石墨烯鼓有望成为量子计算机内存

<正>荷兰代尔夫特理工大学的科学家发现用石墨烯薄片制成的"鼓面",能够在光的作用下发生振动,根据这一原理能够检测到非常微小的位置和力度的变化,未来有望据此用石墨烯制造出具备超高灵敏度的传感器设备和量子计算机内存芯片。相关论文发表在近日出版的《自然·纳米技术》杂志上。石墨烯以其独特的机械和电气性能闻名于世,而最近荷兰的科学家们发现,这种神奇材料还具有一种独     

过程工程所在碳纳米材料表面电位设计方面取得进展

<正>石墨烯材料表面官能团的种类和数量对其物化性能具有显著的影响,不同官能团的存在使其表面带有不同的电荷,因此石墨烯材料表面电位与其物化性能存在潜在的关系。由于石墨烯材料主体成分是碳,表面官能团只占很少的组成,但结构和组成却很复杂,所以表面官能团的测定一般需要综合多种表征手段,操作繁琐,难度较大。表面电位的测定相对于表面官能团的表征比较简单,采用电位作为石墨烯材料性能表征的     

苏州纳米所电化学法高产率制备石墨烯研究获进展

<正>石墨烯材料具有优异的物理化学性能,在微电子、储能器件、传感器、导热材料、功能复合材料等诸多应用领域备受关注。电化学解离是一种工艺简单制备石墨烯材料的方法。然而,该方法制备石墨烯材料还存在着产率低、质量差等问题。另外,石墨烯较小的片层尺度也使其在实际应用中受到了一定的限制。三维石     

石墨烯/WO3纳米片的制备及对H2S气敏性能的研究

为了改善WO3基材料的气敏性能,通过水热法制备出石墨烯添加量为0.5;、0.8;、1.0;、1.5;(质量分数)的石墨烯/WO3纳米片复合材料.利用XRD和FE-SEM对材料的物相、形貌进行表征,并研究其对H2S的气敏性能.结果表明,复合石墨烯对WO3的结构和形貌产生了较大的影响,石墨烯复合使材料对H2S的灵敏度提高,工作温度降低,石墨烯(0.5wt;)/WO3纳米片复合材料在110 ℃对100 ppm H2S气体灵敏度可达8.3,且响应-恢复时间短.     

武汉物数所等在类石墨烯研究方面取得新进展

<正>单层石墨烯以其高速的电子传导性能引起极大关注,其物理学特征是具有狄拉克锥能带结构。但石墨烯的带隙并未打开,因此石墨烯并不宜直接作为半导体材料使用。因此,制备具有狄拉克锥并打开带隙的类石墨烯成为当今物理与新材料领域的前沿课题。作为类石墨烯的锗烯可能具有打开带隙的狄拉克锥,因而成为二维石墨烯材料的研究热点之一。     

中国科大氮掺杂类石墨烯研究获进展

<正>氮掺杂石墨烯被认为是有应用前景的锂离子电池电极材料,理论和实验研究表明,氮掺杂石墨烯的储锂性能很大程度上依赖于氮掺杂量。然而,大量的氮原子掺杂到晶格里会降低其结构稳定性,故电池容量等电化学性能的进一步提高和改善受到限制。近日,中国科学技术大学合肥微尺度物质科学国家实验室(筹)博士生郑方才和材料系硕士生杨阳通过理论模拟计算,提出了边缘氮掺杂和孔洞额外储锂的思想,并设计出了一种能实现边缘氮掺杂,避免边缘被羧基、羟基修饰的氮掺杂类石墨烯粒子的制备工艺,制备了高氮掺杂的多孔类石墨烯粒子。作为锂离子电池     

三维还原氧化石墨烯的制备及超级电容性能

以氧化石墨凝胶制备的氧化石墨烯溶胶为前驱体,一步水热法制备三维还原氧化石墨烯,采用XRD、Raman、XPS、SEM和TEM对其结构和形貌进行表征;将其作为超级电容器的电极材料时,采用直接压片法制备工作电极,在三电极体系中测试了材料的超级电容性能.结果表明:经一步水热法对氧化石墨烯溶胶进行还原处理,可去除结构中大部分的含氧官能团,所得三维还原氧化石墨烯呈多孔网状结构,层数为3～7层;比电容在0.5A·g-1的电流密度下可达294 F·g-1,且在1A·g-1电流密度下循环1000次后仍高达247 F·g-1,保持率为88.85;;欧姆电阻Rs约为0.52 Ω,界面电阻Rc约为1.53 Ω.相对于热还原法和化学还原法所制备的石墨烯材料具有更好的超级电容性能.     

