原位合成纳米银线-还原氧化石墨烯复合材料研究北大核心CSCD

采用改进的多元醇法,以氧化石墨烯(GO)作为石墨烯前驱体,硝酸银(AgNO_(3))为银源,聚乙烯吡咯烷酮为表面修饰剂,三氯化铁为抑制剂,乙二醇为溶剂和还原剂,在溶剂热条件下原位合成纳米银线(AgNWs)-还原氧化石墨烯(RGO)复合材料,研究反应溶液中GO∶AgNO_(3)质量比、反应温度和时间对合成产物形貌的影响,并对AgNWs-RGO复合材料的形成机理进行了分析。研究表明:当反应溶液中GO∶AgNO_(3)质量比在1∶98.5~1∶32.4内,产物以AgNWs-RGO复合材料为主;当反应溶液中GO∶AgNO_(3)质量比在1∶15.7~1∶7.3内,产物以银纳米颗粒和RGO复合材料为主;随着反应温度从150℃增加到170℃,产物中纳米银颗粒增多,纳米银线的平均长度减小;随着反应时间从3 h延长到5 h,产物中纳米银线的平均长度减小,数量增多。当反应溶液中GO∶AgNO_(3)质量比为1∶63.5时,溶液在160℃反应3 h,产物主要是AgNWs-RGO复合材料,其中纳米银线的长度在20~35μm,直径在80~110 nm,RGO覆盖在AgNWs上。     

CaMoO4/GO复合材料的制备及其超级电容器性能

采用水热法成功合成了CaMoO₄/氧化石墨烯(GO)纳米复合材料。通过材料的表面形貌、晶体结构和电化学性能研究合成的纳米复合材料。结果表明,CaMoO₄/GO电极在电流密度0.5 A/g时比电容高达571.82 F/g,并且在1 A/g的电流密度下,经过1000次循环后的比电容保持率仍为84%。为了测试电极材料的实际应用效果,全固态超级电容器(ASC)分别使用CaMoO₄/GO和活性炭(AC)作为正极和负极进行组装。组装的ASC在功率密度1710.3 W/kg下显示出25.18 W·h·kg^-1的能量密度,并且能通过串联4个ASC为红色发光二极管供电。上述结果表明CaMoO₄/GO电极材料在高性能储能设备的应用中具有非常大的潜力。     

石墨烯与Ag纳米颗粒复合材料的制备与表征

采用液相混合与水热还原相结合的方法制备了一种颗粒直径在10~20 nm之间,分布均匀的石墨烯与Ag纳米颗粒复合材料。利用透射电子显微技术研究在不同反应阶段时石墨烯或氧化石墨烯表面颗粒的晶格结构与组成成分。研究结果表明,在液相混合阶段Ag+与氧化石墨烯之间发生了氧化还原反应,Ag+还原成为Ag纳米颗粒并附着于氧化石墨烯的表面,颗粒的直径在5 nm以下,分布均一;在水热还原氧化石墨烯阶段,Ag纳米颗粒发生了奥斯瓦尔德熟化现象,较小的Ag纳米颗粒随着水热反应的进行不断的溶解,并在较大的Ag颗粒表面凝聚,使得颗粒的尺寸增加。     

自组装NiO/还原氧化石墨烯复合材料及其超级电容性能研究

通过水热法制备得到α-Ni(OH)₂,在甲酰胺溶剂中,通过机械振荡结合超声对其进行剥离,得到厚度约为1.1 nm的Ni(OH)₂纳米片,与氧化石墨烯(GO)悬浮液混合后,静电自组装得到Ni(OH)₂/GO,经高温热处理获得NiO/还原氧化石墨烯(rGO)复合材料。同时研究了NiO/rGO的结构、形貌及其用作超级电容器电极材料的电化学性能。形貌表征显示NiO/rGO呈层-层形貌,N₂吸-脱附实验表明复合材料存在介孔结构。在KOH电解液中,1 A/g电流密度下NiO/rGO的比容量为1564 F/g,远高于初始Ni(OH)₂和单纯的NiO;组装的NiO/rGO//石墨烯水凝胶(GH)非对称超级电容器(ASC)器件,充放电电位窗口为0～1.6 V,10 A/g电流密度下经1000次充放电循环的比容量保持率达84.2%。     

