关键词： 氧化镍   还原氧化石墨烯   水热法   超级电容器  

摘要： 采用一步水热法成功合成了还原氧化石墨烯/氧化镍(RGO/NiO)复合材料。采用X射线衍射仪、扫描电镜、透射电镜等进行表征分析,结果显示NiO纳米棒被锚定在石墨烯片表面,表明了RGO/NiO复合材料的成功制备。由于RGO的高电子转移速率以及NiO纳米棒与RGO的有效结合,该复合材料在0.5 A·g^(-1)时具有1100 F·g^(-1)的高比容,经10000次恒流充放电循环,RGO/NiO电容保持率仍能达到90.1%,表明其拥有良好的循环寿命。总之,这种复合电极材料制备过程环保,具有很大的应用潜力,特别是在超级电容器电极方面的应用前景广阔。

关键词： 热界面材料   还原氧化石墨烯   碳化硅纳米纤维   环氧树脂   导热性能  

摘要： 还原氧化石墨烯/聚合物复合材料因其高柔性和高热导率常被用作电子元器件的热界面材料,但还原氧化石墨烯片层易团聚,且热导率存在各向异性,可通过构建复合材料来构建导热通路改善其导热性能。以LED灯为研究对象,通过静电纺丝—高温煅烧法制得还原氧化石墨烯/碳化硅/碳复合材料。与环氧树脂共混得到还原氧化石墨烯/碳化硅/碳复合材料/环氧树脂复合薄膜,研究不同还原氧化石墨烯加入量对复合薄膜导热性能的影响。结果表明:该复合材料具有三维网络结构,还原氧化石墨烯片层插入了碳化硅/碳纳米纤维间,有效防止了还原氧化石墨烯的堆叠问题,且碳化硅/碳纳米纤维在还原氧化石墨烯片层间形成了有效的导热通路,从而提高了材料的热导率。还原氧化石墨烯/碳化硅/碳复合材料/环氧树脂复合薄膜的热导率达到2.097 W·m^(-1)·K^(-1),表明碳化硅与还原氧化石墨烯复合能够有效提高导热性能。该研究有望为电子器件及其他需要热管理应用的领域提供一种新型导热材料。

关键词： 石墨烯   水性油墨   丝网印刷   柔性电阻加热器   热管理  

摘要： 【目的】为了制备环保型的石墨烯基水性导电油墨,印刷高性能柔性电阻加热器(flexible resistive heaters,FRHs),实现锂离子电池的低温热管理。【方法】采用球磨法制备石墨烯基水性导电油墨;采用扫描电子显微镜和透射电子显微镜表征石墨烯及印刷图案的形貌和结构;采用平板流变仪和四探针电阻仪表征炭黑含量对石墨烯基水性油墨流变性能和印刷图案导电性能的影响;探讨石墨烯基FRHs的响应速率、热稳定性和力学性能,以及其在锂离子电池低温热管理中的应用。【结果】油墨的静态黏度和黏度恢复率随着炭黑含量的增加而增大,印刷图案的电导率在炭黑质量分数为15%时达到最大,为20383 S/m;石墨烯基FRHs在8 V的低电压下30 s快速达到150℃,能够实现120次的重复开关循环,在72 h的持久运行后温度仅增加2.54%,并且在2000次的弯折后温度变化小于2.1%。在电压为6 V时将锂离子电池从-30℃预热至20℃,并在30 min内实现80%的充电容量。【结论】射流空化法产生的高剥离度、完好晶体结构和较大横向尺寸(1μm)的石墨烯与填充于其中的炭黑使油墨具有合适的流变性,并在印刷图案中构建致密的导电通道,赋予FRHs优异的性能。

关键词： 石墨烯场效应晶体管   电应力   狄拉克电压   载流子迁移率  

摘要： 本文以顶栅结构的石墨烯场效应晶体管(graphene field effect transistors,GFET)为研究对象,开展了不同偏置电压条件下的电应力可靠性研究.实验结果表明,在不同偏置电压条件的电应力作用下,GFET的载流子迁移率随着电应力时间的延长均不断退化,而不同偏置电压条件的电应力对狄拉克电压(VDirac)的漂移方向和退化程度的影响不同;栅极电应力与漏极电应力造成器件的VDirac漂移方向相反,且栅极电应力要比栅极和漏极电压同时施加的电应力导致GFET的VDirac退化程度更加明显.分析原因表明,不同偏置电压条件下的电应力实验在器件中产生的电场方向不同,从而会影响载流子浓度和移动方向.诱导沟道中的电子和空穴隧穿进入氧化层,被氧化层中缺陷和石墨烯/氧化层界面处的陷阱俘获,形成氧化物陷阱电荷和界面陷阱电荷,从而导致GFET的载流子迁移率降低.而电应力产生陷阱电荷的带电类型差异是造成VDirac漂移方向不同的主要原因.论文结合TCAD仿真,进一步揭示了电应力感生陷阱电荷对GFET的VDirac产生影响的仿真模型.相关研究为石墨烯器件的实际应用提供了数据和理论支撑.

