类石墨烯二硫化钼结构演变行为研究

采用液相超声剥离法制备圆形类石墨烯二硫化钼,研究类石墨烯二硫化钼的形貌演变特征.结果表明,与二硫化钼晶体相比,类石墨烯二硫化钼呈半透明态,边角趋向圆滑.采用规则的球状多面体二硫化钼颗粒,经过液相超声法剥离,制备了圆形的类石墨烯二硫化钼晶体.分析认为MoS2晶体的键能释放是获得圆状类石墨烯二硫化钼的主要原因.晶体形貌的演变过程为:近球状无定形二硫化钼经过高温晶化变成球状多面体二硫化钼;球状多面体二硫化钼经过液相超声法剥离变成圆状的类石墨烯二硫化钼.     

CuO/氧化石墨烯复合材料合成、表征及光催化研究

以醋酸铜Cu(Ac)2和氧化石墨烯(GO)为原料,去离子水作溶剂,十六烷基三甲基溴化铵(CTMAB)为表面活性剂,通过水热反应制备了CuO/GO纳米复合材料.傅里叶红外光谱(FT-IR)、X-射线粉末衍射(XRD)以及光电子能谱仪(XPS)和透射电镜(TEM)对合成的复合材料结构表征以及形貌分析,结果发现CuO纳米粒子均匀地分散在GO上.并将制备的复合材料对罗丹明B溶液进行光催化降解研究,结果发现在光反应80 min后,罗丹明B的浓度降低率达到85;,因此CuO/GO复合材料对罗丹明B表现出了良好的光催化性能.     

氧化石墨烯/二氧化硅复合材料的制备及其在吸附领域应用研究进展

近十年来,氧化石墨烯(GO)基复合材料日益引起研究者的广泛兴趣,而氧化石墨烯和二氧化硅的复合材料是其中的一个研究热点.本文介绍了氧化石墨烯/二氧化硅(GO/SiO2)复合材料的制备及其在吸附领域的应用.其制备方法包括非共价键法和共价键法,在非共价键法中,包括阳离子表面活性剂法和二氧化硅表面改性法;在共价键法中,包括形成酰胺键(-CO-NH-)、硅酯键(-COOSi-)、碳氧硅键(-C-O-Si-).吸附领域的应用包括对重金属离子、有机物的吸附.最后,我们对氧化石墨烯/二氧化硅复合材料将来的发展进行了展望.     

TiO2/石墨烯纳米复合材料制备及其光催化性能研究

以TiCl3和氧化石墨(GO)为原料,采用简便的原位液相法制备了TiO2/石墨烯(RGO)纳米复合材料.利用XRD、SEM、XPS和UV-Vis光谱表征了其微观结构及性能,实验考察了复合材料光催化还原CO2性能,探究了其光催化反应机理.研究表明,TiO2/石墨烯纳米复合材料具有显著的光催化还原活性,光催化反应产物选择性高,反应6.0h甲醇的累积产量为3.43 mmol/L,石墨烯的协同效应提高了TiO2半导体的光催化活性和反应效率.     

石墨烯/聚苯胺复合材料的制备及超电容性能研究进展

近年来,石墨烯/聚苯胺复合材料由于自身优异的电化学性能引起了国内外学者的广泛关注,石墨烯具有大的比表面积和双电层电容特性,聚苯胺具有高赝电容特性,二者协同作用使其复合材料的超电容性能大大提高.主要介绍石墨烯/聚苯胺复合材料的制备方法及电容性能的影响因素,总结三维石墨烯/聚苯胺复合材料的构筑方法,并对复合材料未来在超级电容器领域的发展趋势进行了展望.     