柔性石墨烯/碳纳米纤维素/聚偏氟乙烯电加热膜的制备与表征

纳米纤维素(CNF)作为一种天然大分子,碳化后得到的碳纳米纤维素(C-CNF)拥有类似石墨结构,将其用于石墨烯与聚偏氟乙烯(PVDF)薄膜的组装,可构建高性能稳定堆积结构的电加热薄膜.采用溶液共混法制备石墨烯/C-CNF/PVDF(GCP)分散液,利用真空干燥法制备出GCP薄膜.通过研究得出,GCP薄膜的电阻控制在40...     

石墨烯/聚苯胺纳米复合材料的制备及防腐应用研究进展

导电聚苯胺(PANI)具有易合成、易掺杂等特点,石墨烯(GR)及石墨烯衍生材料具有较高的比表面积、良好的导电性、优异的防液体渗漏等物理和化学性质。两者的复合材料表现出优异的机械、电化学、防腐蚀等性能,引起了广泛的关注。介绍了石墨烯/聚苯胺纳米复合材料的制备方法、影响石墨烯/聚苯胺性能的主要因素以及石墨烯/聚苯胺纳米复合材料在防腐中的应用。系统总结了石墨烯/聚苯胺的防腐机理以及在不同基体涂料中的防腐改性,石墨烯的存在增加了腐蚀介质(如H2O和O2)渗透路径的曲折程度,减缓了金属腐蚀速度,从而提高涂料防腐效率。石墨烯/聚苯胺复合材料在防腐方面具有广阔的应用前景,对石墨烯/聚苯胺的复合状态、防腐机理、环境适应性的深入研究是未来该材料的发展方向。     

化学原位还原法制备石墨烯－铜纳米颗粒复合物

石墨烯－铜纳米颗粒复合物具有良好的电导率、电催化活性和化学可修饰性,在电化学和生物传感器等方面有广泛的应用前景。本文采用水合肼和KBH4原位化学还原氧化石墨烯和Cu2＋混合溶液制备石墨烯－铜纳米颗粒复合物。结果表明：石墨烯－铜纳米颗粒复合物只有在碱性或中性溶液中才能制备成功,水合肼比KBH4的还原效果好。水合肼还原后的石墨烯呈半透明薄纱状,铜纳米颗粒成功地、均匀地沉积在石墨烯纳米片上,独立存在不团聚,大小均匀,边长≈1μm,呈三角形或者六边形纳米片,正六边形纳米片的｛111｝面、不规则六边形和三角形纳米片的｛110｝面平行于石墨烯的二维平面。     

石墨烯的氧化与抗菌特性

氧化石墨烯(GO)的抗菌机制(破坏细菌结构、氧化应激和阻断细菌传输)只从宏观角度论述了 GO整体结构对细菌的作用,但未能说明表面官能团对抗菌的贡献.在不同气氛(N2或O2)下退火对石墨烯进行表面官能团修饰,得到表面官能团组成不同的氮气处理石墨烯(NTG)、氧气处理石墨烯(OTG).平板菌落计数法抗菌测试表明,OTG有更...     

纳米硅/还原氧化石墨烯复合纤维材料及其负极结构锂离子超级电容器

通过湿法纺丝工艺成功制备了纳米硅/还原氧化石墨烯复合纤维材料,并对其进行形貌表征与电化学性能测试。纳米硅颗粒嵌入石墨烯层间褶皱的结构具有限制硅材料在储锂过程中体积膨胀的作用,适于作为锂离子电容器负极。同时,研究了锂离子电容器多孔活性炭正极材料的双电层电容特性,通过组装成对称超级电容器,对其电化学性能进行测试,并结合材料的形貌,分析其作为锂离子电容器正极的合理性。为使正负极电荷匹配,分别对负极硅碳纤维和正极活性炭材料组装的锂离子半电池的倍率、循环稳定性、电化学阻抗等电化学性能进行了测试。结果表明,纳米硅/还原氧化石墨烯复合纤维材料的比容量最高可达826.2 mA·h/g(在电流密度为0.2 A/g时),活性炭比容量可达39.9 mA·h/g。组装成的锂离子电容器在合理的匹配条件下,充放电首圈循环比容量可达58.2 mA·h/g (在电流密度为0.2 A/g时),能量密度为26.8 W·h/kg,循环100圈后,比容量保持率降至41.7%。     

