低成本铜 -石墨烯复合导电胶的性能研究

以环氧树脂和超支化环氧树脂共混物作为基体,低相对分子质量改性聚酰胺作为固化剂,树枝状和球状混合铜粉为主要导电填料,石墨烯作为填充导电填料,制备出导电性、粘接性、耐老化性优异的导电胶。研究结果表明：超支化树脂质量分数 30%,环氧基和活泼氢物质的量比为 1,添加 70%铜粉（其中树枝状铜粉质量分数为 70%）添加 0. 5%石墨烯,导电胶的粘接强度最大（13. 5 MPa）、体积电阻率最低（ 1. 88×10^-4 Ω·cm）。在温度 85 ℃、相对湿度 85%环境老化 1 000 h后,导电胶的导电性能及附着力降低均在 10%以内,稳定性较好。综合来看,石墨烯的加入不仅优化恒定,了铜导电胶的性能,还极大优化了导电胶的表面效果。     

石墨烯基气凝胶小球对染料的吸附性能研究

综合国内外相关领域的最新研究进展,对比不同材料的染料吸附性能,得出了石墨烯基气凝胶小球在吸附性能方面的优越性;总结了石墨烯基气凝胶小球对染料的吸附机理,发现其对染料的吸附是吸热、熵增的物理吸附过程,一般符合Langmuir吸附等温线模型和拟二级动力学模型。为提升其实际应用价值,探索对多种污染物的处理净化以及动态吸附是石墨烯基气凝胶小球的未来研究趋势。     

石墨烯基材料在生物质催化转化中的应用

阐述了石墨烯基材料在生物质催化转化为重要化工中间体中的应用研究进展。介绍了石墨烯及其衍生物的结构特征,总结了石墨烯基材料直接作为催化剂和作为载体负载磺酸基、单金属、双金属及金属有机骨架材料在催化生物质转化为高附加值化学品的具体应用与催化反应机理。     

多羟基化改性石墨烯水基润滑添加剂的摩擦学特性

氧化石墨烯(GO)边缘处的羧基为酸性基团,在摩擦过程中会造成金属摩擦副的腐蚀磨损。为减弱GO上羧基的腐蚀磨损,利用甘油与GO反应制备一种多羟基化改性氧化石墨烯(GOOH);利用原子力显微镜(AFM)与扫描电子显微镜(SEM)对改性前后GO的形貌进行观测,利用傅里叶红外光谱仪(FT-IR)对其进行结构表征,并评价其在水中的稳定性和腐蚀性;用四球摩擦磨损试验机考察GO和GOOH作为水基润滑添加剂的减摩抗磨性能,用SEM-EDS分析试球表面磨斑形貌及摩擦膜的化学成分组成。结果表明:GOOH能在水中稳定分散,且相比于GO,GOOH对钢球的腐蚀性更弱,摩擦因数及磨斑直径更小,磨斑形状更规则,犁沟更浅。EDS测试结果表明,使用GOOH添加剂的钢球磨损表面碳元素含量较GO更多,说明其能更好地吸附到摩擦副表面起到减摩抗磨的作用。     

GO/Au/Ag复合材料表面形貌调控及其表面增强拉曼效应

表面增强拉曼散射光谱（SERS）因具有高灵敏及无损检测的特点,在化学检测领域受到广泛关注. 采用原位化学还原法,制备氧化石墨烯/金/银（GO/Au/Ag）复合材料,利用扫描电子显微镜（SEM）、X射线能谱仪（EDS）、紫光—可见分光光度计（UV）等手段对复合材料结构进行表征,并深入研究不同Au/Ag比例对纳米复合材料形貌和SERS的影响. 以罗丹明6G (R6G)为探针分子,研究纳米复合材料的形态对表面增强拉曼散射的影响. 研究结果表明GO/Au/Ag复合材料具有良好的SERS增强效果,且SERS信号强度与样品表面形貌以及Au、Ag含量（质量分数,全文同）有关. Au/Ag纳米颗粒表面粗糙度以及Au、Ag含量的提高可以显著增加GO/Au/Ag复合材料的SERS效果.     