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.     

石墨烯的晶格缺陷

独特而完美的二维晶体结构赋予了石墨烯超高的比表面积、导电导热率和机械强度等诸多优异性能.然而在实际制备过程中,不可避免地会产生空位和含氧基团等晶格缺陷,从而使得这些性能指标大大低于理论值,故具有完美二维晶体结构的高质量石墨烯成了研究者竞相追求的目标.其实,任何事情都具有两面性,这些晶格缺陷同时也具备一些优点,如可以改善石墨烯的离子扩散系数、分离性能及反应活性等.本文客观而全面地综述了当前文献中石墨烯结构中的晶格缺陷对石墨烯性能的影响.     

苏州纳米所开发出超高热导率石墨烯-聚合物复合材料

<正>作为近来纳米科学领域的研究热点,新兴的石墨烯由于具有独特的二维结构、高比表面积和优异的热学性能(导热系数可高达3000-6000 W/(m·K)),受到了广泛关注。石墨烯/聚合物导热复合材料有望在电子器件、光电子器件、消费电子及导热聚合物材料中得到重要应用。目前,石墨烯的添加一定程度上改善了聚     

氮化镓植于石墨烯可制成弯曲LED材料

目前,许多由有机材料制造的电子和光电子材料都具备良好的柔韧度,易于改变形状。与此同时,不易形变的无机化合物在制造光学、电气和机械元件方面展现出了强大的性能。但由于技术原因,二者却很难优势互补,功能优异的无机化合物半导体也因不易塑形的特点而遇到了发展障碍。幸好,氮化镓与石墨烯的结合,部分实现了强强联合这一理想目标,一种能"变形"的发光二极管(LED)材料已经诞生。据物理学家组织网近日报道,由韩国首尔大学伊圭哲(音译)教授领导的研究小组将微型的     

硅藻土/纳米氧化锌/氧化石墨烯复合光催化材料的制备及其光催化性能研究

采用溶胶-凝胶与负压负载法结合,以硝酸锌为前驱物,无水乙醇为溶剂,聚乙二醇为分散剂,硅藻土为载体,制备硅藻土/纳米氧化锌,并与Hummers法制得的氧化石墨烯进行复合,得到硅藻土/纳米氧化锌/氧化石墨烯复合光催化材料,通过SEM、XRD、BET、IR对样品进行了表征分析,研究了硅藻土/纳米氧化锌/氧化石墨烯复合光催化材料的结构、形貌、孔径分布情况,氧化石墨烯的引入对光催化性能的影响.结果表明:硅藻土对纳米氧化锌的负载,采用负压负载方法优于普通负载方法,氧化石墨烯的质量分数为5;时,硅藻土/纳米氧化锌/氧化石墨烯复合光催化材料的2 h的光降解率达到最大值88.7;,比同时间的纯纳米氧化锌高出63;,比硅藻土高出83.3;.     

多孔石墨烯的制备及应用

多孔石墨稀是石墨稀的一种新型衍生物,是指在石墨烯的二维基面上具有纳米级孔道的碳材料.由于多孔石墨烯具有优异的电化学性能,其在多个领域得到广泛的关注.文中主要对多孔石墨烯的一些物理化学特性、制备方法和技术、以及所涉及应用领域等方面的研究进展进行了总结和展望.     

石墨烯/Fe2O3纳米复合材料的制备及其储锂性能研究

采用软化学方法控制氧化石墨表面含氧官能团的数量,一步完成了石墨烯/Fe2O3纳米复合材料的控制合成.采用XRD和Raman光谱分析及TEM表征复合材料的组成、结构和微观形貌特征,并对石墨烯/Fe2O3复合负极的电化学储锂性能进行了研究.结果表明,石墨烯/Fe2O3复合材料作为锂离子电池负极材料具有较高的储锂容量和倍率性能,充放电循环性能稳定.在100 mA/g的电流密度下循环100次,可逆容量为606 mAh/g,放电效率保持在91;;在2 A/g下放电容量是其在250 mA/g下放电容量的58.2;.     

