关键词： 石墨烯   生产废酸   截留率   耐酸纳滤膜元件   资源化  

摘要： 作为一种新型分离技术,膜分离技术广泛应用于处理工业废水。为考察耐酸纳滤膜技术对石墨烯行业生产废酸的处理效果,试验分别采用国产膜元件和进口膜元件对废酸进行处理。结果表明,两种膜元件对锰离子的截留率较高,截留率为88%~97%;两种膜元件对钾离子的截留率差异较大,进口膜元件截留率大于50%,国产膜元件大于20%;运行过程中,国产膜元件的运行压力约为进口膜元件的一半。运行结果表明,膜分离技术用于处理石墨烯行业废酸,工艺可行。

关键词： 氧化石墨烯   聚酰亚胺   分子动力学   界面   ReaxFF  

摘要： 采用分子动力学模拟的方法,建立了氧化石墨烯(GO)和聚酰亚胺(PI)的模型,探究了GO/PI复合体系中的界面相互作用,以及在2873、3073和3273 K温度下GO与PI之间的反应路径。通过分析相互作用构型演变过程、时间/相互作用能曲线和温度/相互作用能曲线,揭示了GO与PI之间存在着较强的界面相互作用,这主要源于它们都具有sp2杂化的π共轭结构。ReaxFF分子动力学模拟了GO/PI复合体系在高温下可能的反应路径,结果表明在高温下GO转变为还原GO(rGO),PI发生热解并主要引发酰胺键的断裂,形成的碳团簇碎片上的N、O活性点位与rGO发生共价键连接,并进一步促成rGO边缘新结晶碳簇的形成。温度的升高可以促进GO/PI复合体系中rGO的结晶度的增加,对rGO上的元素及碳环数量进行了分析显示rGO上新增的6元环数量由2873 K的142.1%增加到3273 K的195.3%。该研究揭示了GO/PI复合材料在高温下反应的过程,为研究高性能石墨烯膜的制备提供了重要的理论支撑。

关键词： 还原氧化石墨烯   甲醛   静态吸附特性   重复性能  

摘要： 研究了新型还原氧化石墨烯空气过滤材料的甲醛吸附性能。考察了不同甲醛浓度、空气温度和湿度对新型还原氧化石墨烯空气过滤材料甲醛吸附容量的影响并分析其吸附机理,采用升温脱附和置换脱附探究其循环使用性能。结果显示:该新型过滤材料对甲醛有较好的吸附性能,在起始浓度8 mg/m^(3)、温度26℃、湿度50%的条件下,材料对甲醛吸附容量为0.217mg/g;但随着温度的升高吸附容量会降低;湿度对吸附容量的影响呈现出先增高而后降低的趋势,在相对湿度60%左右吸附容量达到最大;采用Langmuir模型对材料吸附等温线的拟合程度更好。其次,采用置换脱附的效果好于升温脱附,循环5次后,其脱附率分别可达85%和52%。

关键词： 柔性导电纤维   三轴结构   石墨烯   碳纳米管   多功能传感器  

摘要： 为解决现有智能可穿戴器件导电性及耐久性差、功能应用单一、无法很好满足智能可穿戴系统对相关设备的需求等问题,以聚氨酯为基体,石墨烯和碳纳米管为导电材料,利用湿法纺丝工艺制备了3种三轴导电纤维。通过形貌表征和性能测试对其传感性能进行研究,并对3种导电纤维在实际场景中的应用情况进行测试。结果表明:由于芯层和外层聚氨酯的支撑保护作用,3种导电纤维不仅具有高灵敏度(最大为249)和高拉伸性(600%),而且具有很好的耐久性;同频率和同弯曲深度下石墨烯导电纤维最为灵敏,输出电信号最大,证明其传感性能最好;3种导电纤维在超过1000次的拉伸循环后仍能稳定输出电信号,且在跟随关节运动产生拉伸与回复的过程中,能够稳定监测不同部位的运动幅度及产生的电信号,表明其作为柔性可穿戴传感器具有很好的应用前景。

关键词： 高科技竞争   产业升级   导电导热性   生物医疗   航空航天   量子计算   碳中和   新兴材料  

摘要： 石墨烯,被誉为“新材料之王”,是迄今为止已知的最薄、最轻、强度最高、导电导热性佳、透光率高的新兴材料。在碳中和、量子计算、集成电路、5G/6G下一代通信、下一代能源、生物医疗、航空航天等诸多领域有着广泛的应用前景,是主导未来国际高科技竞争的超级材料,也是当前世界各国产业升级的战略突破点和国际竞争新焦点。