关键词： 染料敏化太阳能电池   TiO_(2)纳米棒   石墨烯   复合光阳极   光电性能  

摘要： 提升TiO_(2)光阳极的性能是实现染料敏化太阳能电池大规模应用的关键。利用石墨烯的高载流子迁移率和TiO_(2)纳米棒一维结构的协同作用,构建了石墨烯/TiO_(2)纳米棒复合光阳极。通过XRD、SEM和氮气吸附-脱附测试对其进行物相表征,采用循环伏安法和塔菲尔极化曲线等测试其电化学性能,研究复合光阳极组成结构与光电性能之间的构效关系。结果表明,复合光阳极降低了TiO_(2)光阳极的电子复合速率,抑制了TiO_(2)纳米晶体团聚,增强了TiO_(2)光阳极电子传输效率,将DSSCs的光电转换效率提高至7.37%,比纯TiO_(2)光阳极DSSCs的光电转换效率增加了39%。

关键词： ZIF-67衍生物   石墨烯纳米片(GNs)   电磁性能   吸波材料  

摘要： 随着5G时代的到来,电磁污染也成为新的重要社会问题,受到了社会和科学界的广泛关注,因此开发具有高效微波吸收性能的材料具有非凡意义。本文采用简单的制备方法在石墨烯纳米片上均匀负载球形ZIF-67,并在高温退火后得到一种由二维(2D)和三维(3D)材料组成的新型电磁波吸收材料(石墨烯负载球型ZIF-67衍生碳球,Co@C/GNs),中低频段的电导损耗、自然共振和交换共振,以及高频段的极化损耗和涡流损耗共同增强对电磁波的有效吸收。其中,石墨烯添加量为ZIF-67质量的5%时,吸波剂具有最佳吸波性能,在匹配厚度为2.5mm时,最小反射损耗值为-31.66dB;在匹配厚度为1.5mm时,有效带宽可达5.56GHz。这项工作为电磁吸收复合材料的制备提供了新的选择。

关键词： 腰椎间盘突出症   石墨烯   凝胶贴膏   红外热成像   临床疗效  

摘要： 目的以脊柱定点旋转复位法为基础治疗,观察舒筋止痛凝胶贴膏联合石墨烯热敷治疗腰椎间盘突出症的临床疗效。方法选取2024年5—7月收治的120例腰椎间盘突出症患者为研究对象,利用随机数字表法将其分为对照组和治疗组,每组60例。2组均以脊柱定点旋转复位法为基础治疗,对照组予寒痛乐熨剂常规热敷治疗,治疗组予舒筋止痛凝胶贴膏联合石墨烯热敷治疗,2次/d,观察治疗10 d后的疗效。采用手持测温红外热像仪检测治疗前、后的腰部皮肤温度;应用疼痛视觉模拟评分法(Visual Analogu Scale,VAS)和Oswestry功能障碍指数问卷表(Oswestry Disability Index,ODI)评定治疗前、后的疼痛和腰椎功能变化情况。结果治疗后,2组红外热像图温度差值均降低(t=6.616、7.227,P均<0.001),且治疗组低于对照组(F_(组别)=4.159,P=0.044);治疗后,2组VAS评分降低(t=8.182、10.056,P均<0.001),治疗组低于对照组(F_(组别)=11.430,P_(组别)<0.001),治疗组VAS评分总有效率高于对照组(χ^(2)=4.357,P=0.037);治疗后,2组ODI评分降低(t=7.317、9.368、P均<0.001),治疗组低于对照组(F_(组别)=12.152,P_(组别)<0.001),治疗组ODI评分总有效率比对照组高(χ^(2)=12.570,P<0.001)。结论采用舒筋止痛凝胶贴膏联合石墨烯热敷治疗腰椎间盘突出症,能更有效地缓解疼痛、改善腰椎功能,值得临床进一步推广应用。

关键词： 辐射制备   MXene/氧化石墨烯复合气凝胶   自组装   超级电容器  

摘要： MXene/氧化石墨烯(GO)作为一种新型复合材料,在能源、环境、生物医学等领域具有广阔的应用前景。本研究将少层Ti_(3)C_(2)T_(x)与GO混合,通过γ射线辐照对GO进行还原和表面改性,同时利用还原氧化石墨烯(rGO)表面基团与Ti_(3)C_(2)T_(x)表面含氧官能团之间的相互作用,自组装制备了复合水凝胶(M/rGO)。吸收剂量75 kGy下制备的M/rGO-75复合水凝胶具有均匀的三维网络结构;将该水凝胶冻干并退火处理除去表面含氧官能团,进一步制备了新型复合气凝胶(H-M/rGO),该气凝胶保持了原有的网络结构。将制备的H-M/rGO作为超级电容器电极,所得到的超级电容器在1 A/g的电流密度下质量比电容可达119 F/g,明显优于GO与不含MXene的气凝胶超级电容器,此外还表现出了优秀的倍率性能、导电性能以及循环稳定性。

关键词： 分子动力学模拟   超级电容器   恒电势模拟方法   石墨烯  

摘要： 为有效开发和利用新能源,人们迫切需要高性能的超级电容器提供能量的存储和转换.在超级电容器中双电层结构扮演着关键性的角色.本文利用分子动力学方法通过建立开放的石墨烯纳米孔道(1~2 nm),研究了KCl溶液在纳米孔道内的双电层结构,同时也比较了恒电量模拟(Q)和恒电势模拟法(U)下双电层结构的异同.结果表明在恒电势模拟法考虑了导电石墨烯壁的镜像作用使结果更符合实验中的材料系统.而石墨烯壁的镜像作用能额外吸附离子从而增强孔道内部的阴阳离子,这可能有助于电极电容的提升.通过对不同孔道高度的研究,本文发现水分子作为介电材料在水基超级电容器中发挥着决定性的作用.它能在很大程度上抵消不同离子和不同孔道高度下双电层的变化,从而在不同情况下获得了相似的电容.

关键词： 石墨烯   电热涂料   导电性能   工作稳定性  

摘要： 石墨烯电热涂料以其高电热转换效率及节能环保等特性,引发了广泛关注。文中综述了石墨烯电热涂料的制备技术,分析了导电性能和稳定性的关键影响因素,提出了优化石墨烯含量、复合填料设计、基料选择和提高分散性是提升石墨烯电热涂料性能的核心策略。结合其在家居采暖、工业温控等领域的应用前景,指出高温稳定性与综合性能优化仍是当前研究重点。