石墨烯在纺织上的应用研究

阐述了石墨烯的结构性能、制备与表征方法,介绍了当前石墨烯及其衍生物在新型纺织材料、功能纺织品等方面应用的研究进展,包括石墨烯新型纤维、石墨烯功能织物。石墨烯在纺织领域的应用前景广阔,对新型功能纺织品研发生产具有重要意义。     

石墨烯负载金属纳米粒子新功能材料的制备

针对传统的湿法制备金属粒子修饰碳材料复合物对环境污染严重且不能大量生产等问题,采用干法制备金属粒子修饰石墨烯复合材料。以石墨烯和醋酸盐为原料,均匀混合后采用分段加热的方法成功制备出石墨烯负载银、钴、镍纳米粒子复合材料,该方法没有污染而且可以大量生产。实验中考察了金属负载量对制备的复合材料的影响,并采用扫描电镜和X-射线衍射2种方法对制备的复合材料进行了表征。结果表明:银、钴及镍纳米粒子可以均匀地负载在石墨烯表面;负载的银、钴及镍纳米粒子粒度分布范围窄,而且结晶度好。制备的复合材料有望在热管理领域及催化领域发挥其优势。     

基于聚邻苯二胺/石墨烯修饰电极的肠道病毒71型（EV71）电化学免疫传感器

采用改性的Hummers法制备石墨烯氧化物（GO）,并将其滴涂在玻碳电极（GCE）表面。通过电化学还原将GO还原为石墨烯,并进一步采用电化学聚合法在石墨烯表面形成聚邻苯二胺（PoPD）膜,从而制备了PoPD/石墨烯修饰GCE。将EV71抗体固定在修饰电极表面,制备新型的电化学免疫传感器。当发生免疫反应时,由于EV71抗原与抗体生成的免疫复合物阻碍了电子的传递,PoPD的氧化峰电流下降。当抗原的浓度在0.1-80ng/mL范围内,PoPD氧化峰电流的降低值与抗原的浓度成正比。该免疫传感器对EV71的检测限为0.08ng/mL（信噪比为3）。     

甲基橙修饰石墨烯的制备及电容性能

为了改善石墨烯的分散性和提高石墨烯的比电容,采用非共价键表面修饰方法,在氧化石墨烯还原过程中加入甲基橙,利用甲基橙与石墨烯的π－π相互作用,将甲基橙接枝在石墨烯的表面,成功地制备了甲基橙接枝石墨烯.采用傅里叶变换红外光谱（ＦＴＩＲ）、场发射扫描电子显微镜（ＦＥＳＥＭ）及电化学工作站,对改性石墨烯的组成、结构及电化学性能进行了测试.ＦＴＩＲ测试证实了甲基橙成功地接枝到石墨烯的表面,ＦＥＳＥＭ显示改性石墨烯片层剥离比较好;水溶性测试显示与未改性的石墨烯相比,甲基橙改性的石墨烯在水中具有良好的分散性.电化学循环伏安法显示改性石墨烯作为电极材料具有良好的电容倍率特性,而且恒电流充放电测试也显示了当电流密度为０．１５ Ａ／ｇ时,改性石墨烯的比电容达到１０１ Ｆ／ｇ.     

石墨烯类润滑添加剂的研究进展

石墨烯具有良好的减摩抗磨性能,对其表面化学改性和纳米颗粒修饰可以提高其在润滑油中的性能。氮化硼、二硫化钨、二硫化钼等材料具有与石墨烯类似的二维结构,均是良好的固体润滑剂。综述了石墨烯类润滑油添加剂在摩擦学中的应用。     

水热法制备氟化石墨烯

以石墨为原料,由Hummers法的改进方法制备氧化石墨烯,再采用水热法对氧化石墨烯进行氟化,获得氟化石墨烯。利用X射线衍射（XRD）、傅立叶红外光谱（FTIR）、拉曼光谱（Raman）、原子力显微镜（AFM）对其结构和微观形貌进行表征。FTIR和Raman结果表明氟化产物的化学结构中存在C-F键,且D峰（1350 cm-1处）和G峰（1580 cm-1处）所对应的强度比ID/IG在氟化后明显变大,即氟化造成碳结构缺陷,规整性下降。AFM显示氟化石墨烯具有纳米层状结构,厚度约为4 nm。该法成本较低,工艺简单,易于控制,对设备要求不高,有望实现氟化石墨烯的大规模制备。     

石墨烯关联材料包覆修饰高性能纤维的研究进展

碳纳米管、石墨烯、氧化石墨烯等石墨烯关联纳米材料具有很高的强度、模量、韧性和很大的表面积, 可用于充当复合材料的增强体或涂覆修饰纤维类增强体的表面。本文综述近年来采用石墨烯关联材料来修饰纤维,从而改善纤维强化复合材料中纤维和基体树脂之间界面性能的研究进展。首先概述碳纳米管、石墨烯、氧化石墨烯3种碳纳米材料的性能和应用,然后分别介绍他们在碳纤维和玻璃纤维表面的几种修饰方法,阐述在玻璃纤维表面协同包覆碳纳米管和氧化石墨烯时,纤维表面与树脂基体的浸润性、啮合作用和协同效应。最后,对下一步包覆的研究重点提出展望,指出在研制新型促进剂、偶联剂及协同包覆常规纤维等方面,尚需深入研究。     

