关键词： 护栏   热浸镀锌   石墨烯纳米复合防腐涂料   抗腐蚀  

摘要： 针对常用镀锌公路护栏抗腐蚀性能一般、易变色且其镀锌工艺易影响防腐效果等问题,提出将石墨烯纳米复合防腐涂料用于公路护栏防腐。通过对传统镀锌、镀锌喷塑防腐涂层和石墨烯纳米复合防腐涂层做对比试验,并分别进行抗腐蚀、耐紫外线和机械性能试验。结果表明石墨烯纳米复合防腐试件抗腐蚀性能和机械性能均明显优于镀锌试件和镀锌喷塑试件,三者抗紫外老化性能几乎一致。由此得出石墨烯纳米复合防腐涂料满足工程使用要求并优于镀锌及镀锌喷塑防腐。

关键词： 过渡金属硫化物   纳米石墨烯片   量子限域效应   石墨烯薄膜   石墨烯量子点   非线性光学   太阳能电池   层状材料  

摘要： 以石墨烯、过渡金属硫化物等为代表的二维层状材料,因其独特的结构和优异性能,受到广泛关注,推动了材料领域的深入发展.对层状材料的尺寸和维度进行工程设计是赋予其新特性,并拓展其应用领域的关键.以石墨烯量子点为例,其独特的量子限域效应和边缘效应等,使其具有与大尺寸石墨烯薄膜截然不同的光学与电学性能,在非线性光学、太阳能电池和电催化等领域中具有广泛的应用前景.

关键词： 二维材料   单晶   绝缘衬底   石墨烯   化学气相沉积  

摘要： 二维材料因其原子级的厚度而展现出优异的电学、光学、磁学和热学性质,在电子、光电和能源等领域具有广阔的应用前景.随着传统硅基器件逼近物理极限,摩尔定律的延续面临着巨大挑战,二维材料被寄望于超越硅基材料以实现新一代电子器件的构建.可控制备大尺寸单晶二维薄膜是实现其高性能和大规模应用的关键.过去十几年来,研究人员在二维单晶的材料生长方面付出了大量努力,典型的二维导体石墨烯、半导体过渡金属硫族化合物和绝缘体六方氮化硼的生长尺寸已经由微米级扩展到晶圆级.然而,二维材料薄膜通常需要覆盖在绝缘衬底上才能充分发挥性能,因此在绝缘衬底直接生长二维单晶材料是实现高性能电子和光电子器件的终极目标.本文从绝缘衬底上不同种类二维单晶材料的生长行为展开探讨,回顾了近十年来过渡金属硫族化合物、石墨烯和氮化硼在绝缘衬底上的生长策略以及机理,对绝缘衬底上制备高质量二维单晶材料面临的挑战和未来发展进行了总结和展望.

关键词： 导电粒子   电磁特性   吸波性能   纳米纤维复合膜   静电纺丝   石墨烯  

摘要： 选用氧化锌、石墨烯和铜粉等导电粒子作为电磁介质,采用“静电纺丝+喷雾法”制备导电粒子掺杂聚乳酸纳米纤维复合膜,对复合膜的结构和电磁特性进行表征,并研究导电粒子种类及其含量、膜材厚度对复合膜电磁参数的影响,进而预测膜的吸波性能。结果表明,导电粒子掺杂复合膜的电磁参数特征与导电粒子含量有关,导电粒子质量分数增加,膜材的介电常数实部和虚部明显表现出增大的趋势,石墨烯掺杂复合膜具有较大的介电参数,介电损耗远大于磁损耗,石墨烯质量分数为25%的复合膜在膜材厚度为10.0 mm时的反射损耗为-27.51 dB。掺杂膜材厚度增加,同质量分数下反射损耗的峰值逐渐从高频向低频移动,复合膜倾向于选择吸收波长更长、频率更低的电磁波;导电粒子含量增加,最小反射损耗值逐渐减小,较多的导电粒子能够形成较完整的导电网络,极化能力和介电损耗增强,电磁损耗增加。反射损耗值和吸收带宽与导电粒子含量和膜材厚度有关,可通过调节导电粒子含量和膜材的厚度来调控膜材料的电磁吸收性能。

关键词： 石墨烯   还原氧化石墨烯   聚丙烯腈   气体传感器  

摘要： 石墨烯材料被广泛用于应变传感器的制备中,但是如何使其具备更高的灵敏度一直是研究人员的一个困扰。基于石墨烯优异的导电性和拉伸性,结合质量轻且多孔的聚丙烯腈(PAN)纳米纤维膜制备一种高灵敏度柔性应变传感器。通过设置定量的PAN与三个梯度质量的石墨烯形成对照实验,探究石墨烯含量对复合材料的性能影响。结果表明,石墨烯质量分数增加,会促使PAN/rGO复合材料的孔隙结构变大且均匀,石墨烯含量越高,复合材料电阻变化率越大,电导率越大,在吹气实验中,2 s内就可以完成一次气体压力检测,是制备高灵敏度形变传感器的理想材料。

