氧化石墨烯纳米带杂化粒子和石墨烯纳米带的研究进展

氧化石墨烯纳米带杂化粒子是将氧化石墨烯纳米带(GONRs)与其他纳米粒子经π-π键、氢键等结合方式复合在一起,通过这种特殊的结合形态一方面可以有效地防止GONRs的聚积,另一方面新的纳米粒子的引入能够赋予该杂化材料某些特殊的性能,从而有利于充分发挥GONRs杂化材料在聚合物改性等领域的综合性能。本文综述了氧化石墨烯纳米带杂化粒子的制备方法、性能和应用现状。此外,针对GONRs的还原产物石墨烯纳米带(GNRs)的结构、性能、制备方法及其应用领域也进行了系统性地论述。相关研究表明,氧化石墨烯纳米带杂化粒子的设计与制备是氧化石墨烯纳米带迈向实用领域的一个有效途径,而石墨烯纳米作为石墨烯的一种特殊结构的二维变体,继承了石墨烯优良的导电和导热等性能,同时特殊的边缘效应,因而呈现出了更广阔的应用潜力。     

石墨烯纳米带的研究进展

自2010年石墨烯的发现者获得诺贝尔物理奖以来,石墨烯纳米带以其更好的理化性质成为了世界各国学者的研究热点。本文首先介绍了石墨烯纳米带的制备方法:切割碳纳米管法(电极切割碳纳米管法、混酸切割碳纳米管法、钾气裂解碳纳米管法、等离子体刻蚀碳纳米管法)、刻蚀石墨烯法(等离子体刻蚀石墨烯法、半月板掩模光刻石墨烯法、二维胶体晶体刻蚀石墨烯法)、膨胀石墨带减薄法、有机合成法、化学气相沉积法;然后介绍了石墨烯纳米带在电学领域的应用,还简要介绍了其在力学、热学等领域的应用;最后展望了石墨烯纳米带的发展前景。     

石墨烯能带结构调控的第一性原理研究

采用第一性原理方法,系统研究了单轴应变状态下纳米级孔洞和层数对石墨烯能带结构的影响,结果表明,其带隙不但与层数的奇偶性有关,而且对单轴应变的大小和孔洞存在与否非常敏感,这些均可归因于层间/层内结构的不对称性。     

带隙可调光子晶体的研究进展

介绍了近几年带隙可调光子晶体的研究进展。带隙调节的机制主要有改变晶体材料的平均折射率和改变晶体的结构参数两种。综述了通过电场调制、磁场调制、压力调制、光照调制、温度调制和复合调制等实现带隙实时可调的研究进展,提出了目前存在的问题及研究方向。     

氧化石墨烯纳米带与氧化石墨烯增强热塑性聚氨酯薄膜的制备及性能

利用纵向裂解多壁碳纳米管制备了氧化石墨烯纳米带,并采用溶液成型的方法制得氧化石墨烯纳米带-氧化石墨烯(GONRs-GO)/热塑性聚氨酯(TPU)复合材料薄膜。场发射扫描电镜和X射线衍射分析结果显示,GONRs与GO间相互剥离并均匀地分散在TPU基体中;氧气透过率(OTR)和力学性能测试表明,GONRs和GO具有协同增强TPU复合材料薄膜的阻隔和力学性能的作用。当GONRs和GO在TPU中添加量均为1.5%(质量分数)时,GONRs-GO/TPU复合材料薄膜的阻隔和力学性能达到最佳。相比于纯TPU薄膜,该GONRs-GO/TPU复合材料薄膜的OTR降低了83.94%,拉伸断裂强度、屈服强度、扯断伸长率则分别提高了59.28%,59.54%和15.0%。     

石墨烯纳米带制备研究获新进展

石墨烯(Graphene)自2004年发现以来,成为凝聚态物理与材料科学等领域的一个研究热点。石墨烯的超高室温载流子迁移率与可剪裁加工的特性,使其成为未来纳米电子学器件的重要候选材料。石墨烯本身是零带隙材料,     

SiC发光特性及其调控研究进展

碳化硅(SiC)作为第三代半导体的代表材料,具有禁带宽度大、热导率高和临界击穿电场高等特点,所制备的光电器件在高温、强辐射等极端、恶劣条件下有巨大的应用潜力。本文综述了国内外SiC发光性质的研究现状,介绍SiC发光的实际应用,阐述了单晶、纳米晶和薄膜不同形态SiC的制备方法及发光特点,并对SiC发光调控的研究进展进行了探讨与展望。利用新兴技术手段,可实现对SiC发光光谱和发光效率等性质的调控。     

