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石墨烯对光固化Al2O3陶瓷力学性能的影响 认领 引用
1
作者 刘耀 余庆轩 +3 位作者 王中原 文蓉江 李澜波 占丽娜 《热加工工艺》 CAS 北大核心 2026年第13期75-82,共8页
针对光固化Al2O3陶瓷在脱脂烧结后易形成孔洞、力学性能差的问题,系统研究了石墨烯添加对陶瓷浆料流变性、沉降性、固化行为及烧结体力学性能的影响。采用γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷(KH560)对Al2O3粉体进行表面改性,并加入不同含... 针对光固化Al2O3陶瓷在脱脂烧结后易形成孔洞、力学性能差的问题,系统研究了石墨烯添加对陶瓷浆料流变性、沉降性、固化行为及烧结体力学性能的影响。采用γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷(KH560)对Al2O3粉体进行表面改性,并加入不同含量的石墨烯,制备高固相、低粘度的光固化浆料。通过傅里叶红外光谱、旋转流变仪、沉降试验及Beer-Lambert模型分析,优化了浆料配方与光固化工艺参数。结果表明:当KH560含量为2.5wt%、石墨烯含量为0.01wt%时,浆料粘度最低、沉降分层最少;在曝光时间4 s条件下,添加0.01wt%石墨烯的浆料透射深度为382μm,临界曝光能量为44.3 m J/cm2。经1750℃烧结后,陶瓷零件致密度达99.7%,弯曲强度为27.61 MPa,维氏硬度为13.45GPa。石墨烯通过位阻效应及裂纹偏转机制有效促进了烧结致密化并改善了力学性能。本研究为光固化增材制造高致密、高性能氧化铝陶瓷提供了试验依据。 展开更多
关键词 石墨烯 光固化 Al2O3陶瓷 浆料 流变性能
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石墨烯/Bi2O2Se/石墨烯双异质结器件的光探测和仿生突触研究 认领 引用
2
作者 孙丽 徐永善 高义华 《无机材料学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2026年第6期795-804,共10页
随着电子器件朝着微型化、集成化与多功能智能化方向发展,二维材料凭借其丰富的结构及独特的物理化学性质为该领域开辟了全新的发展路径。其中,Bi2O2Se因其适宜的带隙、高载流子迁移率及良好的环境稳定性而受到广泛关注。然而,目... 随着电子器件朝着微型化、集成化与多功能智能化方向发展,二维材料凭借其丰富的结构及独特的物理化学性质为该领域开辟了全新的发展路径。其中,Bi2O2Se因其适宜的带隙、高载流子迁移率及良好的环境稳定性而受到广泛关注。然而,目前Bi2O2Se基器件仍存在暗电流大、响应度低等问题,制约了其在高性能光电器件领域的进一步发展。本研究采用化学气相沉积工艺在云母衬底上可控生长了高质量二维Bi2O2Se纳米片,并首次采用对称石墨烯(Gr)作为接触电极构建了Gr/Bi2O2Se/Gr对称双异质结器件。该结构利用Gr与Bi2O2Se之间形成的双界面内建电场,优化了载流子的注入与分离过程。系统表征了该器件在黑暗及不同波长光照下的电流-电压特性、时间响应特性及光谱响应范围,并深入探究了器件在脉冲光刺激下的动态电学行为,模拟了生物突触的短期与长期可塑性功能。研究表明,在532 nm光照下,器件展现出良好的响应度(2.52 A/W)和探测率(3.39×109Jones),且在宽波长范围(365~1050 nm)内具有稳定的光响应,证明了其作为宽带光探测器的潜力。在365 nm脉冲刺激下,该器件展现出从短时程可塑性到长时程可塑性的转变,通过调节光脉冲的强度、频率和数量,精确模拟了包括兴奋性突触后电流、尖峰时序依赖可塑性在内的核心生物突触行为。此外,该器件还成功复现了“经验学习”这一特征,充分证明了其在神经形态计算领域的潜力。 展开更多
关键词 二维材料 Bi2O2Se 石墨烯 光探测 仿生突触
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基于α-Fe2O3/还原氧化石墨烯的一氧化碳催化发光传感器 认领 引用
3
作者 巩泉泉 窦丹丹 +4 位作者 张国英 王坤 崔相宇 尹建光 杨柳倩 《分析测试学报》 CAS CSCD 北大核心 2026年第3期630-637,共8页
