石墨烯的制备及应用的研究进展

石墨烯能够以二维晶体在有限温度下稳定存在被发现以来,对石墨烯的研究在物理、化学、材料等研究领域引起了巨大的热潮.石墨烯具有许多优异特性,它可以与金属、金属氧化物、金属化合物等结合,并在超级电容器、电极材料、电池材料、净化水域、生物医学等许多领域有着广泛的应用前景.获得结构为单层或多层性能优良的石墨烯原料是能够将石墨烯成功应用于各个领域的重要前提,因而石墨烯的制备方法是关键.本文综述了石墨烯的多种制备方法,并对这些方法的优缺点进行了分析,阐述了石墨烯的最新应用及发展前景.     

石墨烯改性防弹材料研究进展

综述了国内外关于石墨烯改性防弹材料的研究进展,包括石墨烯改性陶瓷复合材料、石墨烯改性芳纶材料、石墨烯改性超高分子量聚乙烯等其它防弹材料,揭示了石墨烯对防弹材料各项性能的良好的改善效果及其在防弹领域的巨大应用潜力,尤其是在制备轻量化、高性能的防弹材料方面具有较好的应用前景。此外,简要介绍了石墨烯薄膜、多层石墨烯片、石墨烯纳米粒子等应用于防弹领域的理论研究情况,并提出了未来石墨烯改性防弹产品产业化研究的主要方向。     

煤基石墨烯材料制备研究进展

石墨烯材料由于其超强的力学性能,极高的电导率,超大的比表面积及良好的化学稳定性,在光、电、磁等方面的应用具有极大的潜力。煤炭资源含有大量可石墨化的芳香烃类,是制备石墨烯的天然材料。综述了采用不同技术制备氧化石墨烯、石墨烯和石墨烯量子点研究进展,总结了煤基石墨烯材料常用制备方法(化学气相沉积法和化学氧化法)的优缺点,最后对煤基石墨烯材料制备未来发展进行了展望。     

石墨烯制备及应用研究进展

石墨烯是近几年发展起来的一种非常有潜力的新型碳材料,具有优异的物理和化学性能,在物理、化学、电子器件、能源以及材料等领域具有广泛的应用。综述了目前制备石墨烯的几种方法:机械剥离法、氧化还原法、液相剥离法、电化学剥离法、超临界流体剥离法、化学气相沉积法和外延生长法等,对比了各种制备方法的优缺点,分析了石墨烯制备方法的发展趋势,并对石墨烯行业的应用前景与发展趋势进行了展望。     

石墨烯在导电领域的应用研究进展

石墨烯具有独特的电子结构,优异的电学性能和机械性能,目前国内外关于石墨烯的应用研究主要集中在导电领域,例如在储能材料、传感器材料、超导材料等斱面。本文对石墨烯在导电领域的应用迚展迚行了综述,旨在对石墨烯的研究迚展有所了解。     

碳基功能材料的制备及其在锂空气电池中的应用

碳材料的研究开发是电化学能源存储技术发展和应用的关键之一,新型碳材料具有原料丰富、成本低廉、比表面积大、导电性优异、化学性能稳定等优点,被广泛地应用于诸如环境修复、电化学及生物医学等领域,备受国内外专家、学者的关注.综述了碳基功能材料在锂空气电池中的发展历程,针对碳材料的两种典型代表石墨烯和生物质衍生碳的制备及改性研究进行了详细介绍.讨论了石墨烯的元素掺杂改性,并阐述了金属及金属氧化物负载对锂空气电池的性能提升;探讨生物质衍生碳具有N、P、S等元素的自掺杂效应及其结构的纳米化和优化制备工艺对催化性能的影响.分别对两种碳材料的优势进行了分析,对面临的挑战进行了总结.     

石墨烯的特征、制备及应用研究进展北大核心

石墨烯作为碳的一种同素异形体,由于具有独特的结构和优异的力学、电学、热学、比表面积大等性能,成为该领域研究的前沿和热点话题,它可以与金属、金属化合物、碳纳米管等结合,并在超级电容器、燃料电池、传感器、电极材料等许多领域具有广泛的应用前景。本文综述了石墨烯的起源,对石墨烯的多种制备方法作了介绍,就石墨烯最新应用前景进行了阐述,最后对石墨烯今后的研究方向与发展作了展望。     