氧化石墨烯分散液对水泥净浆水化和力学性能 影响机理分析

为研究氧化石墨烯(GO)掺量对水泥净浆水化和力学性能的影响,采用改进Hummers法和超声波分散法制备GO片层分散液,利用傅里叶红外光谱(FTIR)和X-射线衍射(XRD)表征GO;研究了GO掺量对水泥净浆抗压、抗折强度的影响规律,并从微观角度揭示了GO分散液对水泥净浆的调控机理。结果表明:与普通水泥净浆相比,掺入适量的GO能够促进水泥水化进程,提高水泥净浆中的化学水结合量,水化晶体互相缠绕、交织形成规整有序的多面体状微结构,使水泥净浆的早期力学性能显著提高,最佳GO掺量为水泥质量的0.03%。适量的GO能够提高水泥净浆的抗压和抗折强度,促进水泥净浆水化晶体的生长,改变晶体的尺寸和形状,实现对水泥净浆微结构的调控。     

还原氧化石墨烯/四氧化三铁复合气凝胶的制备与染料吸附性能

为改进四氧化三铁（Fe₃O₄）复合材料吸附工业染料废水的性能,先制备了表面油酸修饰的Fe₃O₄,再以氧化石墨烯（GO）及表面油酸修饰的Fe₃O₄作为前驱物,通过水热法制备了还原氧化石墨烯/四氧化三铁（rGO/Fe₃O₄）复合水凝胶,最后冻干得到rGO /Fe₃O₄复合气凝胶。采用X射线衍射仪、扫描电子显微镜表征产物的微观形态和结构,并通过紫外-可见分光光度计对复合气凝胶对于亚甲基蓝染料（MB）的吸附性能进行研究。结果表明,rGO /Fe₃O₄复合气凝胶在微观上复合均匀,与单独的石墨烯和Fe₃O₄纳米粒子相比,rGO/Fe₃O₄复合气凝胶对MB染料的吸附性能更优,吸附能力达到108 mg·g^-1,而且rGO /Fe₃O₄复合气凝胶可以方便地从废水中移出进行重复使用。研究其吸附动力学和吸附等温发现,该复合气凝胶的吸附行为符合拟二级动力学方程和Langmuir吸附模型。     

清华大学成功制备出自分散柱撑石墨烯

清华大学化工系魏飞、张强研究组成功制备出一种具有自分散、不堆叠特性的柱撑石墨烯,可用于高速放电、高容量的锂硫电池。相关工作于2014年3月3日以《Unstacked double-layer templated graphene for high-rate lithium-sulfur batteries》为题发表在国际著名学术期刊《Nature Communications》(自然·通讯)上,并受邀在美国物理学家组织网和美国纳米技术与科学网上作为前沿研究工     

碳材料改性的Ag/AgCl海洋电场探测电极的孔隙率研究

目的 制备石墨烯、活性炭及碳纤维改性Ag/AgCl海洋电场探测电极,研究改性电极的孔隙率变化及孔隙率对电极极差性能的影响。方法 首先将3种碳材料与Ag粉、AgCl粉末混合,并采用粉压法将其压制烧结成电极,并对电极进行吸水率测试、孔隙率计算、极差测试以及表面形貌观察。结果 经过石墨烯改性的电极性能提升最明显,吸水率可达0.026,孔隙率可达4.15%,相比于未改性的电极(吸水率0.003,孔隙率0.071%)有较大的提高,且极差减小至0.072 mV,极差稳定时间缩短至约3 h。采用超景深三维显微系统对4种电极表面形貌进行观察,石墨烯、活性炭的加入有效提高了电极表面孔的数量以及微观高度差的大小,GO-Ag/AgCl电极的表面孔洞较大且分布均匀,微观高度差达到41.27 μm。结论 孔隙率与电极极差、极差稳定时间有较大的相关性,在一定范围内,孔隙率越大,电极极差越稳定且越小,极差稳定时间越小,且石墨烯的引入可有效提升Ag/AgCl电极的孔隙率,对其极差性能有较大提高。     

PE-UHMW/GNPs导电复合材料的制备和表征

采用超声溶液分散法制备出超高分子量聚乙烯/石墨烯(PE-UHMW/GNPs)导电复合材料,研究了该材料的导电渗流行为和阻-温特性。研究发现,PE-UHMW/GNPs导电复合材料的导电渗流阈值为3.8%,即当导电填料在体系中的质量分数达到3.8%时,材料内部逐渐形成较为完善的导电网络,从而实现其导电特性。研究和探讨了PE-UHMW/GNPs导电复合材料的正温度系数(PTC)效应和负温度系数(NTC)效应。研究发现,PE-UHMW/GNPs导电复合材料的PTC效应会随着GNPs含量的增加逐渐增强,当导电填料GNPs的添加量达到3.8%时,通过阻-温曲线可以观察到,PE-UHMW/GNPs导电复合材料具有最大的PTC强度和相对较低的室温体积电阻率。场发射扫描电子显微镜分析结果表明,GNPs和PE-UHMW之间的相互作用会随着热循环次数的不同而发生变化,最终会影响到材料的PTC效应。