石墨烯/Fe3O4/TiO2磁性纳米复合材料的光催化性能研究

利用石墨烯纳米(GNs)片作为载体,将钛酸四正丁酯包裹Fe3O4纳米粒子的微乳液通过搅拌和超声负载于其表面或镶嵌于其二维结构的片层间,制备GNs/Fe3O4/TiO2磁性复合光催化材料.通过FrIR、SEM、TEM、EDX、XRD、VSM等手段对样品进行了表征,并对其光催化机理进行了分析.测试结果表明,TiO2含量对复合材料的光催化性能有显著影响,对对硝基苯酚和罗丹明B的光催化降解率最高分别可达96.0;和98.3;.     

Co2 O3/石墨烯复合材料的结构及电化学性能研究

采用CoCl3·(H2 O)6作为钴源通过化学反应制备了Co2 O3,并用水热法制备了Co2 O3/石墨烯的复合材料.利用XRD、Raman、SEM对其进行结构表征.结果表明:制备样品结晶完整,能够体现相应物相的XRD特征峰值;并且样品的Raman图样不但体现出Co2 O3的特征谱峰,而且在能够体现石墨烯单层结构分离度好的2D峰处也表现出优异的特性.样品微观组织观察发现Co2 O3呈棒状短柱状嵌入或平布在石墨烯基底上.电化学测试表明:复合材料电化学性能优良,在50 mV/s的扫描速率下质量比电容达到了240 F/g.     

石墨烯及其纳米复合材料的制备与应用研究

石墨烯作为一种新兴二维碳纳米材料,具有完美的晶体结构和诸多优异的物理化学性能.石墨烯独特的电学、热学、光学和力学性能,使其在电子器件、导热材料、气体传感器、感光元件以及环境科学等领域具有广阔的应用前景.其潜在的实际应用价值,使石墨烯材料的开发成为当前最受关注的研究热点之一.本文从石墨烯的来源、结构、分类和基本性质出发,概述了石墨烯及其衍生物的制备方法及属性特征,进而介绍了石墨烯及其衍生物纳米复合材料在电子、材料、储能和环境等领域中的最新研究进展,并对石墨烯及其纳米复合材料的发展前景进行了展望.     

模板法制备三维多孔石墨烯及其复合材料研究进展

三维多孔石墨烯及其复合材料作为一种功能材料在能量存储、光电器件、气体分离和存储、吸附和传感器等领域得到关注.模板法由于能够精确控制孔尺寸、形貌和结构得到广泛研究.综述了利用分子筛、沸石、SiO2等硬模板,胶束、乳液、嵌段共聚物等软模板以及植物、粉末冶金、原位自牺牲等非传统模板制备三维多孔石墨烯及其复合材料的方法,并分析了各种方法的优缺点及材料性能.以期为三维多孔石墨烯及其复合材料的研究提供参考.     

氢氧化镍/石墨烯复合材料的制备及其电化学性能研究

以石墨粉为原料,硝酸镍为镍源,用化学沉淀-水热法制备Ni(OH)2/石墨烯复合材料,研究不同氧化石墨(GO)与硝酸镍质量比对复合材料性能的影响,利用XRD、SEM、循环伏安(CV)、交流阻抗(EIS)和恒电流充放电技术测试其结构、表面微观形貌和电化学性质.研究结果表明:当GO: Ni(NO3)2=1:8(wt.)时,在5 mV/s扫描速度下具有高的活性物质利用率和电化学活性,0.2C放电比容量可以达到348.5 mAh/g,显示了优异的大电流充放电性能和循环稳定性.     

Ag/MoS2复合纳米材料对香精分子的SERS效应

采用正丁基锂插层法在室温下制备了MoS2纳米片悬浊液;同时,在酒石酸和抗坏血酸的还原作用下,由硝酸银溶液制备了Ag纳米粒子分散液.将两种液体按一定比例混合,再放置过夜后就可制得Ag/MoS2复合纳米材料.以邻氨基苯甲酸甲酯香精分子为标记物,在波长为785 nm的激光激发下,对该复合材料的表面增强拉曼散射(SERS)光谱性能进行了测试,结果表明,该材料对香精分子具有很高的SERS效应.     

