β-环糊精-氧化石墨烯超分子杂化体的构筑及应用进展

β-环糊精是由7个D-吡喃葡萄糖单元通过α-1,4-糖苷键键连成环的超分子主体分子，“内疏水、外亲水”的独特结构赋予了其优异的分子识别能力；氧化石墨烯类材料凭借其优良特性成为近几年的研究热点。由β-环糊精和氧化石墨烯构筑的超分子杂化体在兼具二者特有性能的基础上又有新功能的引入。本文综述了β-环糊精-氧化石墨烯超分子杂化体的构筑方式，按二者间的连接方式，分别为共价键和非共价键两种连接方式，其中通过共价键连接是目前最主要的构筑方式；此外对β-环糊精-氧化石墨烯超分子杂化体的特征和表征进行了简述。同时对β-环糊精-氧化石墨烯超分子杂化体在水污染处理、电化学检测、药物控释和催化等领域的应用进展进行了综述。最后对该超分子杂化体在构筑和应用上的发展趋势进行了展望。     

氧化石墨烯的制备及形成机理研究

氧化石墨烯(GO)作为一种石墨烯衍生物,结构中含有大量羟基、环氧基、羧基和羰基等含氧官能团,使其易与其他物质通过相互作用复合,从而提高和拓宽传统材料的性能及应用。GO的结构和尺寸等性质会受石墨氧化过程中制备方法、石墨来源、氧化剂种类、反应条件等因素的影响。针对GO的制备、形成机理、结构控制等方面的研究逐渐引起科研工作者的重视。该文综述近几年有关GO的制备、方法改进、制备过程中涉及到的化学反应和形成机理以及GO结构影响其宏观性能和应用的研究进展,指出确定GO的形成机理和精确控制GO的结构是制约其应用的关键,从工业化生产和可持续性发展的角度对要拓宽和实现GO的应用存在的问题及研究方向进行了总结和展望。     

氧化石墨烯浸轧-还原法制备导电棉织物

采用超声氧化剥离法制备氧化石墨烯（GO），通过浸轧法将GO溶液整理到棉织物上，经过烘干、还原得到还原氧化石墨烯（RGO）整理棉织物。探讨了GO浓度，GO溶液pH、还原条件、浸轧-还原次数等因素对RGO整理棉织物导电性能的影响，采用SEM和Raman光谱对整理棉织物进行表征。研究结果表明，当GO溶液pH=6，质量浓度2.5 g/L，采用质量浓度5 g/L的保险粉于90 ℃对浸轧GO烘干后的棉织物还原30 min，整理棉织物的表面电阻值降低至2220 Ω，经过4次和8次浸轧-还原后棉织物表面电阻值可降低至270 Ω和130 Ω。通过SEM发现RGO能在棉纤维表面形成薄膜并包覆纤维，且随着浸轧-还原次数的增加，棉织物表面沉积的RGO逐渐增多。Raman光谱较好地证实了GO在棉织物表面的沉积，且GO较充分地还原成RGO。通过对整理棉织物的耐洗性能测试发现整理织物的导电耐久性较好。     

截面形状对聚酰胺6/石墨烯复合纤维性能的影响

通过母粒共混熔融纺丝法制备了圆形、三角形和十字形截面的聚酰胺6/石墨烯复合纤维。采用光学显微镜观察了纤维的截面形貌并计算其异形度,采用负离子测试仪、远红外发射率测试仪、恒温恒湿干燥箱表征了不同截面纤维的负离子释放性能、远红外辐射性能和纤维吸湿及其干燥速度。研究表明:圆形、三角形和十字形截面纤维的异形度分别达到6.31%、34.80%和58.29%。相对而言,异形度增大,会明显影响纤维的负离子释放浓度、吸湿速度及干燥速度,其中十字形截面纤维的负离子释放浓度最高达到1 820个/cm~3;另一方面,异形度的变化不会对纤维远红外辐射能力产生明显的影响,其远红外发射率在0.90～0.93,远红外辐射温升约为1.70℃。     

石墨烯/ Pd复合材料的制备及其形成机制研究

采用氯化双乙二胺钯Pd(en)2Cl2为钯的前驱体、氧化石墨为炭的前驱体,先将Pd(en)22+插入氧化石墨层中,再用NaBH4化学还原插层的氧化石墨,从而制备出石墨烯/Pd复合材料。并用X衍射(XRD)、场扫描电镜(FE-SEM)、透射电镜(TEM)和N2吸附表征复合材料的结构,且在此基础上推导出石墨烯/Pd复合材料的形成机制。     

多层石墨烯的粗粒化分子动力学模型与力学性能

为了有效研究多层石墨烯等石墨烯集合体的力学性能,避免由于实验难度大、全原子计算成本高等带来的困难,基于Tersoff势函数提出一种可用于计算大规模石墨烯的粗粒化分子动力学方法。该方法计算时只需输入原子坐标,大大减少了模型的数据处理,提高了计算效率。通过与全原子模型计算结果比较,本文提出的粗粒化分子动力学方法可以准确预测多层石墨烯的拉伸破坏性能,对制备高性能石墨烯纤维有一定的指导意义。     

