新型二氧化钛基光催化材料的研究进展EI北大核心CSCD

TiO2以稳定性高、成本低廉等诸多优势在早期光催化研究中备受青睐。然而,TiO2光催化剂的可见光响应程度低、量子效率低等问题,使得光催化领域对TiO2提出了更高的要求。本文围绕着二氧化钛基光催化材料,从晶面调控,表面等离子体共振及石墨烯复合三个方面入手,总结了在设计和合成光催化剂方面取得的创新性研究成果,最后基于结构设计、合成工艺优化以及新材料探索的角度对新型二氧化钛基光催化材料提出展望。     

轻质石墨烯基电磁屏蔽材料的研究进展EI北大核心CSCD

随着先进电子科学技术的迅速发展,电磁辐射造成的电磁污染、电磁干扰、泄密等问题已经成为电子、航天、航空、信息、通信等领域关注的重要问题,本文基于电磁屏蔽的基本理论与石墨烯的主要制备方法,针对不同的应用场合,综述了石墨烯基块体电磁屏蔽材料、泡沫电磁屏蔽材料、柔性薄层电磁屏蔽材料、高温电磁屏蔽材料4大类轻质电磁屏蔽材料的研究进展。同时,概述了石墨烯基电磁屏蔽材料的主要设计思路和制备方法,讨论了电磁屏蔽材料中的基本科学问题。基于应用发展的需求,分析了未来新型电磁屏蔽材料的发展方向和趋势,为发展设计新一代轻质高性能电磁屏蔽材料及结构提出了新的构想。     

石墨烯负载硫化锌/硫化铜异质结的制备及光催化性能EI北大核心CSCD

采用微波辅助加热方法制备石墨烯负载硫化锌纳米颗粒,在其基础上,通过离子交换反应形成石墨烯负载硫化锌/硫化铜异质结的复合物(rGO-ZnS/CuS)。通过SEM,TEM,XRD等手段对样品进行形貌观察和物相分析,并分别讨论氧化石墨烯含量、不同硫源和微波加热时间对复合物形貌和光催化性能的影响。结果表明:硫代乙酰胺为硫源,微波反应时间为30min,氧化石墨烯质量分数为10%时,能够在石墨烯表面获得均匀分布的硫化锌/硫化铜异质纳米结的复合物,在可见光照射下,150min内降解水中81.2%的甲基橙,显示出优异的光催化效果,异质结内形成的界面电子转移现象以及石墨烯作为电子受体进一步促进内部光生电子空穴的分离是提高光催化效果的原因。     

石墨烯基电磁屏蔽材料的研究进展EI北大核心CSCD

随着5G技术时代的来临和柔性电子器件的发展,国防和民用等领域对电磁屏蔽材料提出了更高的要求。石墨烯作为一种新型碳材料,具有独特的二维结构以及优异的物理化学性能,使得石墨烯基材料具有柔性好、质量轻、耐腐蚀性强以及高效的电磁屏蔽效能。本文基于电磁屏蔽的基本原理以及石墨烯基电磁屏蔽材料的制备方法,按照纯石墨烯材料、石墨烯基复合材料进行展开,综述了近年来石墨烯基电磁屏蔽材料的研究进展,并对其发展前景进行了展望。     

机械法制备石墨烯的研究进展EI北大核心CSCD

作为近年来的材料"明星"石墨烯,其制备方法的研究大多集中在化学方向,然而其许多本征物性的发现却来自于微机械剥离法制备的石墨烯。本文全面介绍了各类机械法诸如胶带法,"纳米铅笔"法,超薄切片法,超声波法,行星式球磨法,搅拌球磨法,低能纯剪切磨法和三辊磨剥法制备石墨烯的研究进展,评述了以上制备方法的特点及其面临的问题,并展望了机械法制备石墨烯的未来发展前景。     

石墨烯光催化材料及其在环境净化领域的研究进展

石墨烯作为一种导电率高、比表面积大、化学稳定性强的新型二维碳材料,在光催化技术领域显示出广阔的应用前景。本文综述石墨烯及其复合材料在光催化领域中的研究进展。首先介绍光催化基本原理与石墨烯的优异性能,总结石墨烯在复合光催化材料中的基本作用,即促进光生电子的传输、扩大光吸收强度和范围、提升吸附作用等。然后介绍各种石墨烯光催化复合材料(石墨烯/无机半导体、石墨烯/有机半导体、石墨烯/金属纳米粒子)及其多种合成方法。同时进一步阐述石墨烯光催化材料在环境净化领域中的应用,重点介绍在空气净化、水中微量污染物净化及废水处理方面的应用。最后指出目前的石墨烯光催化材料仍然存在催化效率低、成本高、不能实现大规模生产等问题,而对其结构及制备工艺等进行优化有望改善材料性能,提高其实际应用价值。     

