石墨烯改性树脂基复合材料力学性能研究进展

树脂基复合材料具有比强度高、比模量大、耐高温、耐腐蚀、质轻等诸多优点,在航天军工、生物医疗、电子封装、体育器材等众多领域得到广泛应用。石墨烯作为一种典型的二维纳米材料,凭借其独特结构以及优异的物理化学性能而备受关注。近年来的研究表明石墨烯可以通过对增强纤维改性和对基体树脂改性的方法来提高树脂基复合材料的力学性能。本文介绍了石墨烯改性树脂基复合材料的增强增韧机理,对石墨烯改性纤维(碳纤维、玻璃纤维、芳纶纤维)增强复合材料以及树脂的改性方法进行了综述;着重阐述了石墨烯改性树脂基复合材料力学性能的研究进展,分析了石墨烯改性树脂基复合材料研究中依旧存在的两大问题,即石墨烯的分散性和界面结合问题,并对石墨烯改性树脂基复合材料的未来发展前景进行了展望。     

石墨烯研究进展

石墨烯是目前发现的唯一存在的二维自由态原子晶体,它是构筑零维富勒烯、一维碳纳米管、三维体相石墨等sp²杂化碳的基本结构单元,具有很多奇异的电子及机械性能。因而吸引了化学、材料等其它他领域科学家的高度关注。本文介绍了近几年石墨烯的研究进展,包括石墨烯的合成、去氧化、化学修饰及应用前景等方面的内容。     

石墨烯和氧化石墨烯的表面功能化改性

石墨烯和氧化石墨烯由于特殊的电子、光学、力学性能已成为当今科学研究的热点.重点综述了近年来石墨烯和氧化石墨烯的表面功能化改性研究进展.首先介绍了石墨烯、氧化石墨烯的基本结构与性质.然后将表面功能化分为非共价键结合改性、共价键结合改性和元素掺杂改性.非共价键结合的功能化改性分为四类：π-π键相互作用、氢键作用、离子键作用以及静电作用.共价键结合的功能化改性分为四类：碳骨架功能化、羟基功能化、羧基功能化和环氧基功能化.元素掺杂改性分为N、B、P等不同元素的掺杂功能化.总结了石墨烯、氧化石墨烯基体与改性分子的相互作用和反应类型,以及改性产物的性能与应用.最后对石墨烯和氧化石墨烯在表面功能化改性方面的发展前景作了展望和预测.     

导电硅橡胶理论研究进展

综述了导电硅橡胶的理论研究进展，包括导电通路的形成以及体系的电学性能。并讨论了该领域有待于入研究的问题。     

硅橡胶复合材料阻燃研究进展

将功能填料引进到硅橡胶及其复合材料中可以获得特定功能的硅橡胶复合材料,已经成为近些年研究热点。目前阻燃剂种类繁多,但是性能比较单一,这已经不能满足人们的需要。人们在关注硅橡胶复合材料阻燃性能的同时,也考虑与其它性能兼备以及成本等问题。因此,本文综述了铂化合物、磷系阻燃剂、阻燃涂层、阻燃填料和微胶囊化阻燃剂等阻燃体系下硅橡胶复合材料的阻燃研究现状,总结了不同阻燃剂的阻燃机理,并且给出了其今后的改进方法,最后对硅橡胶复合材料阻燃研究的发展做了展望。     

石墨烯导热研究进展

石墨烯具有目前已知材料中最高的热导率,在电子器件、信息技术、国防军工等领域具有良好的应用前景。石墨烯导热的理论和实验研究具有重要意义,在最近十年间取得了长足的发展。本文综述了石墨烯本征热导率的研究进展及应用现状。首先介绍应用于石墨烯热导率测量的微纳尺度传热技术,包括拉曼光谱法、悬空热桥法和时域热反射法。然后展示了石墨烯热导率的理论研究成果,并总结了石墨烯本征热导率的影响因素。随后介绍石墨烯在导热材料中的应用,包括高导热石墨烯膜、石墨烯纤维及石墨烯在热界面材料中的应用。最后对石墨烯导热研究的成果进行总结,提出目前石墨烯热传导研究中存在的机遇与挑战,并展望未来可能的发展方向。     

改性硅橡胶富氧膜的制备

富氧膜是近年来发展起来的一种能制备富氧空气的新技术。目前国内外使用最广的富氧膜材料是甲基硅氧烷(通常称为硅橡胶)它的透氧系数Po_2=6×10~(-8)cm~3(STP)·cm/cm~2·S·cmHg,C_(O_2/N_2)=2.0,透气速度快,但机械性能较差,须予以改性,改     

