关键词： 异质界面   界面热导   温度效应   热流方向   尺寸效应  

摘要： 提升散热性能对于高功率碳化硅器件可靠性至关重要,采用非平衡分子动力学方法研究石墨烯/碳化硅异质结构的传热特性,重点探讨温度、热流方向和界面尺寸对界面热导的影响。研究发现,不同温度下石墨烯/4H-SiC异质结构的界面热导始终大于石墨烯/3C-SiC的界面热导。当温度从300 K增加到800 K时,石墨烯/4H-SiC结构的界面热导从0.3524 GW/(m^(2)·K)升高到0.5834 GW/(m^(2)·K)。通过计算声子态密度(PDOS),分析认为温度升高使得PDOS重叠面积增加,声子的匹配数量增加,声子耦合增强。研究表明,改变热流方向对石墨烯/碳化硅异质结构的界面热导性能并未产生显著影响。当碳化硅层数增加时,界面热导由8层时的0.2994 GW/(m^(2)·K)减小到28层时0.0875 GW/(m^(2)·K)。当石墨烯层数由1层增加到5层时,界面热导由0.2994 GW/(m^(2)·K)减小到0.0723 GW/(m^(2)·K)。分析认为增加层数使异质结构声子局域化增加,导致界面声子热输运受阻。研究结果可为碳化硅器件热传输特性的调控提供参考,为优化异质界面器件设计提供理论依据。

关键词： 膜电极   Pt催化剂   质子交换膜   燃料电池   石墨烯   碳载体  

摘要： 不同碳载体载Pt催化剂对质子交换膜燃料电池膜电极性能的影响不同。本文分别制备石墨烯和Vulcan XC-72担载的Pt催化剂(Pt/G和Pt/C),对它们的形貌和物理特性进行表征,并作为膜电极阴极催化剂,通过极化曲线性能测试和阻抗测试探究Pt/G和Pt/C在不同I/C比下对膜电极性能的影响,以及不同Pt载量下Pt/G和Pt/C的性能变化趋势,并进行循环伏安曲线测试和加速耐久性测试,通过电化学活性面积和极化曲线性能的变化进一步评估不同碳载体载Pt催化剂在燃料电池操作环境下对膜电极稳定性的影响。结果表明,Pt/G和Pt/C最佳I/C比分别为0.5和0.6;随着Pt载量的升高,极化性能曲线均呈现先升高后降低的趋势,且均在0.8 mgPt/cm^(2)时,达到最大值;Pt/G经历30000次三角波循环后,ECSA损失率为63%,峰值功率保有率高达60%,与Pt/C相比,石墨烯是稳定性优于无定形碳Vulcan XC-72的燃料电池膜电极催化剂载体。

关键词： 石墨烯复合材料   库伦效率   电池负极   负极片   导电性  

摘要： 选择Ag、Au、MnO_(2)和PS_(4)种不同材料,与石墨烯按比例制备出4种石墨烯复合材料,并将其压制成1 mm薄片,再将其安装到锂离子电池的负极中,测试该锂离子电池的导电性能。结果表明:石墨烯复合材料A能够形成有效的导电网络;电流密度为50 mA·cm^(-2),电比容数值为112 F·g^(-1),库伦效率为90%,数值较高;在循环伏安测试中,复合材料A的峰电流强度为110 mA,数值较高。石墨烯与金属银的复合材料在锂离子电池负极中的导电性能较好,且稳定性更高。

关键词： Graphene assembled films   Batteries   Supercapacitors   Electrochemical sensors   Synthesis methods  

摘要： Because of their low electrical conductivity,sluggish ion diffusion,and poor stability,conventional electrode materials are not able to meet the growing demands of energy storage and portable *** assembled films(GAFs)formed from graphene nanosheets have an ultrahigh conductivity,a unique 2D network structure,and exceptional mechanical strength,which give them the potential to solve these ***,a systematic understanding of GAFs as an advanced electrode material is *** review focuses on the use of GAFs in electrochemistry,providing a comprehensive analysis of their synthesis methods,surface/structural characteristics,and physical properties,and thus understand their structure-property *** advantages in batteries,supercapacitors,and electrochemical sensors are systematically evaluated,with an emphasis on their excellent electrical conductivity,ion transport kinetics,and interfacial *** existing problems in these devices,such as chemical inertness and mechanical brittleness,are discussed and potential solutions are proposed,including defect engineering and hybrid *** review should deepen our mechanistic understanding of the use of GAFs in electrochemical systems and provide actionable strategies for developing stable,high-performance electrode materials.

关键词： 多层石墨烯   碳纤维复合材料   层合板   阻尼性能  

摘要： 基于真空辅助树脂传递模塑成型技术制备石墨烯碳纤维复合材料层合板,研究了不同质量分数的石墨烯对碳纤维复合材料层合板阻尼性能的影响。通过锤击法对石墨烯碳纤维复合材料层合板进行固有特性测试并利用激振器进行振动响应测试。利用有限元法对石墨烯碳纤维复合材料层合板的固有特性进行求解,并与实验结果进行对比分析。采用动态热机械分析仪在不同扫描模式(温度)下对石墨烯碳纤维复合材料层合板进行评估。结果表明:在石墨烯的质量分数在0~0.1%范围时,质量分数为0.1%的石墨烯碳纤维复合材料层合板阻尼性能最好。