Graphene/ZrO2复合陶瓷材料的热导性能研究

采用3Y-ZrO2粉体和石墨烯(Graphene)为原料,利用放电等离子体烧结技术(SPS),烧结制备了Graphene/ZrO2复合陶瓷材料.利用SEM、HRTEM、XRD、激光热导仪等研究了烧结温度和石墨烯含量对Graphene/ZrO2复合陶瓷材料的显微结构、物相和热传导性能的影响.研究结果表明,引入石墨烯不但可以抑制ZrO2晶粒的生长,而且对复合材料的热传导性有着显著的影响;相对于单相ZrO2陶瓷,随着石墨烯的引入, Graphene/ZrO2复合陶瓷材料扩散系数反而降低,其原因可以归结于三个方面:首先,石墨烯含量比较低(0.5~1.5wt;),其次,石墨烯与ZrO晶粒界面处产生的强声子散射作用导致热导下降,最后是Graphene/ZrO2复合陶瓷材料没有完全致密.     

化学气相沉积法制备石墨烯晶畴的氧气刻蚀现象研究

利用化学气相沉积法在抛光铜衬底上制备出六角形石墨烯晶畴,并对石墨烯晶畴进行氧气刻蚀.刻蚀完成后,利用光学显微镜和扫描电子显微镜观察到石墨烯晶畴表面的褶皱被刻蚀成网络状和短线状形貌的刻蚀条纹,并且刻蚀条纹的密度分布差异较大.通过电子背散射衍射测试证明了铜衬底的晶向与褶皱的形貌和密度分布有密切关系,不同的铜衬底晶向会影响褶皱的形貌和密度分布.通过改变刻蚀时间和刻蚀温度,发现刻蚀温度对石墨烯的氧气刻蚀具有更重要的影响,当刻蚀温度高于250 ℃时,刻蚀速率明显提高.这种氧气刻蚀方法,为观察石墨烯表面褶皱的形态和密度分布提供了一种便捷的途径.     

二维石墨烯片增强芒硝基复合相变材料导热性研究

探究了二维石墨烯片(GNPs)对复合相变材料导热性的影响,以芒硝基复合相变材料(SCNa)为原料,制备出石墨烯片增强芒硝基复合相变材料(SCNaG).探讨了GNPs添加量对SCNa相变材料导热率的影响,并对其过冷机理进行了讨论.结果表明:复合相变材料导热系数随着GNPs添加量呈线性增加,当GNPs=0wt;时,相变材料导热系数为0.854 W/(m·K);当GNPs=3wt;时,相变材料导热系数为1.405 W/(m·K);随着GNPs添加量的增大相变材料过冷度先减小后增大,当GNPs=0.5wt;时,过冷度低于纯SCNa相变材料,为2.5℃C,当GNPs=3wt;时,过冷度增大至10.9℃.GNPs的添加量对相变材料相变温度影响不大,相变潜热略有减小.     

MoS2/SnS异质结太阳能电池的模拟研究

硫化亚锡(SnS)是一种Ⅳ-Ⅵ族层状化合物半导体材料,其禁带宽度与太阳能电池最佳带隙1.5 eV非常接近,并且在可见光范围内光的吸收系数很大(α>10⁴ cm^-1),因此SnS是一种很有应用前景的材料。本文利用太阳能电池模拟软件wxAMPS模拟了MoS₂/SnS异质结太阳能电池,主要研究SnS吸收层的厚度、掺杂浓度和缺陷态等因素对太阳能电池性能的影响。研究发现:SnS吸收层最佳厚度为2 μm,最佳掺杂浓度为1.0×10¹⁵ cm^-3;同时高斯缺陷态浓度超过1.0×10¹⁵ cm^-3时,电池各项性能参数随着浓度的增加而减小,而带尾缺陷态超过1.0×10¹⁹ cm^-3·eV^-1时,电池性能才开始下降;其中界面缺陷态对太阳能电池影响比较严重,界面缺陷态浓度超过1.0×10¹² cm^-2时,开路电压、短路电流、填充因子和转换效率迅速下降。另外,通过模拟获得的转换效率高达24.87%,开路电压为0.88 V,短路电流为33.4 mA/cm²。由此可知,MoS₂/SnS异质结太阳能电池是一种很有发展潜力的光伏器件结构。     

