关键词： 垂直石墨烯   电化学传感器   脑电   尿酸   检测  

摘要： 结合Cu(Ⅱ)离子浸渍吸附方法及直流电弧等离子体喷射化学气相沉积技术制备了一种电化学/电生理双模Cu_(2)O/Cu-垂直石墨烯微电极,并研究了电化学方法检测尿酸以及记录脑电信号的双响应性能。使用扫描电子显微镜、透射电子显微镜、X射线衍射仪表征了形貌、微结构及晶体成分,并测试了电化学及脑电记录能力。结果表明,该微电极直径仅为200μm,大量镶嵌Cu_(2)O/Cu纳米粒子的石墨烯纳米片垂直生长在基片上,排列成了一种三维的多孔结构,使其具有了高的电化学催化活性、短程离子扩散路径、以及长程导电网络。由此,以10μL的饱和NaCl溶液为介质记录脑电信号时,该微电极的皮肤接触电阻低至约7.05 kΩ,生理电采集性能接近涂导电膏的商用湿电极。此外,该微电极还灵敏响应尿酸的氧化电流,检测浓度范围在0.5~500μmol·L^(-1),检测限低至0.024μmol·L^(-1),且具有良好的抗干扰能力及长期稳定性。

关键词： wrinkles   graphene   molecular dynamics simulation   chemical vapor deposition  

摘要： 关于超平整、无褶皱石墨烯的制备的课题目前已引起科学家们的极大关注.理解褶皱形成的机理对于制备超平整、无褶皱石墨烯至关重要.本文通过分子动力学(MD)模拟,研究了单层石墨烯在单层和多层铜衬底上化学气相沉积(CVD)生长过程中的降温过程.结果显示,在单层铜衬底上,石墨烯从1300 K冷却到630 K时,初步观察到了褶皱,而在多层铜衬底上,褶皱形成的起始温度约为1080 K.基于这些模拟,我们提出了褶皱形成过程:首先在铜衬底上形成山丘状原子结构,有利于褶皱成核,然后褶皱在这些位置扩展.此外,我们发现褶皱产生的临界温度与石墨烯层和铜衬底之间的粘附力成反比.我们还探讨了摩擦对褶皱密度的影响,并确定了残余压缩应变与相邻两褶皱之间的距离呈近似线性关系.基于石墨烯与Cu(111)衬底之间的摩擦力与外部压缩载荷之间的平衡关系,我们提出了一个理论模型.模拟结果和理论模型均表明,随着摩擦力的增加,相邻两褶皱之间的距离会减小.

关键词： 电解铜箔   压延铜箔   化学气相沉积法   石墨烯  

摘要： 化学气相沉积法(CVD)制备石墨烯用的铜箔往往要求其表面平整、具有较大晶粒、大面积的Cu(111)晶面取向。本研究采用不同厚度的商用压延铜箔与电解铜箔为衬底,对比分析了铜箔表面形貌、晶粒尺度与Cu(111)面的差异,并探讨了在相同条件下两类铜箔对生长石墨烯的影响。研究表明,电解铜箔的表面粗糙度在预处理与退火后均大于压延铜箔。压延铜箔由于经历变形,退火处理后晶粒尺寸为37μm,Cu(111)面比例约40%,电解铜箔退火后晶粒尺寸约为24μm,Cu(111)面比例约为28%,压延铜箔优于电解铜箔。CVD制备石墨烯后发现压延铜箔上生长的石墨烯岛的面积大于电解铜箔,石墨烯缺陷要少于电解铜箔,即相同制备条件与相同厚度下压延铜箔上制备的石墨烯质量优于电解铜箔上制备的石墨烯。

关键词： 氧化石墨烯   气凝胶   复合材料   吸波性能  

摘要： 针对石墨烯材料在吸波领域存在介电常数较大、阻抗匹配差等缺点,采用水热法调控石墨烯与Fe_(3)O_(4)的比例,制备一种兼具宽频带、轻质、高吸波性能的磁性石墨烯气凝胶复合材料(Fe_(3)O_(4)/GA)。对复合材料的形貌、结构及吸波性能进行表征和分析,结果表明,该复合材料呈三维多孔结构,Fe_(3)O_(4)纳米颗粒均匀负载在石墨烯表面;复合材料在较宽的频带上均表现出优异的吸波性能,且随着Fe质量的增加复合材料的吸波性能逐渐增强;当FeCl_(3)·6H_(2)O添加质量为0.42 g时,复合材料Fe_(3)O_(4)/GA-0.42的RLmin在15.6 GHz处达到-49.75 dB,厚度为3 mm时的有效吸收频带宽为7.12 GHz,具有良好的吸波性能。