多孔石墨烯制备及其纳米复合材料的研究进展

多孔石墨烯是一种在石墨烯二维纳米基面上具有纳米孔隙或三维网络结构的多孔碳材料,不仅保留了石墨烯的本征性质,更赋予材料较大的可接触面积和丰富的孔隙结构,这些孔隙的存在有利于物质运输和筛分,使得石墨烯及其复合材料在纳米粒子负载、物质运输、吸附、分离等方面展示出广阔的应用前景。综述了多孔石墨烯的制备方法,包括活化法、冷冻干燥法、模板法和沉积法,以及多孔石墨烯在超级电容器、锂-氧电池、吸附、分离领域的应用现状,并展望了未来的发展方向。     

纳米石墨烯复合材料的制备及应用研究进展

石墨烯作为一种由单原子紧密堆积成的二维蜂窝状晶格结构碳材料,具有许多特殊的物理化学性质,使其在各个领域均表现出良好的应用前景。目前石墨烯及纳米石墨烯复合材料的制备和应用已成为材料界研究的重点和热点。在简要介绍石墨烯的结构和性质的基础上,介绍了石墨烯的4种制备方法——机械剥离法、化学气相沉积法、化学剥离法和化学合成法。总结了纳米石墨烯/聚合物复合材料以及纳米无机/石墨烯复合材料的制备及应用,并重点讨论了纳米石墨烯复合材料在生物医药、电子器件、微波吸收、传感器以及电极材料等方面独特的应用优势,展望了纳米石墨烯复合材料的发展前景及研究方向。     

氧化石墨烯制备石墨烯的研究进展

近年来,石墨烯已成为世界各国学者研究的热点。由石墨粉先制备氧化石墨烯进而制备石墨烯成为了石墨烯最重要的制备方法。本文综述了氧化石墨烯制备石墨烯的主要方法:化学法、热法、微波法、电化学法、水热法、碱法等,并对各方法的优缺点进行了阐述,最后对石墨烯的未来进行了展望。     

石墨烯的制备研究进展

近年来, 石墨烯以其独特的结构和优异的性能, 在化学、物理和材料学界引起了广泛的研究兴趣. 人们已经在石墨烯的制备方面取得了积极的进展, 为石墨烯的基础研究和应用开发提供了原料保障. 本文大量引用近三年最新参考文献, 综述了石墨烯的制备方法: 物理方法(微机械剥离法、液相或气相直接剥离法)与化学法(化学气相沉积法、晶体外延生长法、氧化?还原法), 并详细介绍了石墨烯的各种修饰方法. 分析比较了各种方法的优缺点, 指出了石墨烯制备方法的发展趋势.     

石墨烯/金属复合材料的研究进展

石墨烯特殊的二维结构和优异的性能使其成为材料领域的研究热点,而石墨烯与金属复合材料是石墨烯应用的重点研究方向之一.概述了近年来石墨烯负载金属纳米颗粒复合材料的制备及其在催化、传感、光谱学方面的应用进展,以及石墨烯增强金属基复合材料在高强度高导热导电领域的研究进展,重点介绍其中一些具有优异性能的研究体系及其在研究中面临的困难.     

液相剥离法制备石墨烯的新进展

石墨烯是一种具有独特结构和优异性能的二维材料,自从2004年其被成功制备以来,迅速成为材料、化学、物理和工程领域的研究热点。目前,制备石墨烯的方法有很多,包括化学氧化还原法、化学气相沉积法以及液相剥离法等,其中液相剥离法是一种非常重要的制备方法,有望实现高质量石墨烯的工业化生产。主要总结了以超声波作为动力的液相剥离法的相关报道,并对其进行了分类讨论。解释了超声波的作用,着重介绍了以纯溶剂和二元溶剂为剥离溶剂的液相剥离方法,以及助剂辅助剥离的液相剥离方法的研究进展,并综述了各种方法的剥离机理。同时提出了提高石墨剥离效率的方法,指出了选择新溶剂或助剂的原则,旨在为研究更高效生产高质量石墨烯的方法提供参考。     

陶瓷/石墨烯块体复合材料的研究进展

石墨烯是2004年首次成功制备的新型二维碳纳米材料。由于其独特的二维结构和优异的性能, 近年来已成为国内外材料领域的研究热点。本文结合本课题组的相关工作, 综述了石墨烯应用于陶瓷块体复合材料的新近研究成果,包括碳纳米管、SiOC、Al₂O₃以及Si₃N₄等为基体的石墨烯块体复合材料,重点介绍了陶瓷/石墨烯块体复合材料的制备方法、增韧机制以及优异的物化性能, 并探讨了陶瓷/石墨烯块体复合材料的研究发展方向和应用前景。     