石墨烯、氧化石墨烯改性羟基磷灰石制备及研究进展

羟基磷灰石是一种具有优秀的生物相容性以及骨传导性的材料,但因其较差的力学性能,该材料在临床上的应用受到了较大限制。石墨烯、氧化石墨烯作为新兴的材料,因为独特的层状结构而有着不错的力学性能,因此利用石墨烯、氧化石墨烯对羟基磷灰石进行改性从而提升羟基磷灰石的性能是近期研究的热点。这篇综述简要介绍了近年来关于以石墨烯及氧化石墨烯作为支撑材料对羟基磷灰石进行改性的合成方法及所得产物的性能变化,对其主要研究进展,包括制备、性能和特点进行了探究。     

石墨烯复合材料轮胎应用技术研究进展

石墨烯是一种新型碳材料,具有优异的导热、导电等性能,广泛应用在橡胶、轮胎、涂料、电子器件等领域。石墨烯复合材料应用于轮胎的胎面、胎侧、三角胶、气密层胶等部位,可以有效改善轮胎的性能,延长轮胎寿命。 本文详细介绍了国内外石墨烯复合材料在轮胎中应用技术进展情况,国内系列石墨烯新政出台,为石墨烯产业的发展保驾护航,石墨烯轮胎产业前景广阔。     

石墨烯增强金属基复合材料的研究进展

石墨烯具有独特的化学、物理性能,常常被作为增强相加入金属基体中制备高强度、导电性能好、耐腐蚀等性能优异的材料。本文综述了目前石墨烯增强金属基础复合材料的制备方法、应用以及目前存在的主要问题,并对石墨烯增强基复合材料的发展进行了展望。     

氧化石墨烯的制备、结构控制与应用

石墨烯具有卓越的力学、电学、热学和阻隔性能，但疏水性、生物不相容性等缺点限制了其在诸多方面的应用。氧化石墨烯（GO）为石墨烯的衍生物，是一种新型的碳材料，边缘处具有羧酸官能团并且其表面含有羟基和环氧基团，具有良好的分散性、双亲性、生物相容性等性能，被视当代最具有发展前景的碳材料之一。本文简述了氧化石墨烯的结构模型、制备方法和官能团可控氧化石墨烯的制备，介绍了氧化石墨烯的性能和的应用进展，分析了氧化石墨烯在制备和应用方面的一些不足。最后，阐述了石墨烯未来面临的挑战以及潜在的发展前景。     

碳材料复合橡胶研究进展

综述了各种碳材料复合橡胶的发展及研究进程,主要介绍了石墨烯、氧化石墨烯、碳纳米管等碳系材料结构、功能化方式及橡胶复合材料加工方法,得出各种碳材料不仅能较大改善橡胶的各种基础性能,而且赋予了橡胶很多新的功能,比如热量传导、电荷传输,因而能够提高橡胶产品性价比和档次。     

石墨烯防腐涂层研究进展

石墨烯是目前厚度较薄,硬度和强度较高的一种新型二维层状结构的碳材料,具有优异的化学惰性、抗氧化能力和阻隔性能。针对石墨烯在海洋有机防腐涂层领域的应用,归纳了石墨烯的防腐机理,主要在于屏蔽作用、缓蚀作用、加固作用和阴极保护作用,指出了石墨烯在涂层应用中存在易团聚、难定向排列、自身结构有缺陷等问题,提出了相应的改进措施并评价了改善效果,最后展望了石墨烯防腐涂层在多功能化、智能化和绿色化的未来发展方向。     

石墨烯、3D石墨烯及其复合材料的研究进展

石墨烯是由单层碳原子紧密堆叠而成的蜂窝状材料,具有比表面积大、传热性能好、导电能力强等优点,普遍应用于各个领域。但由于石墨烯使用过程中易团聚,导致其应用领域受限。石墨烯组装而成的3D石墨烯拥有更大的活性表面积等特性,近年来引发密切关注。与此同时,石墨烯、3D石墨烯改性成为当前探究的焦点。本文在介绍石墨烯、3D石墨烯的结构、性能及石墨烯制备的基础上,总结了3种复合材料的主要制备途径,并且分析了其合成方法的利弊。重点探讨了它们在锂离子电池、燃料电池的电化学催化剂及传感器中的应用,简述了复合材料优良性能产生的机理。提出在掺杂改性中应注意各元素掺杂量、掺杂比例、掺杂位点的确定等问题。最后指出了石墨烯、3D石墨烯及其复合材料的制备还面临不稳定、无法大规模生产、导电率低的瓶颈并对其在固态金属锂电池、透明电池、吸附材料等领域的发展前景做了展望。     

石墨烯纳米复合材料的制备与应用研究进展

石墨烯是近年被发现和合成的一种新型二维碳质纳米材料.由于其独特的结构和新奇的物化性能,在改善复合材料的热性能、力学性能和电性能等方面具有很大的潜力,已成为纳米复合材料研究的热点.综述了石墨烯纳米复合材料的制备与应用研究进展,并对石墨烯纳米复合材料的发展前景进行了展望.     