改性石墨烯用作燃料电池阴极催化剂

石墨烯材料以其独特的超薄片层结构、超高比表面积、良好的导电性等重要特性,而被认为在制备高性能燃料电池催化剂方面具有重要的潜在应用价值。最近的一些研究工作表明,通过选择合适的制备方法和前驱体制备的改性石墨烯,对于氧还原反应具有一定的活性,可用作燃料电池阴极催化剂。目前有关石墨烯应用于燃料电池阴极催化剂的研究工作主要集中在两个方面:一是通过表面改性后直接作为燃料电池非贵金属阴极催化剂;二是将改性石墨烯作阴极催化剂载体而制备活性组分高度分散的高性能催化剂。尽管有关改性石墨烯的氧还原活性中心的结构尚不明确,然而由于这类材料在酸性及碱性环境下对氧还原的良好的催化性能,对改性石墨烯的研究已成为探索燃料电池非铂催化剂的新途径。随着这类材料的催化性能的不断提高和对表面-活性关系认识的不断深入,改性石墨烯材料在燃料电池方面将具有广阔的应用前景。     

硅橡胶弹性行为的研究进展

硅橡胶特别是补强硅橡胶因其良好的抗疲劳性、高阻抗性以及宽的使用温度域而广泛地应用于工业的诸多方面.能够从网络结构上对硅橡胶材料的性能进行合理的解释、模拟以及预测是多年来很多研究者的追求.本文概述了部分过去的相关理论研究,即基于设计一定的理论模型对硅橡胶网络结构进行模拟并预测其性能的模拟理论,重点介绍了具有阶段性意义的经典模拟模型并说明其基本假设、实际应用范围以及缺陷所在,阐述了近些年来新的一些从分子角度计算模拟的研究成果,并与经典的网络模型进行比较,以找到一个到目前为止,综合模拟性能好、适用性强的模拟研究方法.     

含改性硅微粉硅橡胶阻燃抑烟研究

为进一步提升硅橡胶(SR)的阻燃性能,利用硅烷偶联剂对硅微粉(SF)进行表面改性,以改性后的SF为阻燃剂,制备出SR样品。通过扫描电子显微镜(SEM)对改性前后SF表面形貌进行表征,通过极限氧指数(LOI)、水平垂直测试、锥形量热仪(CCT)、烟密度测试(SDT)等手段研究SR复合材料力学性能、阻燃性能、抑烟性能。研究表明:添加相同质量的SF和改性SF时,含改性SF的SR力学性能明显提升。其中,含21%(wt)改性SF/SR复合材料的力学、阻燃性能综合最佳。与纯SR相比,改性SF/SR复合材料的LOI增加了15%,热释放速率峰值降低86%,火灾增长指数降低了58%,最大烟密度降低43%。     

新型材料石墨烯组装研究进展

石墨烯是近几年研究的一种具有二维平面结构的热门材料,它具有单电子结构,有很多特殊的物理和化学的性质。关于石墨烯的制备,功能化及应用方面的研究已经成为当前的前沿和热点课题。关于石墨烯组装的研究目前还没有制备方面成熟。主要介绍了几种石墨烯组装的方法并对其进行了展望,包括有机小分子组装,共聚组装,LB技术组装,非共价键组装。组装后的石墨烯具有了一些新的性质和功能,溶解性得到了极大的改善。     

石墨烯固定化酶研究进展

固定化酶具有高效催化、可重复利用及易分离等优点,在食品、医药等工业生产领域及微观生化检测领域具有广泛应用。固定化酶的性能与载体材料关系密切。石墨烯作为一种广受关注的纳米材料,其独特而优良的物化性能是固定酶的理想载体。本文主要介绍了近年来以石墨烯及其衍生物为载体的固定化酶技术的发展状况。重点对以物理吸附法、化学键合法和包埋法为主的各种石墨烯固定化酶的制作方法,以及其在酶微反应器和生物传感等领域的最新应用进行详细的评述,并对其今后的发展前景进行了展望。     

化学法制备石墨烯研究进展

石墨烯是具有二维晶体结构的碳纳米材料,其具有优异的导电性、透明性和极强的力学性能,可广泛应用于纳米电子器件、复合材料等领域,制备大面积、高质量的石墨烯成为了近年来重要的研究课题。本文介绍了制备石墨烯的化学方法,包括氧化还原法、外延生长法、化学气相沉积法、有机合成法、溶剂热法。本文对各方法的研究状况进行了详细的综述,分析了各方法的优缺点,重点介绍了氧化还原法还原手段对石墨烯结构和性能的影响。氧化还原法制备的石墨烯质量稳定,具有广阔的应用前景。     

石墨烯电子器件的研究进展

石墨烯是一种sp²杂化的平面类蜂窝型二维结构材料,特殊的结构赋予其许多优良的性能,如导电、导热性能好,载流子迁移率高和透射性好等,使其在电子器件领域表现出巨大潜力。 本文从石墨烯在三维集成电路中的应用、石墨烯场效应晶体管、石墨烯有机发光二极管及化学传感器四方面综述了石墨烯电子器件的研究进展及现状。     

石墨烯掺杂的研究进展

石墨烯的p型和n型掺杂调控对于石墨烯基功能器件的构筑至关重要.近年来,随着化学气相沉积(CVD)石墨烯技术的发展和广泛应用,CVD石墨烯掺杂技术及相应性能调控的研究也取得了极大进展.本文主要介绍了近几年来石墨烯,特别是CVD生长石墨烯掺杂研究的发展,讨论了金属电极接触、气体小分子吸附、氧化性及还原性极性分子吸附及晶格掺杂等多种石墨烯掺杂的方法,同时介绍了近期出现的对双层石墨烯能带调控以及制造石墨烯p-n结的研究,展望了石墨烯掺杂对于其功能器件研究的作用和发展前景.     

