两种石墨烯修饰的复合热界面材料的制备及热性能的研究

采用化学氧化还原法制备的石墨烯和化学气相沉积法制备的三维网状石墨烯共同作为导热填料改性环氧树脂,研究导热填料质量分数的变化对环氧树脂热导率的影响,并进一步测定复合热界面材料的热导率在高温下的稳定性。结果表明:当石墨烯-三维网状石墨烯的质量分数为0.2(石墨烯和三维网状石墨烯的比例为1∶9)时,可使环氧树脂的热导率提高2 400%;三维网状石墨烯的三维网状结构和石墨烯的表面官能团对复合热界面材料的热性能具有显著地影响;三维网状石墨烯为声子提供了快速传输通道,而石墨烯的表面官能团能促进环氧树脂与石墨烯之间形成良好的接触,降低界面热阻,在石墨烯和三维网状石墨烯的协同作用下可提高热界面材料的热导率。此外,可以通过优化导热填料的尺寸,提高复合热界面材料热导率的稳定性。     

两种石墨烯修饰的复合热界面材料的制备及热性能研究

采用化学氧化还原法制备的石墨烯和化学气相沉积法制备的三维网状石墨烯共同作为导热填料改性环氧树脂,研究导热填料质量分数的变化对环氧树脂热导率的影响,并进一步测定复合热界面材料的热导率在高温下的稳定性。结果表明:当石墨烯-三维网状石墨烯的质量分数为0.2(石墨烯和三维网状石墨烯的比例为1∶9)时,可使环氧树脂的热导率提高2 400%;三维网状石墨烯的三维网状结构和石墨烯的表面官能团对复合热界面材料的热性能具有显著地影响;三维网状石墨烯为声子提供了快速传输通道,而石墨烯的表面官能团能促进环氧树脂与石墨烯之间形成良好的接触,降低界面热阻,在石墨烯和三维网状石墨烯的协同作用下可提高热界面材料的热导率。此外,可以通过优化导热填料的尺寸,提高复合热界面材料热导率的稳定性。     

纳米Fe_3O_4/石墨烯的微波水热法制备与表征

为了增强氧化石墨烯的疏水性,采用微波水热法对氧化石墨烯进行改性,制备纳米Fe_3O_4/石墨烯复合材料。利用扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、X-射线衍射(XRD)、傅里叶红外光谱(FTIR)及热重分析(TG)对制备的材料进行了形貌、结构表征及成分组成分析。研究结果表明:Fe_3O_4/石墨烯复合材料中的Fe_3O_4纳米粒子粒径约为35 nm,分布均匀,尺度较均一,Fe_3O_4/石墨烯复合材料的分散性较好。     

石墨烯材料在环境保护方面的应用

石墨烯(GO)作为高效吸附材料,可以有效去除空气中漂浮着的有机污染物、重金属离子等污染源,可以提高环境的质量.当前,石墨烯与石墨烯相关材料(RGO)等为主要材质的生物传感器与传感器应用于环境领域当中,为保护环境提供了重要的依据.为了进一步提高环境质量,探讨石墨烯材料在环境保护方面的应用具有重要的现实意义,本文对石墨烯材料的功能以及在环境保护方面的应用进行了分析和探讨,希望能够给相关的学者提供借鉴.     

氧化石墨烯对脉动热管传热性能的影响

实验选用外径为4mm、内径为2mm的铜质脉动热管研究了氧化石墨烯对以去离子水和体积分数为50%的乙醇溶液为工质的脉动热管传热性能的影响。实验分别采用加有少量氧化石墨烯的去离子水溶液(简称氧化石墨烯水溶液)和体积分数为50%的乙醇溶液(简称氧化石墨烯乙醇溶液),氧化石墨烯质量分数均为0.03%。实验发现：氧化石墨烯对以去离子水为工质的脉动热管传热性能具有强化作用,对以体积分数为50%的乙醇溶液为工质的脉动热管传热性能的影响较差,但都和脉动热管的加热功率密切相关。对于以去离子水为工质的脉动热管,在加热功率低于20W时,氧化石墨烯对脉动热管的强化作用较弱；当加热功率在30～60W之间时,氧化石墨烯对脉动热管的强化作用较强,在3.71～11.33%之间,且强化作用随加热功率的增大呈逐渐增强趋势；但随着功率继续增大,氧化石墨烯的强化作用逐渐减弱,当加热功率达到80W后,热管传热性能减弱,原因可能是氧化石墨烯颗粒出现了沉降现象。     