Efficient Preparation and Characterization of Functional Graphene with Versatile Applicability

Graphene, as star versatile materials having extraordinarily high electric conductivity, electron mobility, thermal conductivity, thermal stability, optical transparency, and mechanical strength, has attracted much attention from scientists and engineers in the field of materials, chemistry, physics, energy, and environment in the last decade and achieved fruitful accomplishment. This review discusses preparation strategies, functionality, characterization, and applications for two dimensional nanosheet and quasi-one-dimensional nanoribbon of graphene through direct exfoliation of graphite, chemical vapor deposition of hydrocarbon, laser-induced direct synthesis of graphene, laser etched graphene oxide in the dry state without the use of toxic reducing agent hydrazine, unzipping carbon nanotube, and polycondensation of polycyclic aromatics on the basis of 178 representative references mostly in 2015. The stabilization of graphene oxide prepared in chemical preparation in "top-down" is emphasized. Several vital classic methods of characterizing molecular structure, C/O ratio, defect, morphology, single-or few-layered (2 to 10 layers) structure, porous and hollow structures, including Raman spectroscopy, AFM, SEM, TEM, STM, electron diffraction, X-ray diffraction, and X-ray photoelectron spectroscopy are systematically introduced. Because graphene possesses novel incomparable multifunctionalities, its versatile applications as novel conducting additives, reinforcing filler, separation membrane, sensor, anticorrosive coating, catalyst, electromagnetic shield, lubricant, and flexible electrode materials in electrochemical and electronic devices, including photovoltaic cells, supercapacitors, rechargeable batteries, sensors, field effect transistors, light emitting diodes, separation membranes, adsorbents and absorbents, catalysts, electro-optic modulator, terahertz emitter and detector, and semiconductors, have been mentioned.Especially in the aspect of both high performance and cost-effectiveness, graphene is expected to be even superior to the expensive carbon nanotubes.     

金属-石墨烯复合物吸附活化CO2的第一性原理

在光催化CO₂的反应体系中,CO₂的吸附活化是一个关键步骤;不同的活化方式和CO₂的活化态决定了其反应路线和最终产物．以金属-石墨烯体系为研究对象,采用密度泛函理论方法,结合局域密度近似(LDA)和PWC泛函,计算该体系在CO₂吸附前后的几何结构、能量、电荷分布和态密度等的变化．结果表明:电子从金属-石墨烯体系转移到CO₂,使CO₂带负电并活化;其中Cu-G体系对CO₂的活化效果最好,C—O键长分别增加6和14 pm,O—C—O键角减小为122°;金属原子簇和石墨烯的第一电离能和电子亲和势对电子的转移起决定性作用,金属原子簇电子亲和势比石墨烯第一电离能越大,电荷越易从石墨烯转移到金属原子簇．     

Adsorption behavior of cross-linked chitosan modified by graphene oxide for Cu（Ⅱ） removal

Cross-linked chitosan（CS）,cross-linked chitosan/graphene（CS/RGO10） and cross-linked chitosan/graphene oxide（CS/GO10） were prepared as adsorbents for Cu（Ⅱ）.The effects of pH,contact time,adsorbent dosage and initial concentration of Cu（Ⅱ） on the adsorbing abilities of CS,CS/RGO10 and CS/GO10 to Cu（Ⅱ） were investigated.The results demonstrate that the adsorption capacities of CS/GO10 and CS/RGO10 are greater than that of CS,especially at pH 5.0 and the adsorption capacities are 202.5,150 and 137.5 mg/g,respectively.Their behaviors obey the Freundlich isotherm model very well.Additionally,CS/GO10 has the shortest time to achieve adsorption equilibrium among them and can be used as a perspective adsorbent for Cu（Ⅱ）.     

直接液相剥离法制备无缺陷石墨烯

石墨烯优良的物理和化学性能,使它日益得到广泛的关注.如何获得高质量高产量的石墨烯对石墨烯未来的开发和应用至关重要.直接液相剥离法制备石墨烯是一种有望实现高质量石墨烯量产化的方法.该方法是在一定介质中通过超声手段将石墨烯晶体从石墨中剥离出来,形成胶体溶液,从而得到石墨烯.通过剥离介质(溶剂及辅助试剂)的筛选可以有效地提高石墨烯的剥离效率.本文主要介绍近年来液相剥离法制备石墨烯的研究进展,讨论了在不同的剥离介质、剥离条件下制得的石墨烯的质量和产量.旨在为未来液相剥离法制备石墨烯的发展提供参考,开发更加有效的剥离体系,研究能够高效生产高性能石墨烯的新方法.