石墨烯薄膜   拉曼光谱  

摘要： 不同于零带隙的单层石墨烯，少层石墨烯具有电场可调带隙、非常规超导及铁磁性等，在发展超快、低功耗、高集成度的电子、光电器件等领域有着广泛的应用前景。获得高质量少层石墨烯是实现其应用的先决条件，本文通过常压化学气相沉积法在Cu/Ni(111)合金表面制备少层石墨烯。研究发现通过改变电化学沉积时间以及电流大小可在Cu箔衬底表面制备Ni含量可控的单晶Cu/Ni(111)合金箔，在其表面成功制备出了覆盖率较高的少层石墨烯薄膜。

关键词： 四氧化三铁   石墨烯   磁场   定向排列   力学性能   水泥净浆  

摘要： 二维石墨烯（G）纳米片对水泥基材料有显著的增强效果，但通常情况下G是杂乱无章地分布在水泥基材料中。为了更好地发挥G的强化作用，本研究通过一步共沉淀法将Fe3O4纳米颗粒附着热还原氧化石墨烯（RGO）纳米片上制备了磁性纳米复合材料Fe3O4@ RGO（MGO），通过施加外磁场（MF）使不同掺量的MGO纳米片在水泥净浆（CP）中沿一定方向排列，分别通过测试垂直和平行于磁场方向上的硬化水泥净浆的抗压强度。研究结果表明经磁场诱导后掺入不同量MGO的水泥净浆平行于磁场方向的截面抗压强度均大于垂直于磁场方向的截面抗压强度；当MGO掺量为0.1%时，在平行于磁场方向的截面抗压强度比垂直于磁场方向的截面抗压强度高12.20%。说明MGO纳米片经磁场诱导后发生了定向排列，水泥水化产物更多的在平行于磁场方向上规整排列生长。本研究通过外部磁场诱导调控石墨烯纳米片定向排布，为特定用途下实现更高强度的水泥基材料提供了一种有效途径。

关键词： 聚丙烯   功能化石墨烯   分子动力学   导热绝缘性能   调控机理  

摘要： 为提升聚丙烯导热绝缘性能并探究性能调控机制，该文首先以-OH、-COOH、-NH2接枝石墨烯为基础，利用聚酰亚胺及衍生构型对氧化石墨烯进行接枝，形成功能化石墨烯，进一步采用功能化石墨烯对聚丙烯进行掺杂，然后利用分子动力学计算300 K下复合体系导热绝缘性能并揭示微观机理。结果表明：PP-PI-2-NH2体系的导热系数与相对介电常数较PP体系改善效果最优，导热系数提升201.17%，相对介电常数降低28.97%；PP-PI-1-OH体系的击穿场强提升最优，相较PP体系提升19.18%。同时，从自由体积、径向分布函数、声子态密度、密度泛函理论等角度揭示了提升聚丙烯导热与介电性能微观机理。研究结果可为提升聚丙烯导热绝缘性能提供方法指导和理论参考。

关键词： 断路器触头   铜钨合金   石墨烯   元胞自动机   电弧烧蚀  

摘要： 随着电力系统向高等级和大容量发展，对CuW80电触头耐烧蚀性提出更高要求。石墨烯(graphene，Gr)因其优异性能常被用作复合材料增强相。本文构建了介观尺度下石墨烯掺杂的CuW80电弧烧蚀元胞自动机模型，考虑了材料物理参量对温度的依赖特性与烧蚀过程中边界的移动，模拟得到温度场与熔化过程中熔坑形貌，研究了石墨烯含量与空间分布对CuW80烧蚀特性影响。根据各材料元胞状态与数量，提出烧蚀速率、完全烧蚀热流等作为评估参量，获得了石墨烯增强机理。与CuW80相比，CuW80Gr0.16wt%烧蚀速率降低8.068%，完全侵蚀热流提高4.302%，且与热量有足够接触面积和热通道时石墨烯增强能力最好，其可以提高热量向内部传递效率，减少界面材料损失。元胞自动机模拟方法可为CuW触头的跨尺度模拟提供方法支撑并指导增强设计。

关键词： 水泥   发泡聚苯乙烯   多层石墨烯   吸波性能   多孔结构   双层平板结构  

摘要： 为了应对城市建筑空间的电磁辐射威胁，本文研究了多层石墨烯（Multilayer graphene，MG）与发泡聚苯乙烯（Expanded polystyrene，EPS）球形颗粒对水泥基复合材料电磁吸波性能的影响规律，探究了双层平板结构EPS-MG-水泥基复合吸波材料的最优组合，阐述了该复合材料的吸波作用机制。实验结果表明：复合材料中的EPS颗粒在基体内形成了独特的多孔阵列结构，显著增强了材料与自由空间的电磁匹配性能；并且EPS球形颗粒既是透波剂也是谐振腔，在合理的掺量下能与MG搭配形成良好的多孔导电网络，可通过界面极化、电阻损耗以及极化弛豫等方式吸收入射电磁波的能量。在此基础上，通过双层平板组合结构，充分利用密度梯度及层间效应，进一步提高了电磁波能量在传输过程中的耗散作用，实现了结构与材料组分之间良好的协同增强效果，在2～18 GHz的有效吸收带宽达到了7.93 GHz，并获得-18.80 dB的最强吸收峰，具备良好的电磁吸波性能，为低成本建筑吸波材料的发展提供了新思路。