水性氧化石墨烯/聚苯胺复合材料制备及其防腐性能研究

采用液相法制备了一种水性氧化石墨烯/聚苯胺复合材料.通过SEM、XRD等手段对复合材料进行了表征,并对制备的复合涂层进行电化学分析和理化性能测试.结果表明,在有机酸的存在下,苯胺单体以充分剥离的氧化石墨烯为成核生长位点,形成了分散良好的氧化石墨烯/聚苯胺复合材料,并保持了氧化石墨烯的层状结构.在复合涂层中,掺杂在聚苯胺分子骨架上的磺基水杨酸(SSA)或十二烷基苯磺酸(DBSA)与聚苯胺协同形成电化学保护作用,有效地将2A12铝合金的腐蚀电流最低降至2×10-7A/cm2左右.该涂层具有良好的强度、韧性和附着等力学性能,并且具有优良的耐盐雾、光照老化等物理稳定性.     

二维MoS2/WSe2异质结的光电性能研究

近年来基于二维半导体过渡金属硫族化合物如MoS₂的光电晶体管被广泛研究。虽然基于单层MoS₂的光电探测器表现出较高的响应度,但是其较低的载流子迁移率也限制了响应时间,约在秒量级。二维半导体的相互堆垛可以形成具有低缺陷态且空间均匀的范德华异质结构,是提高二维光电探测器性能的有效途径。基于此本文通过机械剥离转移法构筑MoS₂/WSe₂垂直pn异质结,其较强的空间电荷区能有效地分离光生载流子,所以在自驱动状态下仍具有较好的光电探测能力,光响应度和探测率分别达到2.12×10³ A/W和2.33×10¹¹ Jones,同时极大地缩短了响应时间,响应时间达到40 ms。这种二维异质结器件制备方法简易,性能优异,在光电子领域具有广阔的应用前景。     

多孔硅基WO3气敏传感器的制备与性能研究

以钨酸钠和氯化钠为原料,采用水热法在硅基多孔硅上原位生长WO3纳米棒薄膜,制成p型多孔硅基-n型WO3复合结构气敏传感器.为了获得最大比表面积的复合形貌,详细研究了水热反应时间和温度对多孔硅基WO3复合结构显微组织表面形貌的影响.利用扫描电镜、粉末衍射等表征手段测试并分析了多孔硅基表面WO3纳米棒薄膜的形貌以及晶体结构,并测试了复合结构传感器在不同工作温度下的气敏响应特性,结果表明:该气敏传感器在室温下便对有毒气体NO2具有高灵敏度以及稳定的重复性.     

单层n型MoS2/p型c-Si异质结太阳电池数值模拟

单层二硫化钼(MoS₂)是一种具有优异光电性能的半导体材料,在太阳能能量转换中表现出很大的应用潜力。本文基于AMPS模拟软件,对单层n型MoS₂/p型c-Si异质结太阳电池进行了数值模拟与分析。通过模拟优化,n型MoS₂的电子亲和能为3.75 eV、掺杂浓度为10¹⁸ cm^-3,p型c-Si的掺杂浓度为10¹⁷ cm^-3时,太阳电池能够取得最高22.1%的转换效率。最后模拟了n型MoS₂/p型c-Si异质结界面处的界面态对太阳电池性能的影响,发现界面态密度超过10¹¹ cm^-2·eV^-1时会严重影响太阳电池的光伏性能。