喷涂法制备石墨烯功能层及性能研究

以十二烷基苯磺酸钠（SDBS）为表面活性剂,采用超声分散工艺制备出稳定的石墨烯水分散液,并采用喷涂法分别在玻璃和n-Si基底上形成石墨烯薄膜。研究了表面活性剂浓度对石墨烯分散效果的影响。结果表明,采用浓度为15%的SDBS可获得稳定的石墨烯水溶液分散液。利用分光光度计和扫描电镜对石墨烯薄膜的透过率和表面形貌进行表征,结果表明其可见光透过率超过82%,薄膜具有刀刃状的边缘结构。采用二极管结构对石墨烯薄膜的场发射性能进行测试,其开启电场为3V/μm,场增强因子为3 580。实验结果表明,这是一种可行的、低成本的制作石墨烯功能层的有效方法。     

机械剥离法制备高质量石墨烯的初步研究

采用机械剥离法制备了高质量的石墨烯。利用光学显微镜、原子力显微镜和拉曼光谱仪分析了石墨烯的厚度、形貌和结构。结果表明剥离的石墨薄层包含了高质量的单层及2~3层石墨烯。机械剥离法是制备高质量石墨烯最简单的方法。     

二茂铁功能化石墨烯复合材料的制备及其电催化多巴胺性质研究

利用氧化石墨烯片边缘的羧基和表面的环氧基团共价修饰的方法制备了二茂铁功能化石墨烯的复合材料,通过FT-IR、TEM等测试方法对复合材料的结构和形貌进行了表征,二茂铁共价修饰石墨烯复合材料呈现出了良好的稳定性。我们进一步利用二茂铁功能化石墨烯修饰电极对多巴胺电化学催化性质进行研究,该修饰电极对多巴胺显示出良好的催化活性,并推测出可能的催化反应机理,当信噪比为3时,检测限达到0.01μM。     

超薄类石墨相氮化碳纳米片剥离技术的研究进展

超薄二维（2D）纳米材料,因其优异的电子、光学、物理和化学性能,以及各种潜在应用,在纳米技术、材料科学、化学和凝聚态物理等领域迅速发展. 类石墨相氮化碳（g-C₃N₄）是一类主要由碳和氮原子组成的2D聚合物材料,但块状g-C₃N₄比表面积小、分散性差严重影响其在光催化领域的应用. 因此,人们常采用剥离方法制备超薄g-C3N4纳米片. 本文主要详述了目前常用的热氧化剥离、超声辅助液相剥离和酸碱化学剥离等方法的现状及机理,并讨论了超薄g-C₃N₄纳米片未来的重点研究方向.     

Microstructure and Dielectric Property of 3D BN_f/Si_3N_4 Fabricated by CVI Process

As potential wave-transparent materials applied at high temperatures, 3D BN_f/Si_3N_4 ceramic matrix composites were prepared by low pressure chemical vapor infiltration or deposition(LPCVI/CVD) process from SiCl_4-NH_3-H_2-Ar gas precursor at 800 oC. The densification process, microstructure and dielectric properties of 3D BN_f/Si_3N_4 composites were investigated. The results indicated that 3D BN_f/Si_3N_4 was successfully fabricated by LPCVI/CVD, with final open porosity of 2.37% and density of 1.89 g/cm~3. Densification kinetics of 3D BN_f/Si_3N_4 is a typical exponential pattern. The Si_3N_4 matrix was uniformly infiltrated into porous BN_f preform. The deposited Si_3N_4 matrix was amorphous by XRD analysis. Introduction of BN fiber into Si_3N_4 ceramic lowered the permittivity of Si_3N_4. The fabricated BN_f/Si_3N_4 composites possess low permittivity of 3.68 and low dielectric loss of lower than 0.01, which are independent of temperature below400 oC. Transmission coefficient of BN_f/Si_3N_4 composite is 0.57 and keeps stable below 400 oC. BN_f/Si_3N_4 can be fabricated at low temperature and may be candidates for the microwave transparent materials.     