关键词： 沥青路面   氧化石墨烯   玄武岩纤维   改性沥青   抗裂性能  

摘要： 为了减少钢桥面铺装和软基上沥青路面裂缝产生,研究采用氧化石墨烯为SBS沥青添加剂,并在SMA沥青玛蹄脂混合料中加入玄武岩纤维以提升沥青路面抗裂性能。选取0%~2.5%五种不同掺量的氧化石墨烯和0%~0.4%五种不同掺量的玄武岩纤维制作SMA-13改性沥青混合料。通过20℃和0℃两种测试温度下的SCB试验,得到不同裂纹长度下的断裂功,最终求得断裂韧性JIC,以此来判断沥青混合料的抗裂性能。结果表明,掺加氧化石墨烯和玄武岩纤维均可提升SMA沥青混合料SCB试件的抗裂性能;SCB试件的断裂功和断裂韧性JIC均随着氧化石墨烯和玄武岩纤维掺量的增加而增加;氧化石墨烯掺加量为2%和2.5%时,以及玄武岩纤维掺加量为0.3%和0.4%时,试件的断裂功、断裂韧性JIC较为接近。综合考虑抗裂性能和造价等因素,建议取氧化石墨烯最佳掺量为2%,玄武岩纤维的最佳掺量为0.3%。

关键词： 氧化石墨烯   戊唑醇   控制释放  

摘要： 戊唑醇(TB)作为一种广谱、低毒、高效的杀菌剂,已被广泛应用于农业生产。然而,现有的戊唑醇杀菌剂剂型多为可湿性粉剂、胶悬剂、乳油等,存在有效利用率低、污染环境等缺点,亟需开发新型环保高效输送体系。本研究以氧化石墨烯(GO)作为TB的纳米载体,采用物理吸附法,成功制备了GO负载TB纳米复合材料(TB@GO)。结果表明,GO对TB的吸附量高达2846 mg/g,显著提升了TB的负载率。进一步研究表明,TB@GO在不同离子强度、pH值和温度条件下均能实现有效释放,表现出良好的控释性能。特别是在水体系中,TB@GO实现了5次有效释放,显著提高了TB的利用率。本研究为石墨烯基材料在农药控释领域的应用提供了新的思路和广阔的前景。TB@GO纳米复合材料不仅能够提高农药的有效利用率,还能够降低用药量,减少环境污染,为绿色农业的发展提供了新的解决方案。

关键词： 复合材料   聚丙烯   热导率   氧化铝   石墨烯   熔融共混  

摘要： 电子设备的快速散热为目前需要解决的技术问题。为了解决该问题,采用熔融共混法制备了聚丙烯(PP)/氧化铝(Al_(2)O_(3))/石墨烯(GNP)三元复合材料,研究了改性氧化铝(m-Al_(2)O_(3))和GNP含量对其导热性能和拉伸性能的影响。结果表明,Al_(2)O_(3)改性后,能改善填料与基体的界面结合及GNP的团聚现象,在PP/m-Al_(2)O_(3)复合材料中加入少量GNP,复合材料的热导率和拉伸性能均得到明显提升。当加入GNP的含量为7%时,PP/m-Al_(2)O_(3)/GNP复合材料的热导率达到最大,其值为2.65 W/(m·K),与纯PP和PP/Al_(2)O_(3)复合材料相比,分别提升了1225%、244%。采用红外热成像仪对样品的导热性能进行分析发现,在相同加热条件下,热导率较高的样品表面迅速升温。同时,复合材料的拉伸强度和弹性模量分别达到25.2 MPa和9.5 GPa。

关键词： 氧化石墨烯   生物电极   葡萄糖氧化酶  

摘要： 利用层层组装的方法通过双功能基团的1-芘丁酸N-羟基琥珀酰亚胺酯(PANHS),把葡萄糖氧化酶(GOD)和氧化石墨烯(GO)链接到Pt电极表面,制备了高稳定性的Pt/GO/PANHS/GOD生物传感系统。在0.6 V操作电位下,该体系对葡萄糖有较宽的线性响应范围(200×10^(-4)~42×10^(-4) M),快速的响应时间(小于10 s),高灵敏度(21.8 mA/(cm^(2)∙M))以及低的检测限(3μM,S/N=3)。利用扫描隧道电子显微镜(SEM)表征了组装过程,结果表明,GO薄膜的“褶皱结构”可以为PANHS的键合提供有利的环境,而PANHS的引入极大地增加了GOD的固载量,使得Pt/GO/PANHS/GOD传感器对葡萄糖表现出了明显的电催化氧化活性。

关键词： III-nitride epitaxy   Direct synthesis   Ethanol-assisted CVD   LED devices   Nitrogen-doped graphene  

摘要： Among the synthesis techniques for graphene,chemical vapor deposition(CVD)enables the direct growth of graphene films on insulating *** advantages include uniform coverage,high quality,scalability,and compatibility with industrial *** is chemically inert and has a zero-bandgap which poses a problem for its use as a functional layer,and nitrogen doping has become an important way to overcome ***-plasma treatment has been explored for the synthesis of nitrogen-doped graphene,but the procedures are intricate and not suitable for large-scale *** report the direct synthesis of nitrogen-doped graphene on a 4-inch sapphire wafer by ethanol-assisted CVD employing pyridine as the carbon feedstock,where the nitrogen comes from the pyridine and the hydroxyl group in ethanol improves the quality of the graphene ***,the types of nitrogen dopant produced and their effects on III-nitride epitaxy were also investigated,resulting in the successful illumination of LED *** work presents an effective synthesis strategy for the preparation of nitrogen-doped graphene,and provides a foundation for designing graphene functional layers in optoelectronic devices.