关键词： 锂离子电池   石墨烯   量子点   溶胶-凝胶法   SnO  

摘要： 在锂离子电池中，商用阳极石墨的利用率已经接近其理论容量的极限(372 mAh·g-1)，一些金属基复合材料因其更高的储锂能力和更稳定的循环性能而受到广泛关注。本文采用改性的胶体聚沉法及随后空气煅烧的工艺制备了SnO2量子点修饰的还原氧化石墨烯(rGO/SnO2)。作为锂离子电池阳极，rGO/SnO2具有优异的储锂性能。在1和2 A·g-1电流密度下，rGO/SnO2-70电极在1000次循环后依然可以分别保留584和378 mAh·g-1的可逆放电比容量。这主要是因为SnO2量子点“壳”不仅可以提供大量的活性位点，缩短Li+脱/嵌过程中的传输路径长度，并可以阻止充放电过程中rGO纳米片的堆叠，从而实现了SnO2较高的利用率；rGO“核”能够实现电子的快速传输，缓冲SnO2的体积变化，从而使rGO/SnO2具有良好的循环稳定性。本研究可以为高倍率、超长循环寿命的复合阳极材料的设计提供参考。

关键词： 形貌调控   石墨烯   水滑石   阴极保护  

摘要： 采用硅烷偶联剂KH-550、KH-560先后对水滑石进行表面改性,硅羟基与氧化石墨烯表面羟基之间的脱水缩合使得多片层的石墨烯得以锚定在水滑石表面,实现石墨烯的形貌调控。相比未经形貌调控的褶皱石墨烯,去褶皱石墨烯表面的褶皱程度出现明显下降,化学稳定性也得到了一定程度的提升。去褶皱石墨烯作为填料所制备得到的鳞片状锌粉复合涂层经过开路电位测试、交流阻抗测试及盐雾腐蚀实验表明,与同载量褶皱石墨烯增强涂层相比,去褶皱石墨烯复合涂层的阴极保护寿命得到了不同程度的延长;同时低频阻抗模值也得到了提升,具有更高的屏蔽性能。

关键词： 光催化   石化污水   AuAg   石墨烯   氮化碳  

摘要： 通过将AuAg双金属和石墨烯与C_(3)N_(4)复合,合成了AuAg@G@C_(3)N_(4)复合光催化剂。利用XRD、IR、SEM、TEM、XPS、DRS、PL、电化学测试等技术对AuAg@G@C_(3)N_(4)的物相组成、表面形貌、电子结构、光学性质和表界面性质等进行了分析。AuAg双金属以核壳结构形式存在于G@C_(3)N_(4)表面。纳米Au的表面等离子共振效应可以拓宽复合光催化剂的光谱吸收范围,而第二金属Au的负载可以促进光生电荷的分离和传输。制备的AuAg@G@C_(3)N_(4)复合光催化剂应用于光催化降解石化污水中的苯酚,并表现出增强的光催化性能。经过100min的可见光反应,可以将初始浓度60mg·L^(-1)的苯酚降解97.9%,相应的表观反应速率常数达到0.0386min^(-1),是C_(3)N_(4)的13.3倍,并具有较好的光催化稳定性。

关键词： 氧化铜   石墨烯   光催化   苯   苯酚  

摘要： 作为一种重要的化工原料,苯酚在工业领域的应用非常广泛。但传统的苯酚制备方法较为复杂且不利于环保,一步法光催化苯制苯酚则具有制备方法简单、绿色环保的优点,引起了研究者的广泛关注。本文以硝酸铜和石墨烯为原料,采用水热法和自组装技术制备了结合紧密的CuO/GO纳米复合材料。通过SEM、TEM、BET、XRD等手段对CuO/GO纳米复合材料进行了表征,研究了其在光催化苯羟基化反应中的催化性能,考察了催化剂加量、反应时间、苯的加量、氧化剂的用量等反应条件对催化剂的催化性能的影响,以及催化剂的回收重复利用率。结果表明,当苯含量为4mL、n(H_(2)O_(2))/n(苯)为7.5、CuO/GO的加量为0.328g·L^(-1)时,光反应2h,苯的转化率为52.8%,苯酚的产率为28.4%,且该光催化材料在重复使用后仍具有良好的催化性能。