关键词： 氧化石墨烯   水泥砂浆   力学性能   耐久性   界面过渡区  

摘要： 界面过渡区（ITZ）是水泥基材料中最为薄弱的部分，对水泥砂浆和混凝土的力学性能和耐久性有决定性的作用。本研究通过将氧化石墨烯（GO）附着在砂粒表面，探究GO包覆砂（GO@sand）对水泥砂浆性能的影响。结果表明，砂在GO悬浮液中搅拌12h后，GO吸附量达到最大值0.093mg/g；当GO掺量为0.024%时，可以显著改善水泥砂浆的力学性能和耐久性能，相比基准试件，3d抗压强度和抗折强度分别提高了31.12%、23.21%；28d抗压强度和抗折强度也提高了11.76%、17.65%；砂浆抗渗压力提高了140%，抗硫酸盐侵蚀性能也有较大提升。通过对硬化后的水泥砂浆试块的XRD和SEM测试结果分析，表明吸附在砂表面的GO能加速ITZ区域的水泥水化进程、提高水化产物含量，增强ITZ的密实度，抑制微裂纹的扩展，从而增强水泥砂浆的力学性能和耐久性能。本文提供了一种GO@sand的方法来提升水泥砂浆的性能，凸显了GO@sand对ITZ纳米工程的有效性，可推广到其他水泥基材料。

关键词： 磺胺嘧啶   氧化石墨烯   适配体传感器  

摘要： 利用荧光素基团(FAM)标记的核酸适配体(FAM-SDZ30-1)为探针,氧化石墨烯(GO)为荧光猝灭剂,构建了一种荧光适配体传感器,用于检测长江水体中磺胺嘧啶(SDZ)残留。当溶液中不存在SDZ时,FAM-SDZ30-1通过π-π堆积作用吸附在GO表面,由于荧光共振能量转移,FAM-SDZ30-1的荧光被GO淬灭;当溶液中存在SDZ时,FAM-SDZ30-1与SDZ结合形成复合物,不能吸附在GO表面,溶液的荧光不变。在优化条件下,该传感器荧光强度与SDZ浓度在25~625 ng/mL范围内呈线性关系,相关系数R2为0.9986,检出限为53.13 ng/mL。该方法有望用于长江水体中磺胺嘧啶残留分析。

关键词： 纳米酶   类酶活性   农药分子检测  

摘要： 聚焦于开发掺杂型石墨烯纳米酶作为农药分子检测的创新策略,旨在克服运用传统酶抑制法检测农药残留对昂贵天然酶的依赖,提升农药残留检测的经济性。碳基纳米酶是天然酶的替代品,不仅继承了碳基材料成本低廉、资源丰富、生物相容性好的优势,显著增强了对农药分子的催化活性和选择性,实现了对农药分子的高效灵敏检测。因此,开发掺杂型石墨烯纳米酶并将其用于农药检测会大大降低检测成本,实现高效检测,从而拓宽纳米酶在环境监测与食品安全领域的应用前景。

关键词： 氧化石墨烯   碳纳米管   水性聚氨酯   防水透湿  

摘要： 将氧化石墨烯(GO)与碳纳米管(CNTs)在去离子水中混合,通过超声处理得到分散均匀的氧化石墨烯-碳纳米管(GO-CNTs)分散液。比较了纯WPU膜、GO改性WPU膜、CNTs改性WPU膜以及GO-CNTs改性WPU膜的性能,选取了最佳改性材料,再通过将不同质量分数GO-CNTs分散液与WPU共混,研究不同添加量对复合膜热学、力学、电学及防水透湿性能的影响,采用SEM、FTIR、水接触角和TG等方法对膜的结构和性能进行表征,并探究了添加GO前后蓄热性、抗菌性的变化。结果表明:当GO-CNTs添加的质量分数为0.6%时,复合膜的综合性能最佳,接触角为42.3°,顶破强力为38 N,拉伸强度和断裂伸长率分别为5.6 MPa、280%,电阻为49 GΩ,耐静水压为14750 mmH_(2)O,透湿率为2110 g/m^(2)·24 h,防水透湿性较好,可以应用于防水透湿织物,经改性膜贴合后织物的蓄热温度提升了13.7℃,抗静电性及抗菌性提升。