新型复合纳米材料用于光催化降解染料废水的研究进展EI北大核心CSCD

光催化技术是解决当今人类社会中环境问题和能源危机两大问题的有效途径,半导体材料在早期的研究中备受青睐。然而,单一半导体光催化剂存在可见光响应程度差、电子空穴对易复合等缺点,光催化技术在降解染料废水的应用中有效率较低,因此研究者对新型复合纳米材料作为光催化剂降解染料废水进行了深入的研究。本文介绍了石墨烯、金属有机骨架、碳量子点三种新型复合纳米材料用于光催化降解染料废水中污染物的研究进展和主要研究结果,按照复合纳米材料设计升级的思路,简述了部分新型复合纳米材料的制备方法,对目标污染物的降解率进行了分析。通过总结新型光催化材料降解水中污染物的性能,对未来发展趋势进行了展望,指出新型复合纳米材料在光催化方向今后的发展趋势和研究重点是有针对性的处理废水,并实现工业化。     

石墨烯基复合光催化材料在水处理领域的应用进展

对石墨烯基复合光催化材料的研究动态和研究成果进行了综述,分析了石墨烯基复合光催化材料的种类及其在水处理领域的应用,展望了石墨烯基复合光催化材料今后的应用方向。     

电化学法制备石墨烯的研究进展EI北大核心CSCD

石墨烯优异的导电、导热、光学和力学性能,使其成为制造新一代电子、光电装置材料的理想选择。因此,高质量、规模化、低成本的石墨烯制备技术研究开发尤为重要。电化学剥离石墨制备石墨烯是一种很有前途的湿化学方法,具有可扩展性、溶液加工性和环境友好性等优点。本文综述了电化学法制备石墨烯技术的研究进展,阐述了电化学法制备石墨烯的机制,重点分析了石墨阳极氧化和阴极剥离过程涉及因素变化对石墨烯的剥离效率及产率、形貌、质量和缺陷程度的影响,简要介绍了电化学法制备功能化石墨烯材料及其应用,并指出电化学法制备石墨烯技术的未来发展方向是电解质体系设计、电解条件优化、剥离机理认识及电解池合理设计等。     

超临界流体剥离制备石墨烯研究进展EI北大核心CSCD

石墨烯作为一种新型二维碳纳米材料,具有极好的物理性质和极大的应用潜力。如何大规模制备高质量、低成本的石墨烯是石墨烯产业化的关键问题。本文综述了石墨烯的制备方法及其优缺点,详细介绍了超临界流体剥离制备石墨烯的原理、研究现状及表征方法。讨论了超声波和芘基聚合物辅助超临界流体剥离制备石墨烯法的特点。超临界流体剥离制备石墨烯法设备简单、条件易达到、产品质量高,为石墨烯的工业化生产提供了新的思路。     

光催化降解化学毒剂研究进展EI北大核心CSCD

光催化技术的飞速发展引起了化学毒剂(CWAs)洗消领域的关注,其高效广谱、绿色环保的特性可克服传统洗消技术所遇到的不少难题(如对土壤的腐蚀问题),适合用于CWAs的降解消除。就此研究者进行了大量的研究,也有相关综述对光催化降解毒剂的机理及应用进行详细论述,但关于传统光催化材料的文献较多,鲜有文献对新型光催化材料在降解CWAs方面的机理及应用进行总结。因此,本文对光催化降解CWAs的机理、光催化材料种类、光催化降解CWAs的应用,特别是对新型光催化材料(如金属-有机骨架)降解毒剂的研究进行详细总结。光催化技术在低浓度、难降解化学毒剂的处理上相对其他技术存在优势,但研究尚停留在实验室阶段且多为模拟剂实验,应用于真实化学毒剂降解时还存在阻碍。在未来,可穿戴的光催化防护材料值得进一步研究,同时光催化技术在大规模毒剂销毁已被证实具有一定潜力。     

石墨烯/聚合物复合材料导热性能研究进展EI北大核心CSCD

石墨烯是一种新型的二维纳米材料,可以提供声子的二维传播路径,具有非常优异的导热性能,是导热型聚合物复合材料的理想填料。文中总结了石墨烯/聚合物复合材料导热性能的影响因素(石墨烯取向、石墨烯尺寸、温度、聚合物链长度、石墨烯片层厚度、石墨烯分散性和与聚合物的界面强度),重点介绍了3种增强石墨烯/聚合物复合材料导热性能的方式(共价键连接、非共价键连接、多种填料协同共混)。     

石墨烯-有机物复合光催化材料及其应用

光催化技术以其绿色安全的特点在能源和环境领域显示出巨大的应用潜力。近年来,有机物光催化剂以其可见光响应及成本较低等优势逐渐进入人们的视野,但也存在一些不足,而石墨烯材料的大比表面积、高载流子迁移率等性质,在催化剂构建领域具有天然优势。本文针对石墨烯-有机物半导体光催化材料,在总结石墨烯在材料中的基本作用的基础上,介绍了石墨烯/共轭聚合物、石墨烯/金属有机骨架、石墨烯/染料3种典型的石墨烯-有机物光催化材料及多种合成方法。进一步阐述了此类材料在能源和环境领域,包括光解水析氢、CO₂还原、有机物降解、重金属离子还原及细菌灭活等领域的应用。最后对石墨烯-有机物复合光催化材料的未来发展提出了建议。     