功能化氧化石墨烯作为锂硫电池正极硫载体的性能研究北大核心CSCD

随着便携式电子设备、新能源电动汽车和储能电网的快速发展,人类对经济高效的电化学储能(EES)系统的需求越来越大。锂硫电池由于成本低、取材广、效率高、质量轻、硫元素零污染等优势,已成为当前EES系统中应用范围最广的储能器件之一。然而,因正极硫的利用率低、锂枝晶生长、体积膨胀和长链多硫化物的穿梭效应等问题,严重制约了其商业化进程。因此,寻找新的硫宿主材料迫在眉睫。本工作通过开发煤基氧化石墨烯复合材料试图解决上述问题,设计了一种含氧官能团的煤基氧化石墨烯,对多硫化物的空间限域或物理捕捉。并通过煤基石墨烯(G)和被氧化后的煤基氧化石墨烯(GO),组装成完整的扣式锂硫电池;实现了在高倍率3 C条件下进行500次长循环,比容量从初始622.5 mAh/g维持到448.2 mAh/g,比容量保持率为72%,比容量的衰减率为0.056%,经过多次验证,得出含有丰富功能基团的煤基氧化石墨烯能够为中间产物多硫化锂提供更丰富的极性位点,在一定程度上显示出更高的亲硫性,再经过一系列的电化学表征来证明该材料在锂硫电池中的优势,为锂硫电池的进一步发展提供借鉴和方法。     

氧化石墨烯的改良制备及吸附性能研究

在改良hummers法制备氧化石墨烯的基础上,对制备过程各步骤进行精准化控制,总结了氧化石墨烯在制备过程中出现的问题,分析成因并进行改进,得到了一种鳞片石墨制备氧化石墨烯的简便、低成本且环保的方法。利用制得的氧化石墨烯对亚甲基蓝模拟染料废水进行吸附实验研究,结果表明,氧化石墨烯投加量为0.1 g,转速为300 r/min,时间为90 min,亚甲基蓝的去除率达到98.7%。     

氧化石墨烯/聚乙烯醇 复合材料导热性能研究

高分子材料作为一种新型导热材料,弥补了传统导热材料如金属、金属合金等抗腐蚀性弱、力学性能差等缺陷,但其导热系数的低下导致了应用范围的局限性,而将高分子材料复合后则能很好的解决这个问题。本文以聚乙烯醇为复合材料基体,氧化石墨烯为无机填充物,经反复冷冻解冻法制备出不同体积分数梯度的氧化石墨烯/聚乙烯醇复合材料。实验采用瞬态电热测试技术对其进行导热性能测试,得出该材料达到导热系数最优点时对应的填料体积分数为25%。在实验的基础上,利用软件拟合得出导热系数值曲线图并建立导热公式,加以验证与分析。     

氧化石墨烯脉动热管传热性能实验研究

通过实验研究以氧化石墨烯分散液为工质的脉动热管的传热性能。实验采用1mg/m L的氧化石墨烯分散液,所得结果与以去离子水为工质的脉动热管传热性能进行比较发现:氧化石墨烯对以去离子水为工质的脉动热管传热性能具有强化作用,但是和脉动热管的加热功率密切相关。在加热功率低于20 W时,氧化石墨烯对脉动热管的强化作用较弱;当加热功率在30~60 W时,氧化石墨烯对脉动热管的强化作用较强,在3.71%~11.33%之间,且强化作用随加热功率的增大呈逐渐增强趋势;但随着功率继续增大,氧化石墨烯的强化作用逐渐减弱,当加热功率达到80 W后,热管传热性能减弱,原因可能是氧化石墨烯颗粒出现了沉降现象。     

Graphene/single-walled carbon nanotube hybrids and applications in supercapacitors

双电层超级电容器作为新型清洁能源储能器件,具有安全、高功率密度和长寿命的优点。目前发展新电极材料与提高工作电压窗口是提高电容器能量密度的重要方向。本工作利用化学气相沉积法制备了石墨烯-碳纳米管杂化物,具有导电性优良、孔径可调、化学稳定性高、比表面积大（1200～1800 m2/g）的优点,同时避免了单独石墨烯或者碳纳米管电极制备过程中堆叠的缺点。并且系统研究了石墨烯-碳纳米管杂化物在水系、有机电解液和离子液体中的电容性质,考察了以活性炭为主体电极材料,石墨烯-碳纳米管为添加剂的软包电容器的性质,为开发高能量密度和高功率密度的超级电容器提供了基础。