关键词： 石墨烯   改性沥青   常规性能   流变性能  

摘要： 文中通过石墨烯改性沥青的常规性能测试、动态剪切流变试验和多重应力蠕变恢复试验,对石墨烯改性沥青流变性能变化规律进行研究。结果显示,适量的石墨烯显著提升了沥青的流变性能、弹性性能和抗变形能力,其中1.5%的石墨烯掺量为最佳掺量,同时可根据实际需求调整石墨烯掺量,表明石墨烯改性沥青具有良好的应用前景。

关键词： 木质素磺酸钠   相对分子质量   石墨烯量子点   Fe3+   Stern-Volmer方程  

摘要： 相对分子质量是影响聚合物性能的重要因素,以不同相对分子质量木质素磺酸钠和柠檬酸为原料制备了4种木质素磺酸钠-石墨烯量子点(SL/GQDs)。将相对分子质量不定、5000、10000、50000时,制备的SL/GQDs溶液分别标记为SL/GQDs1~SL/GQDs4。利用紫外可见光谱、红外光谱、透射电镜和荧光光谱对4种复合量子点进行了光学性能、结构与形貌的比较分析。研究结果表明:制备的SL/GQDs表面富含羰基、羟基等亲水基团,SL/GQDs1~SL/GQDs4的平均粒径分别为1.34、1.78、2.13和2.26 nm。相对分子质量50000的复合量子点SL/GQDs4总体性能最优,光致发光效应最强,对其进行金属离子检测,发现SL/GQDs4对不同金属离子均具有良好的选择性和灵敏性,在不同金属离子的共存体系中仍可检测Fe^(3+),可以作为检测Fe^(3+)的荧光探针。SL/GQDs4由于Fe^(3+)的加入,产生了荧光猝灭效应,当Fe^(3+)浓度在10~400μmol/L范围内,Fe^(3+)浓度与荧光强度(F/F0)存在良好负相关关系,通过数据拟合得Stern-Volmer线性回归方程F/F0=0.89366-0.00119C(Fe^(3+)),R2为0.98。

关键词： 氧化石墨烯   花青素   石墨烯   氧化还原  

摘要： 石墨烯是一种具有单原子层结构的二维纳米材料,它具有优异的电学、光学、热学和机械特性,同时还具有比较大的比表面积。自2004年被研究发现至今,石墨烯在未来技术改革方面的重大作用一直是研究者所探究的课题。石墨烯被称为是未来能够代替硅的一种21世纪的新型电子材料。本论文首先介绍了石墨烯及黑枸杞的各种性质,潜在应用价值,并对还原氧化石墨烯的各类方法和研究进展进行了综述。实验中采用高原植物黑枸杞,提取绿色植物色素花青素作为还原剂,通过超声加热分散,离心清洗,干燥处理,得到还原了的石墨烯。

关键词： 锂离子电池   LiFePO4材料   正极材料  

摘要： 锂离子电池是现代便携式电子设备和电动汽车的重要能源存储系统,其性能可直接影响应用效率和可靠性。Li Fe PO4材料在安全性、资源丰富度及循环寿命方面的优势显著,并且石墨烯的电导率和结构调控性能优异。本研究通过多元化的制备技术,系统地研究石墨烯包覆程度、添加含量及其在复合材料中形态对Li Fe PO4电化学性能的影响,研究复合材料的多种制备方式,调整石墨烯包覆能,提升Li Fe PO4的电导率和锂离子扩散效率。此外,研究还发现石墨烯的三维导电网络结构对提升材料的倍率性能和循环稳定性起到关键作用。

关键词： 石墨烯   掺杂   吸附   脱氮   模拟   表面  

摘要： 采用密度泛函方法,研究了Ti、Zr和N掺杂及本征石墨烯对柴油中典型碱性氮化物吡啶的吸附行为,讨论了相应的吸附能、吸附构型、马利肯电荷转移、差分电荷密度和态密度。结果表明,金属Ti、Zr掺杂能显著增强吡啶在石墨烯表面的吸附能,非金属N掺杂可略微增加吡啶和石墨烯表面间的吸附能。吡啶在不同原子修饰的石墨烯表面的吸附能大小顺序为Ti掺杂石墨烯>Zr掺杂石墨烯>N掺杂石墨烯>本征石墨烯,吡啶可与Ti、Zr掺杂石墨烯发生N−Ti、N−Zr和π−π作用,与N掺杂石墨烯、本征石墨烯发生N−N、C−N和π−π作用。进一步分析发现,吡啶和金属Ti、Zr掺杂石墨烯表面存在明显的电子转移和化学键的形成,而和非金属N掺杂石墨烯及本征石墨烯间并无化学键形成。吡啶与Ti、Zr掺杂石墨烯发生化学吸附,与N掺杂石墨烯、本征石墨烯发生物理吸附。吡啶更稳定的吸附在Ti、Zr掺杂石墨烯表面。