关键词： 纸基传感器   石墨烯   人体运动   运动检测  

摘要： 为了研究石墨烯纸基传感器在人体运动中的作用,选择无尘纸为基底,使用石墨烯-碳纳米导电涂料混合聚二甲基硅氧烷(PDMS)作为涂层。基于涂料和PDMS粘性导电特点,构建传感器基底列阵结构,制作传感器信号采集系统,开展传感器灵敏度与稳定性测试。结果显示压力处于10kPa至30kPa之间时,数值为3.27kPa-1,灵敏度与稳定性良好;此外,对人体运动中产生的微小动作和剧烈动作都可起到较好的检测效果。

关键词： 氧化石墨烯   醋酸洗必泰   复合物   抗菌性能  

摘要： 【目的】研究醋酸洗必泰/氧化石墨烯复合物的抗菌性能。【方法】采用Brodie法所制备得到氧化石墨烯,使用插层改性的方法合成醋酸洗必泰/氧化石墨烯复合物。运用XRD和FTIR表征复合物的结构,同时借助体外抗菌试验评价复合物的抗菌性能。【结果】与氧化石墨烯对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抗菌率相比,复合物对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抗菌率分别提高了约11.5倍和7.7倍。【结论】醋酸洗必泰的引入可大幅度提高氧化石墨烯的抗菌活性。

关键词： 石蜡   凹凸棒   硅藻土   复合相变材料   传热性能  

摘要： “双碳目标”对建筑节能提出高要求,相变储热材料具有充分利用太阳能等清洁能源、降低建筑内耗等特点,有望广泛用于绿色建筑储热等领域。以高温和氢氧化钠溶液两种预处理改性硅藻土和凹凸棒土为吸附基材,通过真空吸附法吸附液态石蜡制得石蜡-硅酸盐矿物基复合相变材料,为提升复合相变材料传热效率,以导热性优异的石墨烯为改性组分,研究了不同石墨烯掺入量对复合相变材料的热性能,结果表明经NaOH预处理的凹凸棒土吸附石蜡最大质量比为36∶64,当石墨烯掺入量为石蜡的5%时,复合相变材料的传热性能和热稳定性均有明显改善。

关键词： 氧化石墨烯   脱氮性能   胞外聚合物   微生物群落结构   功能基因  

摘要： 本研究建立了3个不同浓度GO(0.1和10mg/L)的序批式反应器(SBR)以明晰氧化石墨烯(GO)恶化活性污泥(AS)脱氮性能的内在机理.结果表明.1mg/L GO对AS性能无明显抑制作用.10mg/L GO使AS总氮(TN)去除效率降低17.63%.并且.GO暴露使AS中氧化应激水平分别提升198.51%和307.13%.而微生物通过分泌更多的胞外聚合物(EPS)以应对GO胁迫.16S rRNA gene测序结果表明.GO显著影响了具有脱氮功能的菌属丰度.常见的负责硝化过程的菌属(Nitrosomonas和Nitrospira)和反硝化过程的菌属(Candidatus_Accumulibacter、和Thauera等)丰度随着GO浓度升高而降低.功能基因预测显示.GO降低了和脱氮有关的基因丰度.与NH_(4)+-N氧化的相关的基因(***)和NO_(2)--N还原的相关的基因(***)丰度均随着GO的累积而显著下降.本研究从功能基因的角度深入解析了GO恶化AS脱氮性能的内在机理.

关键词： 创新创业   航空航天   传统制备方法   新材料科技   移动设备   物化性能   高新技术   石墨烯  

摘要： 作为“碳”家族的“基元”材料,石墨烯从问世起就“肩负重任”,其出色的物化性能和化学稳定性,使其在移动设备、航空航天、新能源电池等领域大放光彩,对推动中国及全球的战略高新技术发展有着重要意义。但是,传统制备方法存在工艺复杂、能耗高等缺点,如何能够更高效的生产,成为全世界共同面对的课题。

关键词： 天然水硬性石灰   氧化石墨烯   水化产物   微观结构   兼容性   灌浆加固  

摘要： 石质文物是一类重要的文化遗产,然而裂隙会导致其产生失稳、渗水、风化等病害,因此,开发一种合适的灌浆材料用于石质文物裂隙修复具有重要意义。本文将氧化石墨烯(GO)掺入天然水硬性石灰(NHL2)制备灌浆材料,采用SEM、TG、XRD和FT-IR等测试研究了GO掺量对NHL2水化进程及水化产物的影响,通过力学性能测试和模拟灌浆试验评价了该材料用于石质文物灌浆加固的可行性。结果表明:添加GO可加速NHL2的水化进程,促进规整致密的花状聚集态水化产物的形成;当GO掺量为0.05%(质量分数)时,试样的水化产物含量最多,力学性能最好,28 d抗压强度和抗折强度分别达2.83和1.63 MPa,相比空白试样分别提高了19.91%和23.40%。此外,灌浆材料与砂岩之间具有优异的黏结强度,两者界面结合紧密,兼容性良好。本研究为石质文物的裂隙灌浆加固提供了参考。