基于石墨烯基材料的非金属液相催化反应

非金属碳基催化剂因其具有合成简单、结构稳定、比表面积大、可调控性强等特点受到了研究者的关注,已成为最活跃的研究领域之一。以二维、单原子层、六方结构的碳为基础的石墨烯和其高度氧化形态——氧化石墨烯是一类新兴的碳基材料。这类材料在催化领域的应用在近五年内才刚刚兴起。此类材料可用于烃类转化、有机化学合成、能源转化等多种催化反应,本文主要综述了采用化学氧化还原法制备的石墨烯和氧化石墨材料为催化剂的各类催化反应的最新研究进展。     

高分子/石墨复合材料的制备与导电性能的研究进展

介绍了近年来高分子/石墨复合材料制备方法和导电机理的研究进展。通过氧化、插层以及插层后加热可以在石墨碳层上引入极性基团,提高其比表面积,有利于高分子进行插层。用处理后比表面积高的石墨制备复合材料可以降低材料的渗滤值,提高材料的导电性能。复合材料的导电机理可以用渗滤理论来解释。     

含异原子石墨炔基电极材料的研究进展

碳材料具有价格低廉、 易制备、 环境友好、 导电性高、 比表面积大以及适合离子存储和迁移等优点, 已成为目前应用于电化学储能器件电极的重要材料之一. 石墨炔(GDY)是一种新型的二维碳同素异形体, 由sp²碳杂化形式的苯环和sp碳杂化形式的炔键构成. 这种独特的化学结构一方面保持了碳材料良好的导电特性, 另一方面形成了新颖的离子传输通道, 为碳材料带来了不同的离子传输和存储特性. 与此同时, 由于石墨炔的空间结构可调性, 可以通过引入异原子微调石墨炔电子结构, 拓展石墨炔在电极材料领域的应用. 本文重点对近几年异原子杂化石墨炔基电极材料在锂离子电池、 钠离子电池、 金属硫电池、 电容器、 金属空气电池和电极保护等储能领域的研究工作进行总结, 并对未来石墨炔类材料在储能领域的发展进行了展望.     

二元共聚物热解碳包覆的石墨负极材料

以苯萘二元共聚物包覆天然石墨后进行热处理，用所制备的包覆石墨作为锂离子电池的负极材料，与包覆前石墨材料相比较，可逆容量提高了10％，不可逆容量降低了7％，循环性能也得到了大的改善. X射线分析表明，改性后该石墨晶体中三方石墨的含量增高.     

硅/石墨复合物用作锂离子电池负极材料

以石墨和纳米硅粉为原料, 利用机械球磨的方法制备了硅/石墨复合物, 用作锂离子电池负极材料. 采用XRD, SEM以及电化学测试等手段对材料进行了结构表征和性能测试. 通过球磨不同质量比的硅和石墨, 并对相应的复合物进行充放电测试, 寻找到了硅和石墨的最佳比例, 其值为1∶9. 实验结果表明, 所得材料既具备高于纯纳米硅的循环性能, 又具有比石墨高的可逆容量.     

Si/石墨复合负极材料的制备方法研究进展

目前,锂离子电池被广泛地应用于移动电子设备、电动汽车以及混合动力汽车,因此,对高比容量以及长循环寿命的需求也愈加迫切.石墨类负极材料具有优异的循环性能,但理论比容量较低（372 mA·h·g^-1）,难以满足日益增长的高能量密度需求.Si负极材料因具有较高的可逆比容量（3579 mA·h·g^-1）而引起广泛关注.但是,巨大的体积膨胀限制了Si负极的使用.纳米化可以有效的释放Si体积膨胀带来的应力变化,提高其电化学性能.然而,单独的纳米材料具有很高的比表面会引起诸多副反应,阻碍其实际应用.将纳米Si与石墨复合制备Si/石墨复合材料,可充分利用纳米Si和石墨的优点,有望成为新一代高能量密度和长循环寿命锂离子电池负极材料.截至目前,多种技术手段被应用于制备纳米Si/石墨的复合材料,其核心问题是保证纳米Si和石墨的均匀分散以及稳定的结合.根据石墨与纳米Si的复合过程可以将该类材料的制备方法分为：固相法、液相法、以及气相沉积法.本综述对现有文献报道的Si/石墨复合材料制备方法以及所面临的主要问题进行简要总结概括.     

