石墨烯导热纸研究进展

由于依靠声子进行热传导的特性,石墨烯具有异乎寻常的高热导率。理论和实验研究均已证明,单层石墨烯的热导率可达5 000 W·m^-1·K^-1以上,是目前已知热导率最高的一种材料。然而,单层石墨烯由于厚度薄、片径小等几何尺寸上的原因而很难在宏观尺度上获得实际应用。得益于化学方法制备高质量石墨烯粉体的快速发展,将石墨烯粉体制备成柔性的高导热石墨烯纸是近几年的热点研究方向之一。虽然石墨烯纸的面内热导率已经能够达到1 000 W·m^-1·K^-1以上,但与单层石墨烯的热导率仍存在较大的差距,且纵向热导率低。近几年,科研人员从大尺寸石墨烯粉体的采用、石墨烯纸微观结构的优化、还原处理方法的改进、石墨烯与其他物质混合等方面进行了研究,在提高石墨烯纸的热导率上取得了比较显著的效果。本文综述了有关石墨烯纸的研究进展,介绍了石墨烯纸的制备方法,并分析影响石墨烯纸热导率的因素,讨论增强石墨烯纸热导率的方法,总结了提高石墨烯纸热导率的研究思路和发展趋势,最后展望了石墨烯纸在热管理领域的应用。     

双层石墨烯非对称波导中导模的色散关系

从具有能隙的双层石墨烯载流子所满足的哈密顿量出发,研究了非对称外势产生的波导结构中导模的存在性．在给定不同外势区域波函数的情况下,利用势垒边界处波函数的连续性条件,解析推导出了非对称波导中导模的色散关系,讨论了双层石墨烯的能隙对导模性质的影响．该研究为基于双层石墨烯波导器件的实际应用提供了理论依据．     

二茂铁功能化石墨烯复合材料的制备及其电催化多巴胺性质研究

利用氧化石墨烯片边缘的羧基和表面的环氧基团共价修饰的方法制备了二茂铁功能化石墨烯的复合材料,通过FT-IR、TEM等测试方法对复合材料的结构和形貌进行了表征,二茂铁共价修饰石墨烯复合材料呈现出了良好的稳定性。我们进一步利用二茂铁功能化石墨烯修饰电极对多巴胺电化学催化性质进行研究,该修饰电极对多巴胺显示出良好的催化活性,并推测出可能的催化反应机理,当信噪比为3时,检测限达到0.01μM。     

还原氧化石墨烯/石墨相氮化碳复合膜的制备及其脱盐性能

采用真空抽滤法制备了以氧化石墨烯为基体的rGO/g-C_3N_4复合膜,系统研究了光催化还原时间、GO与g-C_3N_4质量比及GO沉积密度等工艺参数对复合膜脱盐性能的影响,优选出rGO/g-C_3N_4复合膜成膜工艺条件;并基于优选工艺所制备复合膜研究了NaCl溶液浓度对复合膜脱盐性能的影响,为复合膜的制备及应用提供实验依据。研究结果表明:紫外光照射时间为30h,GO与g-C_3N_4的质量比为6∶1,GO沉积密度为477.7mg·m~(-2)时制备的rGO/g-C_3N_4复合膜对NaCl溶液的脱盐性能最佳;复合膜对NaCl截留率和溶液通量均随NaCl溶液浓度降低而升高,对浓度为0.01mol·L~(-1)的NaCl溶液,截留率达到61.1%。     

氮化碳复合石墨烯提高光生载流子利用率增强光催化性能

以尿素和氧化石墨烯为原料,采用简便易行的煅烧方法合成氮化碳与石墨烯的复合物。采用X射线衍射、扫描电子显微镜、荧光光谱、光电流密度等方法对样品进行表征,并研究其在可见光照射下降解罗丹明B的光催化性能。通过改变前驱体的不同复合比例,确定其最佳反应条件,并说明氨气氛围对煅烧过程的影响。结果表明,在550℃煅烧3 h,氧化石墨烯与尿素前驱体的复合比为4×10~(-6)时其光催化效果最佳,90 min后染料降解率可达90%,是纯相氮化碳的1.4倍。与未复合石墨烯的氮化碳样品相比,复合物在抑制光生电子空穴复合率、加快光生载流子传输方面表现出优异性质。     

