氧化石墨烯基柔性发电机的构筑及其水蒸发发电性能

如何利用自然界广泛存在的水蒸发能是一个具有挑战性的课题。 以表面具有丰富官能团和优异亲水性的氧化石墨烯(GO)做发电材料,以肼还原制备的还原氧化石墨烯(RGO)作电极材料,通过简单滴注法在聚对苯二甲酸乙二酯(PET)衬底上构筑GO/RGO的柔性发电机,并研究其水蒸发诱导的发电性能。 结果表明,固定GO薄膜发电机的工作面积为4.5 cm×1.5 cm,以室温自然水蒸发为驱动力,可以输出90 mV的开路电势(V_oc)以及0.6 μA的短路电流(I_sc),最大功率密度可达1.25 μW/cm³。 该驱动器同时展示出优异的柔性和较高的稳定性。 通过控制体系的水蒸发发生与否,并基于经典流动电势理论,提出了水蒸发诱导的GO/RGO柔性发电机的发电机制。 提出了步骤简易、成本低廉、性能稳定的水蒸发驱动的发电机制备新思路,为新型水蒸发能的利用提供了新途径。     

石墨烯空心微球制备方法的研究进展

石墨烯被认为是一种颇具潜力的新型材料,具有优异的导电性能、力学性能以及大的比表面积,但石墨烯极易因为片层间的分子间作用力以及π-π作用而发生堆叠团聚。 构筑三维空心微球结构不仅能够有效阻止石墨烯片团聚,从而保证大的比表面积与优异的性质,还具有结构规整、尺寸可调的独特优势。 本文对近年来石墨烯空心微球的制备方法进行了阐述,主要按照模板法与无模板法两大类进行了整理与分析,又将模板法分为硬模板法与软模板法两类来叙述,对石墨烯空心微球的制备过程中应用到的多种技术进行了介绍与举例,并分别对硬模板法、软模板法、无模板法各自的优缺点进行了分析与总结。     

基于石墨烯量子点的被动调Q Nd∶YVO4激光器（英文）

采用水热法制备了石墨烯量子点(GQDs)可饱和吸收体(SA)。对GQDs SA的光学特性进行表征,估算出其调制深度为6.9%。将GQDs作为SA应用于二极管端面泵浦Nd∶YVO4激光器,实现了1063.5 nm处的被动调Q激光输出。在吸收泵浦功率为9.12 W时,输出脉冲的重复频率为1.64 MHz,脉冲宽度为200 ns,对应的脉冲能量为0.51μJ,峰值功率为2.5 W。     

氧化石墨烯/羟基磷灰石复合材料对酸蚀牛牙釉质体外再矿化的影响

考察不含氧化石墨烯(GO)的羟基磷灰石(HAP)和含GO质量分数为0.1;的氧化石墨烯/羟基磷灰石复合材料(GO/HAP)对酸蚀牛牙釉质体外再矿化的影响.通过场发射扫描电镜、EDX能谱、X射线衍射仪和维氏显微硬度测试仪,对再矿化前/后牛牙釉质表面和剖面形貌、表面元素、晶体结构和力学性能进行表征.结果 表明:GO/HAP复合材料在酸蚀牙釉质表面生成了结合力较弱的花状晶体,将这些晶体超声剥离后发现脱矿釉质表面和釉柱间隙均得到良好的修复.剖面形貌分析显示,GO/HAP复合材料使釉质深层脱矿得到良好修复,促进了牙釉质棱晶间大量微小晶粒的生成,以及脱矿釉柱间隙中有序排列晶体的生成.同时,经GO/HAP处理后,酸蚀牙釉质表面的Ca/P摩尔比和晶体成分均得到良好的恢复.     

基于静电纺丝实验法的氧化石墨烯复合无纺布光热转换性能的特性研究

氧化石墨烯是工业常用的化学试剂。为了测试其光热转换性能,采用了改进的Hummers方法制取氧化石墨烯(GO)分散液,进而通过静电纺丝制备PVA-GO复合膜,运用紫外吸收漫反射光谱(UVRS)分析了PVA-GO复合膜的吸光性能,通过电子天平连接计算机软件测量PVA-GO蒸发水量。结果表明,在一定范围内,随着GO质量浓度的增加,PVA-GO蒸发水量不断增加。当GO质量浓度达到7%时,PVA-GO复合膜能够较好地被静电纺丝成纤维网状结构,同时又具有良好的光热转换效果。通过扫描电镜(SEM)分析PVA-GO复合膜的表面特征,发现无添加GO的PVA膜是纤维丝状结构,表面光滑,且纤维直径大小一致,分布均匀。当在PVA中填充7%GO时,纤维网接而成,部分GO均匀包裹纤维丝。在真空环境下,423 K高温处理后,PVA-GO复合膜致密度增加,GO附着纤维丝程度提升。当使用980 nm红外激光辐射时,PVA-GO复合膜的蒸发速率为0.81 kg/(m^2·h),约是聚乙烯醇膜的两倍。同时,蒸发效率达到51%。这不仅提高了光热转换性能,增加了光能利用率,还可以为海水淡化的工业应用提供参考。     