衬底上石墨烯制备及改性研究

大面积高质量石墨烯的制备对石墨烯电子特性及石墨烯基纳器件相关研究有重要意义。本文综述了近几年来衬底上制备石墨烯的相关实验以及衬底与石墨烯相互作用研究的重要进展。目前,采用化学气相沉积、外延生长等方法可在衬底表面上制备出较大面积、高质量的石墨烯材料。衬底与石墨烯相互作用和界面间晶格匹配、原子成键及电荷转移等密切相关,其对吸附石墨烯的几何结构、能带结构及电子特性等产生明显影响。实验与理论计算的结合可望加深衬底与石墨烯作用机理的理解,指导衬底上石墨烯制备及改性的进一步研究。     

加成型液体硅橡胶的研究进展

结合加成型液体硅橡胶的硫化原理,综述了加成型液体硅橡胶导热性能、耐高温性能及粘结性能的最新研究进展,发现加入金属氮化物导热填料是提高加成型液体硅橡胶导热性能的有效途径;改善分子结构是提高加成型液体硅橡胶耐高温性能的主要途径;共混粘结促进剂是提高加成型液体硅橡胶粘结性能的重要途径。介绍了加成型液体硅橡胶的最新应用领域,提出功能化加成型液体硅橡胶,如3D个性化打印硅橡胶、人体器官硅橡胶、高折光封装硅橡胶等功能材料是未来加成型液体硅橡胶的发展方向。     

陶瓷化耐火硅橡胶的研究进展

综述了近年来国内外有关陶瓷化耐火硅橡胶的研究进展,介绍了云母粉、碳酸钙、高岭土和纤维类等成瓷填料和低熔点玻璃粉、低熔点氧化物、聚磷酸铵等助熔剂对陶瓷化耐火硅橡胶性能的影响,在此基础上指出了今后陶瓷化耐火硅橡胶研究方向。     

通过“点击化学”对石墨烯和氧化石墨烯进行功能化改性

点击化学具有操作简单方便、灵活高效等特点,在石墨烯的功能化改性上具有极其重要的应用.本工作针对点击化学对石墨烯和氧化石墨烯功能化改性方面进行了综述.将石墨烯点击功能化改性方法分为两种情况:共价键结合的点击功能化改性和非共价键作用的点击功能化改性,其中共价键结合又可细分为边缘点击功能化改性和表面点击功能化改性.首先,本工作对石墨烯点击功能化改性的反应过程和反应条件及其研究方法作了详细的归类和系统的总结.一方面,在石墨烯点击功能化改性的分类上包括:氧化石墨烯边缘点击,氧化石墨烯表面点击,石墨烯表面点击,石墨烯表面经过Diels-Alder[4+2]的点击反应,以及通过非共价键作用的π-π堆积之后的点击反应;另一方面,在点击反应的合成路线上,详细列出了对石墨烯或者氧化石墨烯进行炔基化或者叠氮基化以及功能化分子进行相应地叠氮基化或者炔基化的连接方法和反应条件,通过点击反应将两部分连接起来,并指出石墨烯功能化复合物的功能特性和应用前景.对这部分工作进行列表总结,然后作图列出石墨烯和氧化石墨烯的点击功能化反应的具体分类和反应过程.另外,本工作列表总结了IR,Raman,UV,1H NMR,13C NMR,XPS,XRD,AFM,TEM,SEM,CV,TGA等对石墨烯和氧化石墨烯进行表征的常用方法,指出了常见的出峰位置以及表征结果和测试目的,并作了简要的分析和说明.最后,对点击化学在石墨烯和氧化石墨烯上的功能化应用作出了总结和展望.     

石墨烯基分离膜研究进展

石墨烯为单层平面碳原子以sp~2杂化方式紧密结合在一起形成的二维原子晶体,可作为基本材料构筑各种不同性能的宏观二维分离膜,是目前膜分离研究领域的一颗崭亮新星。本文重点介绍了各种石墨烯基分离膜的制备方法,并对其在水处理、气体分离、海水淡化等方向的应用研究进行评述。相比于传统高分子基分离膜,石墨烯分离膜在抗污染性能、膜通量以及选择性方面均有提升。除此之外,本文对基于其他新兴二维材料——氮化硼(BN)、二硫化钼(MoS_2)以及二硫化钨(WS_2)等的分离膜研究也进行了前瞻性讨论。最后,对石墨烯基膜的应用机遇和挑战作出评价,同时对其发展前景作出展望。