介电型石墨烯吸波复合材料研究进展EI北大核心CSCD

石墨烯因其独特的介电特性、高比表面积、低密度等性质,被认为是新一代吸波材料的有力候选。然而,单一组分的石墨烯吸波性能不佳,因此近年来石墨烯基吸波复合材料成为研究热点。本文介绍石墨烯及其复合材料的吸波机理与特性,指出介电型石墨烯作为极具发展潜力的吸波复合材料具有轻质、高强、宽频、薄层的特点。从石墨烯基体与掺杂体两方面综述了介电型石墨烯吸波复合材料的研究进展。最后指出,开发损耗能力强的新型介电掺杂体、构筑多组分吸波复合材料体系、建立通用的设计方法以及探索大批量的制备方法是未来的研究方向。     

新型光催化材料探索和研究进展

综述了光催化反应基本原理、新型光催化材料开发策略及研究进展。分析了提高光催化材料量子效率的关键所在及开展新型光催化材料研究工作的重要性,展望了该领域的未来发展方向。     

石墨烯/TiO2纳米复合材料在光催化领域的研究进展

近年来,石墨烯以其独特的结构和优异的性能成为材料科学领域备受关注的研究前沿和热点。由于石墨烯具有超高的载流子迁移率以及超大的比表面积,将石墨烯与传统的光催化材料复合可显著提高复合材料的光催化性能。综述了石墨烯/TiO2纳米复合材料的研究进展,重点阐述了石墨烯/TiO2纳米复合材料的制备方法及其在光催化领域中的应用,并指出石墨烯/TiO2纳米复合材料的光催化机理是今后研究的重点方向。     

石墨烯和氧化石墨烯水基润滑添加剂在镁合金冷轧中的摩擦学行为EI北大核心CSCD

选用石墨烯和氧化石墨烯作为水基润滑添加剂,对比研究两种纳米材料对AZ31镁合金在冷轧过程中的摩擦学性能的影响。采用场发射扫描电镜(FESEM)和拉曼光谱仪(Raman)对石墨烯和氧化石墨烯水基润滑液润滑条件下轧后板材表面形貌和成分进行了分析,探讨了石墨烯和氧化石墨烯作为水基润滑添加剂的润滑机理。结果表明,石墨烯和氧化石墨烯在水中最优含量为0.5%(质量分数),摩擦因数分别为0.132和0.038,磨损体积分别为23.1 mm^3和2.59 mm^3。同时氧化石墨烯水基润滑液优良的润滑性能降低了镁合金轧制过程中的轧制力,改善了轧后板材表面质量。相同测试条件下,氧化石墨烯水基润滑液的润滑性能优于石墨烯水基润滑液,主要原因是其在水中良好的分散性和在镁合金表面优异的润湿性。     

石墨烯/半导体复合结构在光催化方面的应用研究进展

首先简单介绍了石墨烯的结构、性能和制备方法,然后着重阐述了石墨烯/半导体复合结构在光解水产氢、降解污染物、转化CO2这3个光催化方面的应用研究。最后从半导体的选择、复合工艺的改进、石墨烯功能化3个角度对研究过程中存在的问题提出了展望。     

等离子体增强化学气相沉积可控制备石墨烯研究进展EI北大核心CSCD

石墨烯具有超薄的结构、优异的光学和电学等性能,在晶体管、太阳能电池、超级电容器和传感器等领域具有极大的应用潜能。为更好地发展实际应用,高质量石墨烯的可控制备研究尤为重要。等离子体增强化学气相沉积(PECVD)技术具有低温和原位生长的优势,成为未来石墨烯制备方面较具潜力的发展方向之一。本文综述了PECVD技术制备石墨烯的发展,重点讨论了PECVD过程中等离子体能量、生长温度、生长基底和生长压力对石墨烯形核及生长的作用,概述了PECVD制备石墨烯的形核及聚结机制、刻蚀和边缘生长竞争两种不同机制,并指出PECVD技术制备石墨烯面临的挑战及发展。在未来的研究中,需突破对石墨烯形核及生长的控制,实现低温原位的大尺寸、高质量石墨烯薄膜的可控制备,为PECVD基石墨烯器件在电子等领域的应用奠定基础。     

基于石墨烯吸附净化材料的研究进展

石墨烯是一种片层状高比表面积碳材料,理论比表面积可达2 630 m2/g,具有非常高的吸附容量、良好的化学稳定性及机械性能等。有关石墨烯的发展和应用已成为当前的热点研究课题之一。详细讨论了石墨烯及其复合物在吸附重金属离子、有机污染物、有毒气体中的研究进展。最后对石墨烯及其复合物在吸附方面中的发展与应用做出了评价,同时对它们在吸附上的应用前景做了展望。