金属基底对石墨烯薄膜阴极气体击穿稳定性影响

利用石墨烯二维材料极好的场发射能力和发射稳定性,提出了石墨烯阴极提高气体开关击穿稳定性的技术路线。采用化学气相沉积法和基底腐蚀转移法两种方法制备金属基底石墨烯薄膜阴极。利用扫描电子显微镜和拉曼光谱表征了石墨烯薄膜阴极质量,确认了石墨烯层数和均匀性。实验研究了两种石墨烯薄膜阴极气体开关,在微秒脉冲均匀电场作用下的击穿特性,获得了击穿电压幅值和分散性的变化规律。结果表明:当气体为0.6 MPa N2、电极间距为5 mm时,铜基底石墨烯薄膜阴极平均击穿电压为85.9 kV,相对标准差为3.2%;不锈钢基底石墨烯薄膜阴极平均击穿电压仅为59.8 kV,相对标准差为2.4%。当两种阴极击穿电压均为80 kV时,相对标准差比较,不锈钢基底仅为铜基底的44%。分析认为,不锈钢基底石墨烯薄膜质量优于铜基底,石墨烯薄膜导致阴极表面微观场增强因子更高,表面分布更均匀,在电场作用下场致发射产生均匀稳定的大量初始电子流,降低了气体开关击穿电压,有效提高了击穿稳定性。     

面内随机堆叠石墨烯复合材料压阻传感机理与压阻性能

面内随机堆叠石墨烯复合材料(graphene composites, GC)是可穿戴柔性传感器的基础材料之一, 但是其压阻传感机理与压阻性能仍然有待深入研究. 本文基于GC的微观结构特征, 利用0 $\sim$ 1间均匀分布随机数获得石墨烯在复合材料中的位置和方向, 建立了二维GC压阻传感器模型. 根据GC均匀变形的特点和有限单元法发展了GC压阻性能的计算方法, 计算得到了相对电阻、灵敏度系数、石墨烯片的微观形态与电流密度云图. 研究结果表明, GC中的压阻效应是由于在变形过程中石墨烯形态的改变, 包括GC中石墨烯片的密度随应变变化、石墨烯片滑移、分离导致电子迁移路径和无效片数量的改变, 而GC中石墨烯片密度随应变的变化是影响压阻效应的主要因素. 石墨烯片间的相对滑移产生线性传感特征, 分离反之. 高面分比GC与大尺寸石墨烯的GC拥有较大的感知范围, 低面分比GC和小尺寸石墨烯的GC具有更高的灵敏度系数. 最后将接触面的面内电阻率设为应变的函数, 研究了石墨烯片的接触效应对GC压阻性能影响, 解释了GC压阻性能的接触效应和影响机理. 研究结论可为GC生产方法的改进与创新、以及GC压阻传感器件的制备提供理论依据和技术参考.      

石墨烯/二硫化钼复合纳米添加剂的制备及摩擦学性能研究

采用水热法制备了两种不同形貌结构的石墨烯/二硫化钼纳米复合物(RGO/MoS₂-1和RGO/MoS₂-2). 通过电子显微镜、拉曼光谱、X射线衍射仪和热重分析仪对所制备材料的形貌、成分和晶格结构进行表征；利用SRV-IV微动摩擦磨损试验机考察了RGO/MoS₂-1和RGO/MoS₂-2作为PAO-4添加剂的摩擦学性能. 结果显示具有花状结构的RGO/MoS₂-2与RGO/MoS₂-1相比具有更大的层间距，且因其较大的层间距使得RGO/MoS₂-2表现出较好的摩擦学性能. Raman和XPS对润滑机理的表征结果证实了RGO/MoS₂复合纳米添加剂优异的摩擦学性能归因于吸附和摩擦化学反应的协同作用.      

纳米树枝状银-石墨烯复合材料的电化学合成及对过氧化氢的测定

利用电化学方法制备了树枝状纳米银-石墨烯复合材料,该材料对过氧化氢的还原展现出优异的电催化活性,归因于其独特的纳米结构以及纳米银优良的催化性能。用差分脉冲伏安法对过氧化氢进行检测,还原峰电流与其浓度在25～2000μmol/L范围内呈线性关系,灵敏度为4. 875 mA·cm~(-2)·(mmol/L)~(-1),检出限为0. 61 mmol/L,并具有较好的重现性和稳定性。