太阳能电池中石墨烯的应用进展

太阳能电池是一种取之不尽用之不竭的能源,而太阳能电池效率较低严重阻碍了其在商业领域中的发展.近几年来,石墨烯及其衍生物的合成和应用发展迅速,以优异的电学、力学、光学性能有望应用于提高太阳能电池效率并取代传统透明导电氧化物.本文综述了近年来在太阳能电池领域,石墨烯作为导电电极、载流子输送材料和稳定剂材料的应用进展.     

低熔点合金衬底上CVD法生长石墨烯

以CH4为气态碳源,不同组分的In基合金为衬底,用CVD法进行石墨烯生长的研究结果.用光学显微镜,拉曼光谱,场发射扫描电镜对生长的薄层进行了表征.结果显示在熔融态金属Cu-In合金上成功制备了石墨烯薄膜,“表面催化”型金属Cu的加入In使金属表面形核点增多,合金表面石墨烯的生长速度提高,但石墨烯质量下降;“溶解析出”型金属Ni与低熔点金属In组成的合金催化性能有明显的增强,在极短的时间内堆积成石墨“块”;金属Sn不具备明显的催化生长石墨烯的能力,导致了Sn-In合金衬底上石墨烯的生长与纯In类似,Sn的影响作用较弱.     

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.     

海洋防腐用氧化石墨烯/聚苯胺/二氧化钛的制备

以氧化石墨烯为模板,在酒石酸的存在下合成了水性氧化石墨烯/聚苯胺/二氧化钛复合材料.通过TEM、SEM、XRD和IR等设备对材料进行了表征,并采用光降解和电化学手段研究了复合材料的光催化和防腐性能.结果表明,酒石酸掺杂苯胺单体在氧化石墨烯纳米片层表面聚合获得氧化石墨烯/聚苯胺(G/P)层状结构,纳米二氧化钛均匀分散在G/P前躯体表面,形成水性氧化石墨烯/聚苯胺/二氧化钛(G/P/T)层状复合材料.罗丹明B光降解试验表明,复合材料具有良好的光降解效果,提高了金属材料耐生物腐蚀性能;G/P/T改性的环氧树脂则有效地改善了铝合金的腐蚀状况,将铝合金的自腐蚀电流从10-5 A/cm2降低至约10-11 A/cm2.     

InSe/石墨烯异质结光学特性的研究与调控

InSe是一种新兴的二维层状材料,具有多种优异的光学特性.随着层数的降低,带隙从近红外逐步变到可见(1.26 eV到2.11 eV),如此大的可调谐的带隙和高本征迁移率,让其在光电探测领域有着良好的应用前景.但是研究发现,InSe在空气中不稳定,易被氧化,很大的限制了其应用.而石墨烯具有极宽的光谱吸收范围和高电子迁移率,同时具有理论上97.7;的透光率.因此石墨烯-InSe复合体系能够充分将石墨烯优异的电子传输特性以及InSe突出的光学吸收特性结合起来,从而提升光电性能.本文首先利用干法转移制备了石墨烯和InSe的异质结构,然后通过阶段式退火处理调控了两者之间的相互作用,研究发现随着退火时间的加长,被石墨烯覆盖的InSe荧光强度逐渐降低,说明二者之间相互作用逐渐增强,InSe中更多的电子转移到石墨烯中,极大的提升其光电特性.该结果为异质结相互作用的调控以及光电性能的提升提供了非常好的途径.     

超支化聚合物对石墨烯的功能化研究进展

石墨烯高分子化在发展高性能聚合物基纳米功能材料方面备受关注.追踪近几年与超支化聚合物/石墨烯复合材料相关的文献,针对超支化聚合物对石墨烯的共价和非共价功能化改性方法进行了综述.将共价功能化细分为表面功能化和边缘功能化,以及非共价功能化分为通过π-π作用超支化聚合物吸附在石墨烯表面和通过疏水作用超支化聚合物对石墨烯的剥离这两种情况.并简单介绍了超支化聚合物功能化的石墨烯基复合材料的性能和应用,对其存在的问题和未来的发展方向进行了展望.