采用水热法制备了α-Fe2O3/还原氧化石墨烯(α-Fe2O3GO)复合材料,并构建了检测一氧化碳(CO)的催化发光(CTL)传感器。该传感器由涂覆敏感材料的陶瓷加热棒、石英反应室、气体流路、进样系统、光电倍增管及信号处理单元构成,... 采用水热法制备了α-Fe2O3/还原氧化石墨烯(α-Fe2O3GO)复合材料,并构建了检测一氧化碳(CO)的催化发光(CTL)传感器。该传感器由涂覆敏感材料的陶瓷加热棒、石英反应室、气体流路、进样系统、光电倍增管及信号处理单元构成,可实现对CO催化反应过程中产生的发光信号的实时采集。利用X射线衍射、氮气吸附-脱附和透射电镜对所制备材料的晶相结构和形貌进行了表征,并系统优化了检测条件。结果表明,α-Fe2O3GO复合材料相较于α-Fe2O3具有更高的CTL响应。该传感器对CO的检测线性范围为80~1125 mg/m3,检出限(S/N=3)为26 mg/m3,且对常见干扰气体无明显响应。模拟混合气体样品中CO的回收率为104%~110%。机理研究推断CO在α-Fe2O3GO表面被O-氧化生成激发态CO2,后者回到基态时辐射发光。所构建的基于α-Fe2O3GO复合材料的CTL传感器,可实现CO的快速、高选择性检测,为CO的在线监测与应急预警提供了新技术支持,并为CTL气敏材料的设计提供了新思路。 展开更多
关键词 一氧化碳 催化发光 气体传感器 α-Fe2O3 还原氧化石墨烯
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MnO2/石墨烯修饰玻碳电极同时测定粉煤灰中镉和铅 认领 引用
4
作者 王艳坤 张建民 王一帆 《现代化工》 CAS CSCD 北大核心 2026年第2期247-252,共6页
采用简易水热法制备了二氧化锰纳米颗粒/还原氧化石墨烯(MnO2GO)复合材料并修饰于玻碳电极(GCE)表面,构建了MnO2GO/GCE电化学传感器用于同时测定粉煤灰中痕量Cd、Pb。通过透射电子显微镜(TEM)、X射线光电子能谱(XPS)、X射线衍射(X... 采用简易水热法制备了二氧化锰纳米颗粒/还原氧化石墨烯(MnO2GO)复合材料并修饰于玻碳电极(GCE)表面,构建了MnO2GO/GCE电化学传感器用于同时测定粉煤灰中痕量Cd、Pb。通过透射电子显微镜(TEM)、X射线光电子能谱(XPS)、X射线衍射(XRD)、氮气吸附-脱附测试对复合材料的形貌、组成、结构及孔隙特性进行了表征,结果表明平均粒径约5 nm的MnO2纳米颗粒均匀紧密负载于rGO片层上。优化实验条件下,修饰电极对Pb2+、Cd2+在1.0~50μg/L范围内呈现良好线性,检出限(S/N=3)分别为0.04、0.06μg/L,并表现出优异的选择性、稳定性和灵敏度。该电极进一步应用于粉煤灰样品检测,结果令人满意。 展开更多
关键词 MnO2/还原氧化石墨烯 玻碳电极 粉煤灰 镉 铅 电化学检测
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咖啡渣衍生类石墨烯结构生物炭掺杂混合基质膜及其CO2/N2分离机理 认领 引用
5
作者 崔冰倩 蒋孝佳 +3 位作者 王沛 吴礼光 陈华丽 王挺 《环境科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2026年第4期155-165,共11页
为开发低成本、高性能的CO2捕集材料,本研究以废弃咖啡渣(Spent Coffee Ground,SCG)为原料,通过活化热解法制备了具有类石墨烯结构的多孔生物炭,并将其作为纳米填料构建了聚酰亚胺(Polyimide,PI)混合基质膜(Mixed Matrix Membranes,M... 为开发低成本、高性能的CO2捕集材料,本研究以废弃咖啡渣(Spent Coffee Ground,SCG)为原料,通过活化热解法制备了具有类石墨烯结构的多孔生物炭,并将其作为纳米填料构建了聚酰亚胺(Polyimide,PI)混合基质膜(Mixed Matrix Membranes,MMMs).TEM、BET及XPS等系统表征表明,该生物炭兼具高比表面积、介孔结构和明显的类石墨烯结构.当填料掺杂量为0.5%时,SCG A800-2掺杂PI的混合基质膜表现出最优分离性能,CO2渗透性达到228.9 Barrer,CO2/N2选择性为46.43,分别为纯PI膜的57倍和13倍,且其分离性能接近2015年Robeson上限,克服了膜分离过程中固有的‘trade-off’(渗透性-选择性权衡)效应.机理研究揭示,生物炭中类石墨烯结构的大π键共轭体系不仅能通过π-四极矩相互作用优先吸附CO2,更重要的是为CO2分子提供可促进传质的快速通道.分子动力学模拟进一步从原子尺度证实,类石墨烯结构碳材料中的π键对CO2分子扩散的促进机制是膜分离性能提升的关键.本研究为基于生物质废弃物的高性能CO2分离膜开发提供了一种绿色、可行的新材料策略. 展开更多