石墨炔结构表征及在光电催化反应中的应用

石墨炔是一种新型碳材料,自2010年实验室成功制备后受到广泛关注。石墨炔是一种由sp和sp²杂化碳组成的高度共轭结构。随着石墨炔合成化学的发展,多种不同构型的石墨炔被制备和表征。石墨炔特殊的电子和孔结构,使其在催化领域中具有广泛的应用。本文总结了近年来石墨炔材料在表征方法和光电催化反应方面的研究进展,并探讨了石墨炔未来发展的机遇和挑战。     

石墨炔纳米材料的制备及在电化学能源中的应用

石墨炔纳米材料的制备与应用是石墨炔材料研究的重要方向, 通过对其纳米结构进行设计与优化, 可以提高石墨炔材料及其杂化结构的性能, 拓展其在能源储存与转换领域的应用. 本综述介绍了不同形貌和结构的石墨炔基纳米材料, 如纳米墙、 纳米片、 纳米薄膜等结构. 阐述了不同结构特征的石墨炔基纳米材料在电化学储能器件以及电化学能源催化中的应用, 同时也探讨了石墨炔不同纳米形貌和结构在能源应用领域快速发展的机遇及所面临的挑战.     

石墨二炔及其电子转移增强特性

石墨二炔是由sp和sp²杂化的碳原子构成的新的碳同素异形体。由于石墨二炔具有独特的拓扑结构和电子结构、较高的电荷迁移率及优异的电子传输性能,使其与其他材料相互作用,可表现出独特的电子转移增强特性。本文基于石墨二炔的电子转移增强特性,概述了石墨二炔及其电子转移增强特性的最新研究进展,包括金属氧化物/石墨二炔、金属纳米颗粒/石墨二炔、聚合物/石墨二炔以及染料分子/石墨二炔等多种石墨二炔基材料。本文从理论和实验研究两个方面详细阐述了石墨二炔的电子转移增强特性、石墨二炔与不同材料的相互作用以及相关的应用。希望该综述能对石墨炔化学的发展起到一定的积极作用。     

一种新型的工程材料──膨胀石墨

膨胀石墨是一种新型的工程材料,有着日益广泛的用途。本文报道了膨胀石墨 的制备、性能,降低有害硫的方法及在工业、环保等方面的新用途。     

高性能聚偏氟乙烯基柔性压电材料的设计策略进展

压电现象在新能源开发、 传感、 医药材料设计及可穿戴电子设备中具有广泛的潜在应用, 并受到普遍重视. 在压电材料中, 聚偏氟乙烯(PVDF)及其共聚物因具有良好的柔韧性、 易加工性、 稳定性和生物相容性等优点而备受关注. 本文综合评述了近年来在制备工艺和材料复合两个维度提高PVDF基压电材料输出性能的研究进展. 在研究PVDF压电性原理的基础上, 阐释了流延法、 静电纺丝法、 拉丝法及纳米限域策略等工艺和添加小分子、 高分子、 石墨类粒子及无机纳米粒子等复合策略提升其压电性能的机理. 这些制备工艺的提高和填料的掺杂有助于偶极子的排列和高β相的形成. 最后, 对目前存在的一些挑战进行了概述和讨论, 并对PVDF基材料的发展前景提出展望.     

碳系填料填充聚合物基电磁屏蔽材料研究进展

电子电器设备的大量应用,使得电磁环境越来越复杂,对电磁屏蔽材料的需求也不断增长。与传统的金属填料相比,碳系填料具有品种多、质量轻、电导率高、来源广、耐腐蚀等独特优势,在聚合物基电磁屏蔽领域有着广阔的应用前景。本文主要介绍了炭黑、石墨、石墨烯、碳纳米管、碳纤维等碳系填料的结构与性能特点,并从填料形状,表面处理,复合技术等角度综述了近年来碳系填料填充改性制备聚合物基电磁屏蔽材料方面的研究进展。     

锂硫电池膨胀氧化石墨/硫复合正极材料的制备及其性能

以棒状石墨为原料,采用改良的Hummers法与热处理制备得到膨胀氧化石墨(E-GO),利用在酸性水溶液中归中化学反应的方法合成纳米尺寸的硫颗粒,使其嵌入到膨胀氧化石墨的内部,制备了膨胀氧化石墨-硫复合材料。采用红外光谱,X-射线光电子能谱表征了膨胀氧化石墨表面官能团的存在和种类;X-射线衍射分析结果表明生成的硫属于斜方晶结构;扫描电子显微镜和透射电镜分析证明了材料中硫的均匀分布。恒电流充放电结果表明该复合正极材料的首次放电容量为1 020 mAh.g-1,100周循环之后其容量还保持在650 mAh.g-1左右;材料的倍率性能和库伦效率优异,这可能得益于小尺寸的硫在材料中均匀分布,以及表面官能团对硫的固定化作用。     

