关键词： 混凝土   氧化石墨烯   高温冷却   物理力学性能   微观结构  

摘要： 为探究氧化石墨烯改性混凝土的高温性能和不同冷却方式对混凝土性能的影响,对基准组和掺入0.05%氧化石墨烯的试验组进行FIB-SEM微观观察,并研究不同高温节点经自然冷却、浸水冷却和洒水冷却3种方式对混凝土质量损失率、试件的力学特征以及单轴压缩应力-应变本构方程的影响规律。结果表明,随着热处理温度的升高,基准组和石墨烯组的峰值应力和弹性模量均在逐步下降,质量损失率和峰值应变均在逐步上升,但氧化石墨烯通过细化孔径和调整水泥水化产物的微观结构来提升混凝土力学性能和耐高温性能,展现出更好的力学性能。不同冷却方式对力学性能的影响不同,与降温速率呈正相关关系,即浸水冷却>洒水冷却>自然冷却,单轴压缩应力-应变关系可通过分段式方程进行描述。

关键词： 氧化亚硅负极   磺化石墨烯   包覆  

摘要： 采用离心喷雾干燥法在氧化亚硅(SiO_(x))表面包覆磺化石墨烯(SGPE),将包覆后的氧化亚硅负极材料(SGPE-SiO_(x))制作成软包锂离子电池。结果表明,采用包覆了磺化石墨烯的氧化亚硅负极材料制备的软包电池,循环寿命显著提升,循环过程中的阻抗增长率也得到显著抑制,电池的热安全性能也得到显著改善。对循环100次后的负极片进行截面形貌分析可知,磺化石墨烯包覆层可以抑制循环过程中氧化亚硅负极材料表面SEI膜的厚度增长,从未包覆负极的800 nm降低至包覆负极的200 nm。

关键词： 杂原子掺杂石墨烯   能源存储   力学强度   电导率  

摘要： 目的综述杂原子掺杂石墨烯的研究进展,对杂原子掺杂石墨烯的未来研究方向进行展望,旨在为杂原子掺杂石墨烯的制备及应用提供参考。方法总结和分析了杂原子掺杂石墨烯的制备方法和潜在应用领域,对比了各种杂原子掺杂对石墨烯电子性质的影响,突出不同元素掺杂的独特性和效果。结果杂原子掺杂不仅提高了石墨烯的电导率和力学强度,还增加了它在特定应用中的稳定性和效率。结论杂原子掺杂石墨烯的发展前景广阔,有望在能源存储、生物医药、环境保护、传感器及印刷包装等领域实现重要突破。

关键词： 氧化石墨烯膜   溶液pH值   氢键相互作用力   π-π相互作用力   拉伸性能  

摘要： 相比石墨烯,氧化石墨烯(GO)在稳定性、可溶性、功能化修饰和作为载体的应用等方面颇有优势,使得其在催化、分离过滤、传感、储能等领域中更具实际可行性和应用价值。在GO的宏观组装过程中,溶液酸碱性强烈地影响GO自组装过程,但其中的影响规律尚不明晰。因此,通过调控高浓GO溶液的pH值制备GO厚膜,研究了GO与分散介质之间的相互作用力变化对GO组装及宏观组装材料性能的影响。研究结果显示,厚GO膜的各项性能随着溶液pH值的变化而有显著差异。当GO溶液的pH值为弱碱性(pH值为9)时成膜,GO膜的拉伸强度达到229.29 MPa,是pH值为4时GO膜强度的7倍以上,同时,当GO溶液的pH值为9时成膜,GO膜的电导率为27800 S/m,是pH值为4的1.7倍以上。一系列分析结果表明,当溶液pH值为弱碱性时,GO表面的部分羟基和羧基被还原,使得片层上同时存在氧化区域和sp^(2)碳区域,氢键作用力和静电排斥作用力诱导片层的面面排列,而π-π作用力驱动片层的紧密堆积,当sp^(2)碳区域的比例接近氧化区域时,其组装驱动力从氢键相互作用力主导转变为由氢键和π-π相互作用共同诱导。最终发现,当两种作用力的比例相差较大时,会导致片层堆积间距较大(氢键作用力更大)或堆积排列有序性降低(π-π相互作用更大)。因此,在以GO为主要成分制备宏观材料时,溶液的酸碱环境将极大影响组装结构的有序性和应用性能,本研究对石墨烯基宏观材料的结构设计和性能提升具有一定的启发意义,石墨烯薄膜具有优异的导热性和导电性、柔韧性和坚固性,可以作为电子产品的候选者。

关键词： 纳米金刚石   石墨烯   金刚石复合材料   薄膜电极  

摘要： 文章基于纳米金刚石薄膜电极的电化学领域研究,综述了本课题组的相关工作。内容关注于纳米金刚石薄膜中导电晶粒和晶界对电化学贡献规律,新型纳米金刚石/石墨烯复合薄膜电极的电化学性能研究及在能源催化领域的应用研究等。

