关键词： 石墨烯-玄武岩纤维沥青混合料(GBFAM)   路用性能   影响因素   显著性分析   响应曲面法  

摘要： 石墨烯-玄武岩纤维沥青混合料(GBFAM)是一种新型复合改性材料。为探讨其路用性能演化特征及影响因素,在混合料配合比设计的基础上,通过车辙试验、低温小梁弯曲试验和冻融劈裂试验,利用响应曲面法分析石墨烯掺量、玄武岩纤维掺量和油石比对动稳定度、最大弯拉应变和冻融劈裂强度比的影响及显著性水平。结果表明:在以最佳石墨烯掺量0.20%、最佳玄武岩纤维掺量0.30%和最佳油石比5.32%为基准的一定变化幅度范围内,GBFAM的动稳定度、最大弯拉应变和冻融劈裂强度比随着石墨烯掺量、玄武岩纤维掺量和油石比的增加均呈现先增大后减小的变化趋势,并大致在最佳配比附近达到最大值,其中油石比对动稳定度、最大弯拉应变和冻融劈裂强度比的影响非常显著,石墨烯和油石比之间的交互作用对最大弯拉应变影响显著,其余各因素及交互作用的影响均不显著。

关键词： 石墨烯   压阻效应   压力传感器   倒装膜结构  

摘要： 针对传统MEMS压力传感器性能难以提升且结构复杂等问题,基于石墨烯压阻效应及氮化硅对石墨烯再防护技术提出了一种倒装式膜结构石墨烯压力传感器。通过理论计算和有限元仿真相结合的方法对氮化硅弹性膜片进行了尺寸设计和仿真优化。结果表明:在0~400 kPa范围内,弹性膜片最优尺寸为120μm×120μm、厚度为1.3μm,且最大应变为0.509%,并根据最大应变分布确定在弹性膜片根部40μm的范围内石墨烯条带采用回折型布置。本文设计的倒装膜结构石墨烯压力传感器以其小巧体积、高度集成及卓越的灵敏度等特点,为石墨烯压力传感器的研发提供了可行性的解决方案。

关键词： 折叠石墨烯   导热系数   复合材料   热界面材料   热管理  

摘要： 导热折叠石墨烯是一种具有高导热性和柔韧性的材料,主要应用于电子设备的散热领域。目前有关折叠石墨烯及其复合材料的制备及应用的研究仍处于发展阶段。探究不同折叠方式对材料特性的影响,有效地控制、利用乃至大规模制备新型折叠石墨烯复合材料的方法仍待发掘。文章归纳制备折叠石墨烯的相关方法,包括物理加工法、水辅助法、蒸发诱导法及分子动力学模拟等,并介绍折叠石墨烯在复合材料中的部分应用,着重分析折叠过程中影响石墨烯导热性能的各项因素,旨在为新型石墨烯复合材料的制备提供参考。

关键词： 紧束缚模型   石墨烯   量子点   能级结构  

摘要： 石墨烯材料因高的载流子迁移率、大的杨氏模量和高的透明度备受人们的关注,然而二维石墨烯的零带隙严重影响了其在光电子领域的应用。采用紧束缚模型计算了不同大小的圆形和圆环形石墨烯量子点的能级结构,发现在圆环形量子点中随着圆孔的增加,碳原子数的减小,量子点的带隙呈现出振荡式增加的趋势;同时,随着圆环中圆孔的增大,E=2.7eV的能级个数在减少。因此,通过对石墨烯的几何结构的裁剪、拼接可以改变和调节石墨烯的带隙,从而为其在光电子领域的应用开辟新的可能性。石墨烯的这一独特性质,不仅为我们提供了调控其电子性能的新途径,更为石墨烯激光电子器件的设计与优化奠定坚实的基础。

关键词： 数字雕刻   绿色涂料   制备   性能   应用  

摘要： 为了提升数字雕刻用绿色涂料的电磁屏蔽性能,采用石墨烯对苯丙乳液进行了改性处理并制备了石墨烯改性苯丙乳液制备得到的涂料,对比分析了改性前和改性后涂料的结构、显微形貌、热稳定性和电磁屏蔽性能。结果表明,改性涂料在涂刷过程中刷涂无障碍、耐冻融3次循环未变质、透水性为0.28 mL,符合T/CNCIA 01004—2017《水性石墨烯电磁屏蔽建筑涂料》标准。原始涂料和改性涂料都出现了碳酸钙衍射峰,且改性涂料整体呈现层层堆叠的形态,具有较高的结晶性。原始涂料和改性涂料的热稳定性相当。在稳定阶段,改性涂料的电磁屏蔽效能值越为23.04 dB,原始涂料的电磁屏蔽效能值为3.88 dB,改性涂料的电磁屏蔽效能值都高于原始涂料。改性涂料不会改变原始涂料的热稳定性和常规性能,而电磁屏蔽性能有明显提升,适宜于在具有电磁屏蔽需求的数字雕刻涂料中应用。

关键词： 氮掺杂石墨烯   金铜合金   硼氢化钠   电催化氧化  

摘要： 以二氰二胺为氮源通过水热法制备了氮掺杂石墨烯(N-rGO),然后通过浸渍还原法制备了氮掺杂石墨烯载金铜催化剂(Au_(x)Cu_(y)/N-rGO)。采用X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、X射线光电子能谱分析(XPS)等测试手段对其形貌和结构进行表征,结果表明金属纳米粒子均匀地分布在载体上,平均大小大为4.3nm。利用循环伏安法(CV)、计时电流法(CA)和交流阻抗法(EIS)对催化剂的电化学性能进行了测试,结果表明,合成的催化剂中Au_(2)Cu/N-rGO表现出最优的催化性能,分别是Au_(2)Cu/rGO和Au/N-rGO的1.34和1.07倍,且具有最优的稳定性,在直接硼氢化钠燃料电池领域具有广阔的应用前景。