氧化石墨烯/碳纤维复合材料的制备及表征

采用改进的Hummers法制备氧化石墨,经后处理得到氧化石墨烯(GO)悬浮液,再将涂覆了环氧树脂(EP)的碳纤维(CF)布在不同浓度的GO溶液中浸渍,经不同温度(60℃和120℃)真空退火,得到GO/EP/CF复合材料,并分析了复合材料的结构、形貌、导电性和拉伸性能。结果表明,与基底碳纤维布相比,低温改性处理的复合材料具有更优的综合性能。     

Hexagonal Boron Nitride and Graphite Oxide Reinforced Multifunctional Porous Cement Composites

The synthesis and characterization of multifunctional cement and concrete composites filled with hexagonal boron nitride (h‐BN) and graphite oxide (GO), is reported and their superior mechanical strength and oil adsorption properties compared to composites devoid of fillers are illustrated. GO is utilized to bridge the cement surfaces while h‐BN is used to mechanically reinforce the composites and adsorb the oil. Introduction of these fillers even at low filler weight fractions increases the compressive strength and toughness properties of pristine cement and of porous concrete significantly, while the porous composite concrete illustrates excellent ability for water separation and crude oil adsorption. Experimental results along with theoretical calculations show that such nanoengineered forms of cement based composites would enable the development of novel forms of multifunctional structural materials with a range of environmental applications.     

醇还原法制备银纳米线及其生长机制的探究

本文以硝酸银(AgNO3)为银源,乙二醇(EG)为还原剂和溶剂,聚乙烯吡咯烷酮(PVP)为生长导向剂,氯化铜(CuCl2)为晶型诱导剂,采用多元醇还原法制取银纳米线.通过SEM、TEM、XRD、XPS和UV?vis等测试方法,分析了银纳米线的生长机制,并探讨了PVP辅助银纳米线定向生长的具体原理.研究结果表明,银纳米结构是在五边孪晶晶种上定向生长为一维的纳米线,PVP中的氧原子会与纳米银表面的银原子产生强烈的相互作用来控制着银纳米线的单向生长过程,并且当PVP与AgNO3的摩尔浓度比为6时可制取形貌规整、长度超过60 um的银纳米线.     

高长径比银纳米线的制备及工艺条件研究

高长径比银纳米线是全印制电子技术中的关键材料之一。采用紫外-可见分光光度法研究了银纳米线制备过程中的变化,用XRD、SEM研究了产物晶体结构及形貌,讨论了模板剂的用量及溶液p H值对纳米银形貌的影响。结果表明,以十六烷基三甲基溴化铵为模板剂,采用一步水热法可制备出长度为50μm、直径为40 nm的银纳米线。在模板剂浓度为5.8×10–3 mol/L、溶液p H值=11的实验条件下,可获得高长径比为1 300的银纳米线。     

微波快速合成纳米银线及影响因素研究

纳米银线由于具有优良的电学及光学性能而受到广泛关注。采用微波辅助加热技术,成功制备了高长径比的纳米银线,采用XRD、SEM研究了产物的物相组成及形貌,用紫外-可见光分光光度法测试不同条件下制备的纳米银的吸收光谱,详细探讨了反应因素对生成的纳米银线的影响。研究表明:纳米银线的最佳制备条件为微波功率300 W,硝酸银与PVP质量比1:2.5,氯化钠浓度2.5 mmol/L,反应时间4 min,反应温度190℃,产物为纯的纳米银线,直径约40 nm,长度约15μm。较之传统水热法,本方案仅需4 min就制备出高长径比纳米银线,优势明显。     