荧光氧化石墨烯的合成与发光性能

通过将氧化石墨烯进行胺化反应,在其表面修饰上甘氨酸,合成出了具有很强蓝色荧光的荧光氧化石墨烯。通过荧光仪、紫外可见分光光谱仪、傅氏转换红外线光谱分析仪等表征手段对甘氨酸修饰的氧化石墨烯进行表征,结果表明,甘氨酸是以共价键的形式修饰在氧化石墨烯上的,1.0mg/m L的甘氨酸修饰的氧化石墨烯在紫外灯下就能表现出很强的蓝色荧光,当用360nm紫外激光激发甘氨酸修饰的氧化石墨烯时,可以检测到在450nm处有一个很强的发射峰。     

石墨烯/云母氧化铁在水性环氧涂料中的协同屏蔽性能及机理研究

石墨烯(G)材料改性水性重防腐涂料是涂料领域研究的热点之一，目前对石墨烯与传统阻隔填料的协同作用研究较少且协同机制尚不明确。通过吸水率和电化学阻抗谱测试，研究了石墨烯/云母氧化铁(MIO)对涂层屏蔽阻隔性能的影响，并结合扫描电镜(SEM)和X射线能谱(EDS)分析了石墨烯与云母氧化铁2种颜填料在涂层中的相互影响机制。结果表明：当向水性环氧MIO涂层中加入0.35%石墨烯时，涂层的吸水率较水性环氧MIO涂层的吸水率上升2.06%；电化学阻抗谱测试结果显示，水性环氧G/MIO涂层较水性环氧MIO涂层高频的容抗弧半径降低，低频时涂层的阻抗模值降低，涂层电容增加了5.018×10^-5 F/cm²，涂层电阻降低了0.86×104Ω·cm²，说明当向水性环氧MIO涂层加入石墨烯时涂层的屏蔽效果变差；通过对涂层截面进行表征，发现石墨烯与云母氧化铁在水性环氧涂层中同时存在时，最终涂层的屏蔽性能是由这2种颜料在涂层中的分布和分散性这两方面因素的叠加效应所决定。     

2015年度优秀论文评选结果

为了进一步提高《无机材料学报》的学术影响力,鼓励学者向学报输送更多高质量学术论文,本刊开展了“优秀论文评选”活动。评选活动参照SCI、CSCD和CNKI等重要数据库的论文引用数据,并组织编委专家就论文的创新性、学术质量、影响力和写作质量等进行了评审,最终评选出了2013~2015年在《无机材料学报》发表的代表性优秀论文8篇(见下表)。感谢大家对《无机材料学报》的持续关注,并真诚     

微纳米分子系统研究领域的最新进展--IEEE NEMS 2013国际会议综述

2013年4月7日至10日，第八届IEEE国际纳米/微米工程及分子系统大会(IEEE-NEMS 2013)在中国苏州市召开[1-2]，来自世界各地的360多位专家、学者齐聚一堂，就微纳研究领域的微/纳米制造和计量、微/纳米传感器、执行器和系统、纳米医学、微/纳流体、生物芯片、纳米材料、碳纳米管、石墨烯器件、微纳传热器件、能量采集器等多个方向展开了学术讨论和交流，充分展示了国内外在以上研究领域的最新研究成果、热点和动态，并对其发展趋势进行了分析。NEMS 2013国际会议的成功举办表明，以微/纳米分子系统等为代表的研究领域已成为高科技的重要代表，并极大地影响着世界的发展和人类生活。