关键词： 石墨烯   远红外   导热   加热布  

摘要： 随着人们对舒适、健康和节能生活的追求,柔性加热材料在多个领域的应用越来越广泛。石墨烯以其卓越的导电性和导热性为提高加热效率和安全性提供了新的解决方案。研究采用物理法制备的石墨烯粉体作为原料来制备浆料,历经纱线前处理、浸渍浆料、烘干以及编织等一系列工序,成功制备出石墨烯柔性加热布。所制得的石墨烯粉体呈现出纳米片状的微观形貌,结晶性颇高。性能测试结果显示,加热布释放的远红外波长主要集中于7~12μm,波峰处于8~9μm,与人体波长相近,具备潜在的生物效应。在10V直流电压的作用下,2cm×1cm的加热布升温速度高达3.2℃/s, 30秒时温度可达97℃,最终稳定于100℃左右。该加热布具有生产成本低、加热迅速、安全可靠等诸多优势,在多个领域展现出广阔的应用前景,后续可通过优化工艺进一步拓展其应用范围。

关键词： 蚕丝   维生素E黏胶   石墨烯锦纶   复合功能   交织物   响应面分析技术   模糊多准测决策法  

摘要： 高附加值、多功能纺织品成为纺织研究界探索的重要领域。本文通过将蚕丝、维生素E黏胶和石墨烯锦纶进行复合,设计织造了15种织物,对其进行抗氧化性、远红外性能、抗紫外性能与抗静电性能的测试研究。采用响应面分析技术(RSM)研究了投纬比例和组织结构对功能性表达的影响关系,结合模糊多准测决策法(F-MCDM)对最佳工艺参数进行了评估。结果表明:两种纬纱的投纬比和织物组织对织物的功能性表达都有不同程度的影响,且影响是交互的复杂作用。当纬纱中维生素E黏胶和石墨烯锦纶的投纬比为1︰1、织物组织为八枚缎纹时,织物试样的四种功能性表达最好。

关键词： W18O49   石墨烯量子点   RAW264.7巨噬细胞   生物相容性   炎症因子  

摘要： 目的探讨石墨烯量子点(GQDs)的对体外RAW264.7巨噬细胞存活率、细胞凋亡及炎症因子表达的影响和细胞成像能力,为GQDs在生物医学领域的安全应用提供理论基础。方法采用改性Hummer’s法制备了氧化石墨烯。利用H2O2和W_(18)O_(49)在水热条件下产生的羟基自由基,采用自上而下的方法将氧化石墨烯切割成GQDs。利用X射线粉末衍射、X光电子能谱、透射电镜、原子力显微镜、扫描电镜和傅里叶红外变换等技术对GQDs微观结构进行详细分析。通过CCK-8、流式细胞、激光共聚焦方法和实时荧光定量PCR(RT-qPCR),评价GQDs对巨噬细胞的生物兼容性和对炎症因子表达的影响。通过CCK-8、流式细胞术和RT-qPCR,评价GQDs对巨噬细胞的生物兼容性和炎症因子的影响。激光共聚焦显示GQDs在巨噬细胞中成像情况。结果水热条件下,以W_(18)O_(49)为催化剂可将氧化石墨烯切割为3~5 nm蓝光GQDs,产率为43%,荧光寿命(τ)=1.67 ns。三重态碳烯自由基的Zigzag型位点和缺陷态导致GQDs表现出激发波长的依赖性,其最佳激发和发射波长分别为330 nm和400 nm。GQDs表面丰富的含氧官能团和其亲水性使其具有良好的水溶性。CCK-8和死活染色表明,GQDs具有较高的生物兼容性。RT-qPCR分析结果显示,GQDs对体外RAW264.7细胞有生长抑制作用,可刺激RAW264.7细胞提高TNF-α的表达,使细胞膜破裂并产生IL-1β炎症因子诱导细胞凋亡。激光共聚焦结果显示,蓝光GQDs具有一定的体外细胞成像能力。结论石墨烯量子点的水溶性、低毒、荧光特性和炎症因子的诱导效应,为其在免疫标记和细胞成像领域的应用提供了广阔的前景。