石墨烯的制备及其在水处理中的应用研究进展

石墨烯是一种由碳原子以sp~2杂化轨道形成的只有一个碳原子厚度的二维碳质新材料,优异的特性使其在很多领域有着广泛应用。简述了石墨烯的特性,介绍了石墨烯及其氧化物的制备方法,详细阐述了石墨烯及其氧化物的复合材料在水处理领域的应用。石墨烯及其氧化物加入到其他材料中可提升其他材料的性能,但它们对水中有机物及重金属离子吸附机理还有待进一步研究。     

Application of Monolayer Graphene and Its Derivative in Cryo-EM Sample Preparation

Cryo-electron microscopy (Cryo-EM) has become a routine technology for resolving the structure of biological macromolecules due to the resolution revolution in recent years. The specimens are typically prepared in a very thin layer of vitrified ice suspending in the holes of the perforated amorphous carbon film. However, the samples prepared by directly applying to the conventional support membranes may suffer from partial or complete denaturation caused by sticking to the air–water interface (AWI). With the application in materials, graphene has also been used recently to improve frozen sample preparation instead of a suspended conventional amorphous thin carbon. It has been proven that graphene or graphene oxide and various chemical modifications on its surface can effectively prevent particles from adsorbing to the AWI, which improves the dispersion, adsorbed number, and orientation preference of frozen particles in the ice layer. Their excellent properties and thinner thickness can significantly reduce the background noise, allowing high-resolution three-dimensional reconstructions using a minimum data set.     

A review study on the recent advances in developing the heteroatom-doped graphene and porous graphene as superior anode materials for Li-ion batteries

Graphene materials, with their distinctively fascinating physicochemical properties, have been receiving great attention as favorable anode materials for use in Li-ion batteries (LIBs). However, the high affinity of graphene nanosheets to restack and agglomerate during electrode assembly reduces the deliverable specific capacity due to the limited available surface area and active sites for Li-ion storage. Furthermore, the high aspect ratio of graphene nanosheets could result in long transport pathways for Li-ions and consequently limiting the rate performance. These drawbacks can be significantly improved via the functionalization of graphene by various heteroatoms and also the formation of porous graphene, adding unique beneficial properties to the inherent characteristics of graphene. Here, a comprehensive review of porous and/or heteroatom doped graphene anode materials for LIBs is presented, which summarizes in detail the main recent literature from their procedure, optimum synthesis parameters, relevant mechanisms, and the obtained morphology/structure to their electrochemical performance as the LIBs anode. Finally, the research gaps are proposed. This review will promote the basic understanding and further development of porous and/or doped graphene materials as anodes for LIBs.     

煤基石墨烯及复合材料在储能领域的应用

石墨烯及复合材料具有比表面积大、电导率高、导热性能和力学性能良好等优点,在电极材料、传感器、储氢材料等领域具有广泛的应用。但以高碳含量的天然资源煤为前体制备煤基石墨烯及复合材料达到煤炭清洁高效利用的研究目前报道有限,尤其是将其作为电极材料应用到储能领域的研究较少。本文重点总结了以不同煤质及衍生物为原料构建不同形貌和结构的煤基石墨烯及复合材料的方法以及存在的问题,详细介绍了煤基石墨烯及复合材料在储能领域,尤其是超级电容器、锂离子电池及钠离子电池领域的应用研究现状,最后提出了当前煤基石墨烯及复合材料的主要研究方向。该综述旨在为煤基新型石墨烯及复合材料的制备开发以及在储能领域的应用提供一定的思路。     

石墨烯生物毒性的计算机模拟研究进展

石墨烯是一种由平整的单层碳原子密集堆积成二维蜂窝晶格的碳纳米材料，具有优异的光学、电学、力学等特性，在生物医药、材料学等领域具有重要的应用前景。随着石墨烯在以上研究领域的广泛应用，其生物安全性问题也备受关注。尽管有大量研究表明石墨烯的生物相容性较好，但是部分研究却发现石墨烯具有一定的生物毒性。石墨烯粒径小，容易通过皮肤进入体内，可能与蛋白质、脂质或核酸等生物大分子相互作用。近年来，由于计算机模拟技术具有成本低、安全性高、易获得实验无法获取的动态结构等优势而被广泛用于生物、化学、制药等领域。本文综述了石墨烯与细胞膜、蛋白质和DNA等生物大分子相互作用的计算机模拟研究进展，从而评估石墨烯可能存在的生物毒性，为石墨烯的生物安全性评价和生物医学应用提供了参考。