块体非晶合金的研究进展

块体非晶合金具有比各种传统材料更为优异的物理、化学、力学性能及精密成型性,因而一直是材料科学与物理研究的热点。本文分析讨论了该领域中存在的一些基本的问题,并从成分结构条件、热力学条件、动力学条件等方面阐述了块体非晶合金的形成机制,介绍了块体非晶合金优异的性能和应用前景,并扼要介绍了块体非晶合金未来的发展趋势及方向。     

纳米TiO2提高活性染料染色织物耐光色牢度的作用

为了提高活性染料染色织物的耐光色牢度,利用纳米材料吸收紫外线的性能对织物进行后整理。探讨了分散剂9D和分散剂C98及改性剂PEG对纳米TiO2分散稳定性的影响,认为2%PEG修饰且分散剂9D浓度为0.6%时纳米TiO2的分散效果最好;将纳米TiO2分散液用于活性染料染色织物整理,并通过织物紫外反射率、透过率和日晒色差的测试,分析了纳米TiO2对织物紫外光谱和耐光色牢度的作用。结果表明:利用分散剂和改性剂能够制得TiO2粒径较小、体系稳定的纳米TiO2分散液;纳米TiO2对紫外线的吸收作用会提高活性染料染色织物的耐光色牢度。     

多孔固体材料吸附CO2的研究进展

温室效应日渐显著,CO₂的捕集与储存（CCS）是一种潜力巨大的减排措施,其中吸附法捕集CO₂是最有前景的技术之一。多孔固体材料因其优异的CO₂吸附性能备受关注。针对吸附法脱除CO₂的研究进行综述,介绍了五种不同的吸附材料,总结了影响它们吸附CO₂的主要因素,以及改性后材料的吸附性能。结果表明,温度、压强、孔结构的改变会影响材料的物理吸附性能;还原改性、氧化改性和金属离子负载改性能够改变材料表面官能团的种类或者数量,提高了材料的CO₂吸附性能。     

公式Y=Cexp n/X在物理和化学中的运用

在物理和化学中,要通过大量的实验和对实验结果进行一定的处理才能揭示出两变量间的关系。在物理学上,有许多重要的物理量间的关系如大气压强随高度的变化关系,分子松弛运动与时间的关系等,均可用指数关系式或对数关系式来表示;在化学中,特别是化学反应速度与温度的关系,化学平衡常数随温度的变化等,通常也可用指数关系式或对数关系式来表示。在物理和化学中,在实际过程中,两变量间广泛存在指数关系或对数关系。现在,物理和化学工作者已经和正在用这些变量间关系来计算化学反应的速度、活化能,用来设计分子反应的途径。     

4D printed shape memory polymers and their structures for biomedical applications

Shape memory polymers are smart materials that produce shape changes under external stimulus conditions. Four-dimensional (4D) printing is a comprehensive technology originate from deformable materials and three-dimensional (3D) printing technology. At present, 4D printed shape memory polymers and shape-changing structures have been applied in various fields, especially in the field of biomedical science. 4D printing technology has made a breakthrough of personalized customization in the traditional medical field, providing a new direction for the further development of the biomedical field. In this review, the recent research and development of shape memory polymer, 3D printing technology, 4D printed shape memory polymers and shape-changing structures in biomedical area are present. The examples and applications of 4D printed shape memory polymers and their structures in the area of biomedical are also introduced. Based on 4D printing, stimulated by different conditions, 3D printed objects can be fabricated into various biomedical applications such as cell scaffolds, vascular stents, bone scaffolds, tracheal stents and cardiac stents by different 3D printing techniques. Finally, the application prospects, existing technical restriction and future development directions of 4D printed shape memory polymers and their structures in the biomedical field are summarized.     

纳米材料及技术的应用现状

纳米技术是20世纪后期发展起来的一项新技术，它涵盖物理、化学、应用数学、材料科学、计算机模拟/设计科学、电子学、工程学、生物技术、遗传学、蛋白质工程学、生物化学和生物科学，纳米材料由于其独特的表面效应、体积效应以及量子尺寸效应，使得材料的电学，力学，磁学，光学，等性能产生了惊人的变化，经过过去几十年的发展，纳米材料及技术成功的应用于环保、陶瓷、纺织、润滑油、电子信息、化工、生物工程和制药，涂料、能源、汽车航空航天等领域。从而成为目前科学研究的热点之一，被称为21世纪的又一次产业革命。     

糯性淀粉在食品及餐饮业中的应用

随着科学技术的不断进步和社会需求的增长,生产糯性淀粉的原料选育和加工技术水平都有显著的提高,并且由于糯性淀粉及用糯性淀粉原料改性后的淀粉,具有许多不同于一般淀粉的特殊性质,能用于许多一般淀粉不能达到要求的领域,故在许多行业有着广阔的发展前景。     

Massic heat capacities of ammonium penta- and tetra- molybdates

Single phases of ammonium penta- and tetra- molybdates were prepared. The massic heat capacities at normal pressure below their decomposition temperatures were measured by drop method. The relationships of the massic heat capacities of ammonium molybdates with those of the decomposition products were also discussed. The results show that the massic heat capacities of ammonium molybdates can be estimated by adding together contributions from their decomposition products, and the less change of chemical bonds, the more accurate of the estimation. Foundation item: The Doctorate Program Fund of China (No. 9553305) Biography of the first author: YIN Zhou-lan, professor, born in Feb. 1965, received Ph. D degree in 1994, majoring in physical chemistry of metallurgy and materials.