关键词： 材料失效与保护   耐蚀性能   氮磷石墨烯   水性环氧树脂   复合涂层  

摘要： 以氧化石墨烯(GO)为原料,植酸(PA)为磷源,氨水(NH_(3)·H_(2)O)为氮源,采用低温溶液法制备氮磷石墨烯(NPGO),并以水性环氧树脂(EP)为成膜物制备氮磷石墨烯/环氧树脂(NPGO/EP)水性复合涂层。采用FTIR、XPS、XRD、SEM和TEM对NPGO的结构、形貌进行了表征。通过接触角测试、电化学测试和盐雾实验等研究复合涂层的耐蚀性能。结果表明:相比于EP涂层、GO/EP复合涂层、含磷石墨烯/环氧树脂(PGO/EP)复合涂层和含氮石墨烯/环氧树脂(NGO/EP)复合涂层,NPGO/EP复合涂层对金属的保护作用更好;当NPGO的添加量为1.5%(质量分数)时,电化学阻抗达到4.85×10^(8)Ω·cm^(2),盐雾实验480 h后才出现轻微腐蚀,表现出较好的防腐蚀性能。

关键词： 碳纳米管   氧化石墨烯   碳纳米纤维   层级结构  

摘要： 以碳纳米管(CNTs)、氧化石墨烯(GO)和碳纳米纤维(CNFs)作为研究对象,采用透射电镜(TEM)、红外、Raman光谱对三种碳材料的结构和形貌进行表征与比较。结果表明,GO有着巨大的比表面积,较强的吸水性和优异的力学性能;表面含有羟基(-OH)、羰基(C=O)等大量的含氧官能团,易与其它基质或基体材料混合,从而制备复合材料。CNTs是一种中空结构的一维量子材料,具有较大的长径比,可通过合适取向制成导热优良材料;具有优异的力学性能,可用于增强复合材料的力学性能。CNFs具有三维网状结构良好的相容性、纳米尺度和良好的生物质特性,不仅可以提高材料强度,还有效减少了复合材料的重量,赋予其生物降解性等优点。Pb初始浓度和pH对CNTs、GO、CNFs吸附效果有一定影响,随着初始浓度增大,吸附率逐渐降低;随着pH增大,吸附率逐渐升高。研究结果证实三类碳材料在新能源材料领域具有巨大的应用前景。

关键词： 氧化石墨烯   环氧树脂   玻璃纤维   复合材料   填料   力学性能  

摘要： 本文将不同比例的硅聚物-氧化石墨烯(Silicon polymer-graphene oxide,PSOL-GO)作为纳米填料来改性玻璃纤维/环氧树脂(Glass fiber/epoxy resin,GF/EP)复合材料,制备得到不同PSOL-GO含量的复合材料,采用观察形貌、测量接触角、红外分析、力学性能、动态力学分析(DMA)等测试方法分析了环氧复合材料的微观结构和增强机制。实验结果表明:PSOL-GO质量比为1∶0.1时PSOL-GO@GF/EP复合材料力学性能最佳:改性后的GF/EP复合材料与纯GF/EP复合材料相比其层间剪切强度提升了13.19%;其弯曲强度提升了33.12%;其拉伸强度提升了35.32%;其冲击强度提升了16.95%。添加质量比为1∶0.1的PSOL-GO可使GF/EP复合材料的玻璃化转变温度(Tg)提高7.1℃,使其耐热性有所提高。引入PSOL-GO纳米填料后的环氧树脂对玻璃纤维的润湿性更佳,同时可以填补纯的GF/EP复合材料自身空隙,增强复合材料的性能。