关键词： 聚吡咯   还原氧化石墨烯   棉织物   锌离子超级电容器   电极材料  

摘要： 以还原氧化石墨烯(reduced graphene oxide,rGO)/聚吡咯(polypyrrole,PPy)复合材料作电极,以2 mol/L氯化锌(ZnCl_(2))溶液作为电解质构建的超级电容器,可满足电子产品所需的储能需求。本研究以棉织物为基底,采用氧化法制备rGO/PPy棉织物复合材料。电化学测试结果表明,在1 mA/cm^(2)下,rGO/PPy获得了2983 mF/cm^(2)的高比电容和5000次循环后71.1%的容量保持率。由此可知,rGO/PPy棉织物作为电极材料在锌离子超级电容器中具有一定的应用前景。

关键词： 功能整理   光热转换   疏水   磷酸   石墨烯   有机硅弹性体   棉织物  

摘要： 通过简单的丝网印花工艺,将磷酸(PA)、石墨烯(Graphene)及微晶纤维素(MCC)混合物涂覆在棉织物上,制备具有光热转换效果的石墨烯涂层棉织物。光学显微镜观察发现石墨烯在磷酸与微晶纤维素中具有优异的分散性,扫描电子显微镜观察到导电棉织物上石墨烯-微晶纤维素涂层的生成。采用0.6%石墨烯分散液两次涂覆工艺制备的复合织物,在一个太阳光强度下迅速升温至65℃,具备良好的光热转换性能。为使复合织物可以适应复杂的应用环境,在复合织物上覆盖有机硅弹性体薄膜,使其接触角达到105.75°,表现出良好的疏水效果。

关键词： 氧化石墨烯   白三叶   根系   抗氧化酶   逆境生理   矿质营养   解剖结构  

摘要： 为了探究氧化石墨烯(GO)对植物根系特征的影响,以GO和豆科植物白三叶(Trifolium repens L.)为实验材料,通过将不同质量分数的GO(0.2%、0.4%和0.6%)添加到土壤中,进行为期100 d的植物培养,分析了白三叶根系生长、逆境生理、营养吸收及其解剖结构的响应特征.结果显示:随着GO质量分数的增加,白三叶的根系生长和根系活力显著下降,0.6%GO处理组的根长、直径、体积、干重和根系活力较对照组分别降低了31.2%、35.1%、62.5%、94.1%和64.6%.GO处理后根系的抗氧化酶活性显著增加,矿质营养元素含量随着GO质量分数的升高而降低.根系输导组织的解剖结构参数,包括周皮厚度与细胞层数、导管直径与数量、维管柱宽度、木栓层厚度均随GO质量分数的增加逐渐减小.由此可知,GO会诱导白三叶根系氧化胁迫,激活抗氧化酶系统,抑制根系对矿质营养的吸收,破坏根系输导组织结构,最终抑制了根系生长.

关键词： 氧化石墨烯   氧化钯   炔基化聚乙烯醇   吸氢材料  

摘要： 以氧化石墨烯(GO)作为载体的有机吸氢材料和其催化剂的复合材料,在低温真空领域具备较优的应用前景。为研究载体材料GO对复合材料的形貌和吸氢性能的影响,制备了氧化石墨烯基纳米复合材料(Alkyne-PVA-(GO-PdO)),通过XRD、^(1)H-NMR、SEM和TEM对其进行了表征,并与无氧化石墨烯的纳米复合材料(PdO@Alkyne-PVA)进行对比。结果表明,PdO和炔基化聚乙烯醇(Aklyne-PVA)能够成功负载在GO上,Alkyne-PVA-(GO-PdO)上的PdO纳米粒子分布良好,平均粒径为2.1 nm。采用静态膨胀法对两种吸氢材料的吸氢性能进行研究对比发现,Alkyne-PVA-(GO-PdO)在平衡压力为463.8 Pa时,吸氢量达到了11048.25 Pa·L/g,而PdO@Alkyne-PVA在平衡压力为560.21 Pa下,吸氢量仅达到4528.35 Pa·L/g。这归因于GO较高的比表面积和表面大量的含氧官能团、缺陷和空位改善了PdO纳米粒子的团聚问题。此外,GO在吸氢反应过程中保证了PdO纳米粒子不会因发生团聚现象而阻碍后续吸氢反应,使得产物钯金属发挥了其最优的催化性能,同时GO的氢溢流效应加速了解离后的氢原子的扩散,有效增强了复合材料的吸氢性能。文章验证了GO在吸氢领域中良好的应用潜力,为以GO为基底的吸氢材料的实现提供了可能。