关键词： 石墨烯   二维材料   化学气相沉积   形貌调控   规模化生长  

摘要： 石墨烯自2004年被发现以来,其优异的物理化学性质引发广泛关注。在各种合成方法中,化学气相沉积(CVD)法凭借可控性、低成本及规模化优势,已发展成为制备高质量石墨烯薄膜的主流方法。本文系统回顾了CVD法制备石墨烯的技术发展历程,重点论述了单晶石墨烯生长、表面平整度调控、层数精确控制及高效规模化制备等关键领域的最新进展。通过优化衬底设计、引入质子辅助解耦技术及氧辅助技术等多种策略,已实现晶圆级单晶石墨烯的制备,其电学性能指标接近机械剥离样品。然而,绝缘衬底直接生长、低温条件下高质量制备及缺陷动态控制等方面仍存在技术挑战。未来,新型碳源开发、多功能集成工艺及卷对卷工业化生产技术的结合,将推动石墨烯在柔性电子、能源存储等领域的广泛应用。

关键词： Co_3O_4   石墨烯   BiVO_4   复合薄膜   光电探测器   光电流  

摘要： 水热法在FTO导电玻璃表面制备了Co_(3)O_(4)掺杂不同摩尔比例石墨烯的Co_(3)O_(4)/G(Graphene)薄膜,筛选出掺杂石墨烯比例最合适的Co_(3)O_(4)/G薄膜样品作为基底,使用旋涂法将Bi VO_(4)旋涂在其表面,成功制备出了(Co_(3)O_(4)/G)@BiVO_(4)复合薄膜结构的光电探测器。利用电化学工作站(CHI760E型)和氙灯(CEL-S500型)模拟太阳光对样品进行光电性能测试,利用拉曼光谱来检测石墨烯的存在,使用场发射扫描电子显微镜和透射电子显微镜对样品的微观形貌结构进行分析,使用X射线衍射和X射线光电子能谱对样品进行物相以及化学键态的分析,并采用了UV-3600紫外-可见分光光度计对样品的光吸收性能进行了测试。结果显示:Co_(3)O_(4)与石墨烯掺杂比例为1∶2时,Co_(3)O_(4)/G薄膜光电流最优,是纯Co_(3)O_(4)薄膜光电流的10.8倍;相对于纯Co_(3)O_(4)薄膜,(Co_(3)O_(4)/G)薄膜的形貌从均匀、致密的草状生长为了类似石墨烯的网状结构;利用旋涂法制备的(Co_(3)O_(4)/G)@Bi VO_(4)复合薄膜具有更高的光电流和光吸收能力,其光电流为Co_(3)O_(4)/G薄膜的6.3倍,响应度为2.52 m A·W^(-1),探测率可达2.693×10^(12)Jones。

关键词： 还原氧化石墨烯   纳米金   羧甲基壳聚糖   催化性能   4-硝基苯酚  

摘要： 本文以羧甲基壳聚糖(Carboxymethyl chitosan,CMC)为氧化石墨烯(Graphene oxide,GO)和氯金酸的还原剂与稳定剂,成功制备了还原氧化石墨烯负载纳米金(rGO/CMC/AuNPs)复合物。采用X射线光电子能谱(XPS)、X射线衍射(XRD)、场发射扫描电子显微镜(FESEM-EDS)、高分辨率透射电镜(HRTEM)和傅里叶变换红外光谱(FT-IR)对rGO/CMC/AuNPs复合物结构进行了表征。考察了以NaBH 4为供氢体时,复合物对4-硝基苯酚(4-NP)的催化还原性能。结果表明,取代度为0.665的CMC对GO的还原性最强,得到了C/O比为3.97的rGO。在rGO/CMC/AuNPs复合物中,球形或准球形AuNPs均匀分布在rGO表面。rGO/CMC/AuNPs复合物对4-NP的催化还原反应表现出良好的催化剂活性。取代度为0.456的CMC制备的rGO/CMC/AuNPs中AuNPs平均粒径为(54.7±13.3)nm,以其为催化剂时,30℃反应30 min,4-NP转化率可达到98.1%,反应速率常数可达0.1520 min^(-1),反应活化能E a为31.2 kJ/mol。

关键词： 锂离子电池   硅碳负极   石墨烯   柔性电极  

摘要： 硅储量丰富,低放电电压和高理论比容量使其成为新一代锂离子电池负极材料的有力竞争者。但是硅负极在锂离子嵌入脱出的过程中极易粉化,导致容量快速衰减。通过调控硅与氧化石墨烯的比例,采用静电自组装法制备了柔性自支撑氮掺杂还原氧化石墨烯/硅(N-rGO@Si)复合材料。透射电子显微镜和X射线光电子能谱分析表明纳米硅颗粒被还原氧化石墨烯(rGO)片层包裹同时被氮掺杂。相比于纯硅电极,柔性自支撑复合电极的电化学性能明显提升,其中N-rGO@Si-2表现最优,在电流密度100mA/g条件下经过100次循环后可逆比容量仍保持1090.92mAh/g,这得益于碳包覆和氮掺杂,氮掺杂提高了复合材料的导电性,薄膜型石墨烯约束了纳米硅颗粒的体积变化,维持了结构和界面稳定性,并为界面提供了有效保护,使其具有优异的储锂性能。