基于银纳米线的柔性透明电极的制备及性能研究

有机发光二极管(organic light emitting diodes, OLEDs)可以柔性制备,在未来的可穿戴应用上有广阔的发展前景,而柔性透明电极(flexible transparent electrode, FTE)的性能直接影响着柔性OLED的性能。本文基于银纳米线(AgNWs)和聚(3,4-乙烯二氧噻吩)∶聚苯乙烯磺酸(PEDOT∶PSS)制备了FTE,并采用甲醇浸渍、氩等离子处理、紫外辐射3种不同的方式对该电极进行处理,优化FTE的光电性能。研究发现：甲醇浸渍,可减少AgNWs上聚合物的包覆;等离子体处理和紫外辐射,可对AgNWs进行焊接;而两种方式的协同作用则可以对FTE的光电性能进一步优化。实验获得最优FTE的方阻为14.18Ω/sq,在550 nm处的透过率可达到84%以上。经过500次弯曲测试后,FTE的方阻变化率低于15%。本文的工作对FTE的制备及优化提供了可行性方案。     

非晶SiO2纳米线的合成及其显微结构和光学性质的研究

本研究以硅片为衬底,热蒸发一氧化硅粉末在较低温度下合成了大量直径均匀的非晶SiO2纳米线.这些纳米线直径分布在15 nm～40 nm之间,长度几十微米.选区电子衍射(SAED)、能谱(EDS)、电子能量损失谱(EELS)分析结果表明这些纳米线为非晶SiO2纳米线.光致发光(PL)谱测试结果显示纳米线在波长550 nm处存在一个较强的PL峰.本文进一步指出了蒸发源SiO粉末的颗粒度和蒸发温度对纳米线生长有强烈的影响.     

模板合成法制备ZnO纳米线的研究

在草酸和硫酸电解液中分别制备了孔径为40 nm和20 nm左右的多孔氧化铝模板,用直流电化学沉积的方法,在模板孔洞内电解沉积Zn,对其进行高温下的氧化,可得到高度有序的ZnO纳米线.扫描电子显微镜观察显示,多晶的Zn纳米线均匀地填充到多孔氧化铝六角排布的孔洞里,直径与模板孔径相当.X射线衍射谱测量证实,制备的Zn纳米线和ZnO纳米线均为多晶结构,并且对比了模板孔径对纳米线结构的影响.测量了多孔氧化铝厚膜和Zn/Al2O3组装体的吸收光谱,发现其在红外波段的吸收系数有逐渐降低的趋势.     

High voltage preparation, characterization, and optical properties of silver dendrites in PVA matrix

In this paper, we present a room-temperature synthesis of silver dendrites in a poly(vinyl alcohol) (PVA)-Ag composite system with the assistance of high voltage. In the silver dendrites, the nanounits are platelike,thus the surface plasmon absorption bands of silver dendrites are tuned from visible to～800 nm, which is due to the template function of PVA and the assistance of high voltage. Scanning electron microscope (SEM), X-ray diffraction (XRD), and energy dispersive X-ray (EDX) data confirm that the structures are crystalline silver embedded in PVA. The absorption results indicate that the ratio of PVA and Ag do not influence the position but the intensity of the near-infrared (NIR) absorption. This material has potential use in the field of bio-application and infrared sensors.     

锗纳米线的性能与应用

重点分析讨论了锗纳米线在电学、光学、光电导等特性及其在场效应晶体管制造方面的研究应用现状与最新进展。综合分析表明,未经处理的锗纳米线表面存在一层氧化物及缺陷,与电极连接时欧姆接触性能较差,在制备锗纳米线器件以前必须对锗纳米线表面进行钝化以便沉积电极;对锗纳米线进行掺杂可以改善Ge纳米线的性能,制造出实用Ge纳米线器件。指出在一根纳米线上生长硅/锗半导体纳米线形成硅/锗半导体界面,直接用单根纳米线制造具有完整功能的电子器件是将来重要的研究方向。