关键词： 导热复合材料   石墨烯   四氧化三铁   垂直取向结构   热导率  

摘要： 微型电子器件在运行过程中往往会产生大量热量,提高电子封装材料的导热性能成为了当前亟需解决的难题。聚合物材料目前已成为电子封装材料的首选基底,引入高导热填料虽可有效提升其导热性能,但还需要控制填料的用量以兼顾成本、工艺可拓展性和产品性能。为解决上述问题,以石墨烯微片(GNP)为原料,通过溶剂热法在GNP上原位生长四氧化三铁(Fe_(3)O_(4))亚微米级粒子,得到石墨烯-四氧化三铁杂化物。将上述杂化物作为填料与环氧树脂(EP)混合后,在磁场条件下高温固化制备了GNP@Fe_(3)O_(4)垂直取向的GNP@Fe_(3)O_(4)/EP导热复合材料。当填料含量为25 wt%时,GNP@Fe_(3)O_(4)/EP的热导率可达0.633 W/(m·K),达到了纯EP的375%,在低负载情况下有效提升了环氧树脂基体面外方向的导热能力。

关键词： 苝   石墨烯   高浓度   液相剥离法   分散剂  

摘要： 一步法合成了苝系衍生物-N,N-双(二乙胺基丙烷)-3,4,9,10-苝四羧酸二酰亚胺(PDIs),对石墨烯有良好的附着能力,并将其作为石墨烯在水中的分散剂。利用超声液相剥离法,以水-乙醇为溶剂,膨胀石墨为原料,制备了高浓度石墨烯水分散液。用原子力显微镜、扫描电镜、透射电镜分析了水分散液中石墨烯的结构和形貌。结果表明:在最优的工艺参数下,获得了浓度为647.3 mg/L的石墨烯水分散液;石墨烯平均粒径小于1μm,片层数为3~5层,具有良好的品质。

关键词： 异质结构   界面热导   空位缺陷   尺寸效应  

摘要： 异质结构界面热输运的性能决定微纳米器件工作的可靠性.本文采用分子动力学方法,研究石墨烯/GaN三明治结构异质界面的热输运特性,分析温度、缺陷以及尺寸对异质结构界面热导的影响.研究发现,随着温度的升高,界面热导增大;当温度为1100 K时,3层石墨烯异质结构的界面热导增大61%,分析认为这主要是温度升高导致晶格振动增加,进而激发更多的平面外声子.GaN中的少量空位缺陷导致界面热导增大,当缺陷率为20%时,界面热导达到最大值0.0357 GW/(m^(2)·K),分析认为缺陷会增加额外的热输运通道;随后界面热导开始降低,分析认为缺陷率增大导致界面耦合强度降低.随着GaN层数从8层增加到24层,界面热导下降,计算声子模态发现参与界面热输运声子数量减少;而石墨烯从2层到6层时,界面热导先上升后下降,分析认为这是与声子匹配和耦合强度的初期提高和后期声子散射及局部化增加有关.该研究结果为调控微电子器件界面热输运提供理论依据.

关键词： 石墨烯   炭黑   杂化   天然橡胶   复合材料   分散   力学性能   压缩生热性能   耐磨性能  

摘要： 利用炭黑颗粒掺杂石墨烯得到炭黑-石墨烯纳米杂化粒子,经乳液复合制备炭黑-石墨烯/天然橡胶母胶,然后通过密炼制得炭黑-石墨烯/天然橡胶纳米复合材料,研究掺杂体系内炭黑用量对炭黑-石墨烯/天然橡胶复合材料的微观形貌、力学性能、压缩生热性能和耐磨性能的影响。结果表明:炭黑颗粒吸附在石墨烯表面,有效抑制了石墨烯的堆叠,从而减少了大片径多层石墨烯的形成,且随着炭黑用量的增大,石墨烯的裸露区域逐渐减少;当掺杂体系中炭黑/石墨烯用量比为10/1时,石墨烯在橡胶中的分散状态得到明显提升,复合材料的宏观力学性能、压缩生热性能和耐磨性能均明显改善。

关键词： 锂离子电池   水热合成法   复合材料   石墨烯  

摘要： 以氧化石墨烯(GO)、乙酸锌(Zn(CH_(3)COO)_(2))和硫脲为原料,采用水热法成功制备了还原氧化石墨烯/ZnS(rGO/ZnS)复合材料,并将该材料用作锂离子电池负极。高导电性的rGO可以为锂离子和电子的传输提供有效的路径,ZnS可以提供较高的理论比容量。rGO/ZnS复合材料在rGO与纳米级高度分散的类球形ZnS颗粒协同作用下展现了较好的嵌锂容量和循环性能。当GO质量浓度为2 mg·mL^(-1)时制备的rGO/ZnS复合材料的倍率性能最好,循环稳定性最佳。

关键词： 诺贝尔物理学奖   安德烈   石墨烯   康斯坦丁   媒体炒作  

摘要： 除非直接投身于石墨烯的研发,否则对于这种所谓“神奇材料”的故事可能只是一知半解。人们对2004年安德烈·海姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫首次剥离出石墨烯以及2010年他们共同荣获诺贝尔物理学奖记忆犹新,然而“石墨烯只是媒体炒作”这种声音未曾间断。