关键词： 低黏度   无溶剂涂料   环氧   石墨烯   玻璃鳞片   防腐  

摘要： 针对现有环氧石墨烯玻璃鳞片涂料环境污染大、防腐性能周期短、漆膜柔韧性差、不能采用传统喷涂施工工艺等问题,以长碳链羰基化合物功能增韧树脂与低相对分子质量的液体双酚A环氧树脂作为成膜物,无溶剂改性脂环胺和腰果壳油酚醛胺作为固化剂,引入纳米级片状石墨烯,复配玻璃鳞片,共同构建三维立体屏蔽层,制备了低黏度无溶剂型环氧石墨烯玻璃鳞片重防腐涂料。探讨了树脂复配比例、固化剂复配比例、玻璃鳞片和石墨烯加量对涂层防腐性能的影响。结果表明:当m(E51环氧树脂)∶m(312树脂)=2∶1、m(CK-5106脂环胺)∶m(D0590腰果壳油酚醛胺)=10∶1、玻璃鳞片质量分数为20%、石墨烯质量分数为0.4%时,涂料常温下黏度低至90 KU,可直接采用传统的高压无气喷涂施工工艺,制备的涂层防腐性能优异、柔韧性佳,固含含量接近100%,较传统涂层厚度降低60%,可满足石油炼化、海洋等领域防腐蚀标准及需求。

关键词： 中红外激光   锁模   波长可调谐   石墨烯   WS2  

摘要： 石墨烯与过渡金属硫化物WS_(2)具有稳定的化学性质和宽带吸收光谱,可以实现中红外波段激光的脉冲运转。本文报道了石墨烯/WS_(2)作为可饱和吸收体在中红外波段锁模激光器中的应用,实验证明石墨烯/WS_(2)复合材料具有更好的非线性吸收特性,锁模调制时表现出低的锁模阈值和高的材料损伤阈值。当泵浦功率为5 W时,激光器在2781.7 nm处得到了脉冲宽度为24.04 ps的锁模脉冲,激光器的最大平均输出功率为237.7 mW,峰值功率为395.5 W。最后,通过光栅实现了激光器的波长可调谐输出,将石墨烯/WS_(2)锁模激光器的输出波长范围拓宽为2730~2810 nm。

关键词： 石墨烯薄膜   无转移制备技术   金属催化剂   介电基底  

摘要： 作为一种原子级别厚度的二维碳材料,石墨烯已经被证明具有优异的电学、光学、热学等综合物化性能。但是如何制备高质量、大面积晶圆级别的石墨烯薄膜仍然是激发人们进行科学研究以及器件集成领域的一大热点问题。传统过渡金属催化合成石墨烯薄膜的化学气相沉积工艺往往需要复杂费时的后处理转移工序,会对石墨烯薄膜本征性能造成巨大破坏,因此研究如何在介电基底上直接制备高质量大面积的石墨烯薄膜具有重大意义。基于此目的而兴起的无转移石墨烯薄膜制备研究已经取得了显著的科学成就,其中金属催化辅助合成无转移石墨烯薄膜的研究尤其引人注目,并且基于原位合成石墨烯薄膜性能测试及器件验证均取得了不错的效果。尽管如此,由于催化剂种类、形态以及结构设计等因素的不同,针对金属催化剂在无转移石墨烯薄膜合成过程中的工艺策略,不同的研究有不同的设计。本文基于无转移石墨烯薄膜制备的最新研究结果,对金属在催化转化获得无转移石墨烯过程中的作用机理和设计策略进行了系统全面的分析,对促进高质量晶圆级石墨烯薄膜的合成及在电子、光电子等功能器件领域的应用具有重要的指导意义。

关键词： 石墨烯纳米流体   微量润滑   切削温度   粗糙度   刀具寿命  

摘要： 镍基高温合金GH4169因其优异的综合性能被广泛应用于航空航天等领域。然而,GH4169是一种公认的难加工材料。本研究评价了不同浓度的石墨烯纳米流体热物理性能和摩擦学性能,并基于石墨烯纳米流体微量润滑进行了一系列车削试验,对加工GH4169时切削温度、加工表面粗糙度及刀具寿命进行了测量。结果表明,与微量润滑切削相比,石墨烯纳米流体微量润滑通过自身高导热性、减摩特性加快散热、减少摩擦生热以及形成润滑膜,有效降低切削温度和加工表面粗糙度,从而提高刀具寿命。

关键词： 三氧化钼   水热合成   氧化石墨烯   超级电容器   比电容  

摘要： 为了提高超级电容器电极材料三氧化钼(MoO_(3))的储能性能,通过一步水热法合成了MoO3纳米带/还原氧化石墨烯(reduced graphene oxide,RGO)复合材料,研究了水热法对复合材料的组织结构及电化学性能的影响。利用X射线衍射分析、扫描电子显微形貌观察、傅里叶变换红外光谱分析、循环伏安曲线、恒流充放电曲线等方法对材料的物相、形貌及电化学性能进行了表征。结果显示,通过一步水热法成功制得MoO_(3)纳米带/RGO复合材料,复合前MoO_(3)比电容为228 F∙g^(‒1),复合后比电容提高了17.5%。复合材料中MoO_(3)纳米带被还原氧化石墨烯包裹或者附着在还原氧化石墨烯表面,增强了材料的导电性并使其结构更稳定,从而提升了电化学性能。