石墨烯的制备、表征与特性研究进展

石墨烯是最近几年才发现的碳材料的新成员,其完美的二维结构和许多奇特的性质,引起了科学家的极大兴趣。石墨烯的基础研究和应用研究成为当前前沿研究热点之一。引用近3年的国内外参考文献对石墨烯的制备方法(氧化还原法和化学气相沉积法)、转移方法(衬底腐蚀法)、表征方法(拉曼光谱、扫描电子显微镜和X射线衍射)、应用研究等进行了详尽的综述,并介绍了石墨烯研究中所遇到的难题。最后,对石墨烯在其他领域的应用进行了展望,指出了石墨烯未来的研究方向。     

石墨烯复合材料的制备及应用研究进展

石墨烯是碳原子以sp2杂化连接而成的单原子层结构,这一独特的二维结构使得石墨烯具有优异的光电性能、热稳定性以及化学性能.石墨烯复合材料的制备、性能和应用成为近年的研究热点.本文综述了石墨烯复合材料的制备方法,包括石墨烯/高分子复合材料、石墨烯/金属(金属氧化物)复合材料、石墨烯三元复合材料,以及石墨烯复合材料在锂电池、电容器、光伏材料、传感器等方面的应用研究进展,指出了石墨烯复合材料研究的重要方向.     

半导体ZnO晶体生长及其性能研究进展

ZnO晶体是直接宽带隙半导体材料，室温下禁带宽度为3.37eV，激子束缚能为60meV。其禁带宽度对应紫外光的波长，有望开发蓝绿色、蓝光、紫外光等多种发光器件。对ZnO晶体的生长方法及研究进展做了简要的叙述。     

AIN薄膜的研究进展

ＡＩＮ是一种重要的近紫外、蓝光半导体材料。本文就ＡＩＮ的物理特性，薄膜生长，性能测试分析的研究进展作一些阐述。对ＡＩＮ在制作发光器件、固溶体合金、电学绝缘等方面的应用也作了探讨     

石墨烯湿敏性能研究进展

湿度传感器与大气监测、工业生产和生物医疗等领域息息相关。随着科技的不断发展,人们对高性能湿度传感器的需求不断增加,这为湿度传感器行业的发展带来了前所未有的机遇和挑战,其中高性能湿敏材料的开发尤为关键。在诸多湿度传感器中,金属氧化物或金属氧化物/聚合物复合材料湿度传感器因其敏感元件选择的多样性、易于后加工处理和响应特性高等特点而受到广泛关注。与聚合物湿度传感器相比,陶瓷材料的合成过程更简便,响应也通常更为迅速,且聚合物的成本更低。近些年,新型纳米材料被广泛应用于湿度传感器领域,逐渐成为湿敏材料的主要发展方向及研究热点。零维和一维纳米碳质材料,如富勒烯、碳纳米管作为湿敏活性层制备的传感器通常具有大比表面积、可室温下工作、易于实现微型化、稳定性好等诸多优点,但它们的零维或一维结构与现有的平面电子器件加工工艺不相匹配。石墨烯是由sp2杂化的碳原子紧密排列构成的二维蜂巢晶格结构的单层石墨,其独特的二维结构适用于现有的平面电子器件加工工艺。石墨烯材料作为湿敏活性层受到研究者们的广泛关注是因为它具备诸多优异特性:(1)石墨烯的所有原子都在表面,具有超大的比表面积,原则上,石墨烯传感器的动态检测范围可以从单个分子到很高的浓度水平;(2)利用石墨烯的电学特性和力学特性可以很好地进行传感信号的转换;(3)金属、聚合物或其他修饰剂功能化的石墨烯能与特定分子发生相互作用,大大增强传感器的选择性;(4)石墨烯单晶可以制作四探针装置,从而能够避免接触电阻的影响,并大大提高灵敏度;(5)与其他纳米碳材料如碳纳米管相比,石墨烯和氧化石墨烯制备成本更低。本文综述了石墨烯湿敏性能及其应用的研究进展,着重讨论了本征石墨烯、氧化石墨烯和改性石墨烯的湿敏特性。文章最后分析了石墨烯基湿度传感器未来的发展方向和面临的挑战。