碳系填料填充聚合物基电磁屏蔽材料研究进展北大核心CSCD

电子电器设备的大量应用,使得电磁环境越来越复杂,对电磁屏蔽材料的需求也不断增长。与传统的金属填料相比,碳系填料具有品种多、质量轻、电导率高、来源广、耐腐蚀等独特优势,在聚合物基电磁屏蔽领域有着广阔的应用前景。本文主要介绍了炭黑、石墨、石墨烯、碳纳米管、碳纤维等碳系填料的结构与性能特点,并从填料形状,表面处理,复合技术等角度综述了近年来碳系填料填充改性制备聚合物基电磁屏蔽材料方面的研究进展。     

酞菁类聚合物功能材料研究进展

本文概述酞菁类聚合物作为功能材料的研究进展，详细讨论了酞菁类聚合物的分类、制备方法、性能研究以及应用领域。     

一种新型导电摩擦材料的研究

研究制备了一种用于电力机车导电滑块的新型导电摩擦材料－－金属纤维增强压型不透性石墨（MFRMIG），其主要性能指标为：弯曲强度82MPa；抗压强度138MPa；体积电阻率25μΩm。重点研究了导电填料体积含量对体积电阻率以及对材料弯曲强度的影响。机械强度及实车实验表明，该材料是一种优异的导电摩擦材料。     

石墨化碳载体对Pt/C质子交换膜燃料电池

研究了碳载体Vulcan XC-72石墨化处理对Pt基催化剂稳定性的影响.在不同温度下对碳材料Vulcan XC-72进行了石墨化处理,并以处理后的材料为载体通过浸渍还原法制备了20%Pt/C催化剂.采用X射线衍射、氮气物理吸附/脱附等测试手段对碳载体材料进行表征,并用电化学实验和热重分析法考察了催化剂的稳定性.结果表明,碳材料在1 500℃左右开始石墨化,温度越高,石墨化程度越高,但比表面积逐渐减小;以石墨化的碳材料为载体的催化剂的稳定性明显优于普通Pt/C催化剂.     

带状中间相沥青基石墨纤维结构对电化学性能的影响

通过中间相沥青熔融纺丝、预氧化、炭化及石墨化处理制得了带状中间相沥青基石墨纤维。研究了喷丝孔尺寸和纺丝速率对带状石墨纤维横截面碳层片取向和晶体结构的影响,对用作锂离子电池负极材料的带状石墨纤维的电化学性能进行了测试。结果表明：喷丝孔尺寸和纺丝速率对石墨纤维碳层片取向具有显著影响。采用低长宽比的喷丝孔在低纺丝速率下制备的石墨纤维其碳层片取向呈类辐射状,此石墨纤维负极材料的倍率性能较好,在0.1C和1C倍率下其放电比容量分别为336和300 mAh·g^-1,但其循环稳定性较差,在0.1C倍率下循环100次后容量保持率为89.1%;采用高长宽比的喷丝孔在低纺丝速率下制备的石墨纤维其碳层片呈波浪褶皱状且沿平行纤维主平面取向度高,此石墨纤维负极材料的倍率性能相对较差,但其循环稳定性较好,在0.1C倍率下循环100次后容量保持率为98.8%。随纺丝速率的增加,石墨纤维碳层片整体有序度降低,平行纤维主平面取向的碳层片含量减小,由此导致纤维负极材料的可逆比容量下降。     

PBS基生物降解材料的研究进展

PBS(聚丁二酸丁二醇酯 )是一种具有良好生物降解性的聚酯塑料。本文简述了PBS的基本特性、降解机理和制备方法 ,对各种PBS基生物降解材料的特性进行了分析 ,介绍了PBS基生物降解材料的研究进展     

Pt基电催化材料*

Pt是重要的电催化材料,广泛应用于燃料电池等能源领域。本文综述了近年Pt基电催化材料的研究进展,特别是在直接甲醇燃料电池等能源领域的研究进展,主要包括材料的制备方法、组成、结构、分散特性以及电催化性能等,并对各种制备方法进行了比较,展望了该研究领域的未来发展方向。