关键词： 轨道角动量   均匀圆阵列   可调谐   太赫兹   石墨烯  

摘要： 为了拓宽通信系统的信道容量,设计了一种新型双环相控微带天线阵列。该天线阵列以同轴馈电的圆形石墨烯贴片作为阵元,内环包含8个阵元,外环包含16个阵元,均等间隔分布在一个同心圆上。仿真结果表明,双环轨道角动量(Orbital Angular Momentum,OAM)微带天线阵列通过调整相位分布,可以产生模态为l=0、l=±1、l=±2、l=±3、l=±4、l=±5的电磁涡旋波束,并且双环OAM微带天线阵列实现了比单环更高的增益,最高增益达到19.2 dBi。通过改变石墨烯的化学势,该天线可实现5.59~6.28 THz频率可调,为未来无线通信系统的容量提升和频谱利用率优化提供了一种新的选择。

关键词： 氧化石墨烯   PU/r GO海绵   超亲油疏水   油水分离装置   工业应用  

摘要： 采用改进的Hummers法制备氧化石墨烯(GO),经超声浸渍和电热鼓风干燥箱170℃高温还原法成功制备出超亲油疏水的PU/r GO海绵。通过对制备的PU/r GO海绵进行了形貌、接触角和油水分离性能进行测试研究。结果表明,PU/r GO海绵对多种有机溶剂接触角0°,而水接触角则达到154.7°,经过连续油水分离器吸附挤压10次后,水接触角降低至140.2°,仍旧具有较好的亲油疏水性能。进水流量为50L·h^(-1)时,油水分离装置的平均除油率达最优。保证平均进水含油量为1807mg·L^(-1),稳定连续运行103h后PU/r GO海绵达到吸附饱和,出水平均含油量为10.0mg·L^(-1)左右,经测算PU/r GO海绵动态吸油量为8.32g·g^(-1)。自主研发生产的以PU/r GO海绵为核心单元的石墨烯基亲油疏水油水分离设备,可以实现不损失胺液的同时下,对含油贫胺液进行高效的油与胺液的分离,除油效率最高可达95%以上。

关键词： 变压器   石墨烯   片式散热器  

摘要： 通过数值模拟的方法,比较了使用石墨烯涂层前后变压器散热片的散热性能变化,研究了变压器石墨烯片式散热器散热性能的影响因素。模拟结果表明,涂覆石墨烯涂层的片式散热器散热性能相比常规涂层得到提升,且散热量随散热片数和散热片高度的增加而增大。

关键词： 电化学工程实验   实验教学   石墨烯   水性环氧涂料  

摘要： 将石墨烯水性环氧防腐涂料技术设计应用于本科生的电化学工程实验,使前沿的科研成果和电化学实验教学有机结合,让学生充分了解涂层技术在金属防腐蚀领域应用进展,可进一步巩固学生的专业知识和实验技能,提高学生从事科研的实际操作能力。有利于拔尖创新复合型人才的培养,充分体现了科研成果对实验教学和人才培养的支撑作用。

关键词： 钠离子电池   负极   多孔碳微球   淀粉   石墨烯  

摘要： 硬碳材料具有结构稳定、比容量高和安全性好等特性,是理想的钠离子电池负极材料。生物质及其衍生物由于储量丰富、价格低廉可作为制备硬碳的绿色低成本碳源。然而,采用传统的直接碳化策略难以精确调控硬碳材料的微观结构,不利于提升材料的比容量和倍率性能。本文利用喷雾冷冻干燥和低温热解技术成功制备了多孔碳微球(PCGS)。利用扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射(XRD)和拉曼光谱(Raman)等表征手段并结合电化学性能测试,对材料的形貌结构与电化学性能间的构效关系进行了系统研究。结果表明,PCGS的的直径在10~60μm,其储钠性能明显优于采用直接碳化法制得的硬碳材料。在0.1 C电流密度下,PCGS的可逆比容量高达280 mA·h/g,在0.2 C电流密度下循环100圈后比容量仍然保持在230 mA·h/g,容量保持率为92%。此外,还采用原位拉曼技术研究了多孔碳微球的储钠机理。本文的研究结果为高性能硬碳材料的结构调控及性能优化提供实验参考和指导。