关键词 咖啡渣 类石墨烯结构生物炭 混合基质膜 CO2/N2分离 分子模拟
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石墨烯量子点/SnS2复合纳米片的制备及其光催化还原Cr(Ⅵ)的性能 认领 引用
6
作者 林梓丰 龚珊珊 +2 位作者 沙杨 张振民 余长林 《无机化学学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2026年第5期959-968,共10页
通过简单的一步水热法合成了负载石墨烯量子点(GQDs)的SnS2复合纳米片光催化剂(GQDs/SnS2),并系统探讨了碳源(柠檬酸钠和柠檬酸)对光催化还原Cr(Ⅵ)性能的影响。利用扫描电子显微镜、透射电子显微镜、X射线衍射、氮气吸附-脱附测... 通过简单的一步水热法合成了负载石墨烯量子点(GQDs)的SnS2复合纳米片光催化剂(GQDs/SnS2),并系统探讨了碳源(柠檬酸钠和柠檬酸)对光催化还原Cr(Ⅵ)性能的影响。利用扫描电子显微镜、透射电子显微镜、X射线衍射、氮气吸附-脱附测试及X射线光电子能谱对材料进行了表征。结果表明,GQDs成功负载于六方相SnS2纳米片表面。其中,以柠檬酸钠为碳源制备的GQDs/SnS2在60 min内对Cr(Ⅵ)的还原率达到100%,而纯SnS2对Cr(Ⅵ)的还原率仅为56%。GQDs的引入可显著增大催化剂的比表面积,拓宽光谱吸收范围并加速光生载流子的分离,从而大幅提升其光催化还原性能。 展开更多
关键词 光催化 Cr(Ⅵ)还原 复合纳米片 SnS2 石墨烯量子点
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石墨烯量子点传感器的绿色高效制备及其对Cu2+的捕获性能研究 认领 引用
7
作者 薛铭 胡培昕 +4 位作者 李晨煜 韩曙光 任芳 贺沁婷 吴娟 《广州化工》 CAS 2026年第1期32-36,共5页
以氧化石墨粉(GO)为原料、过氧化氢为氧化剂,经一步水热法快速制备出稳定蓝色荧光的石墨烯量子点(GQDs)。采用透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射(XRD)、红外光谱(FT-IR)及荧光光谱等对其进行表征,并研究了GQDs对水溶液中Cu2+的捕获性... 以氧化石墨粉(GO)为原料、过氧化氢为氧化剂,经一步水热法快速制备出稳定蓝色荧光的石墨烯量子点(GQDs)。采用透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射(XRD)、红外光谱(FT-IR)及荧光光谱等对其进行表征,并研究了GQDs对水溶液中Cu2+的捕获性能。结果表明:GQDs为类球形,尺寸均匀,具有良好的分散性、亲水性及稳定性,且对Cu2+具有良好的选择性及敏感性,检测极限(LOD=0.239μmol/L)远低于美国环境保护署规定的饮用水Cu2+含量上限值。可见所制备的GQDs在水环境Cu2+的痕量快速检测中具有良好应用前景。 展开更多
关键词 石墨烯 量子点 绿色高效 Cu2+ 捕获性能
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2’-氟取代核酸适配体/氧化石墨烯生物传感器检测预包装食品中金黄色葡萄球菌 认领 引用
8
作者 祝筱慧 黄科 +2 位作者 朱萍萍 康海宁 张建莹 《食品安全质量检测学报》 CAS 2026年第11期258-267,共10页
目的开发了一种由2’-氟取代核酸适配体(2’-fluoro-substituted nucleic acid aptamer,2’F-Apt)和氧化石墨烯(graphene oxide,GO)组成的荧光生物传感器,实现预包装食品中金黄色葡萄球菌的高灵敏、高特异性检测。方法该传感器基于2’F-... 目的开发了一种由2’-氟取代核酸适配体(2’-fluoro-substituted nucleic acid aptamer,2’F-Apt)和氧化石墨烯(graphene oxide,GO)组成的荧光生物传感器,实现预包装食品中金黄色葡萄球菌的高灵敏、高特异性检测。方法该传感器基于2’F-Apt与GO的非共价吸附组装,依托GO的荧光猝灭效应抑制适配体荧光;当存在靶标细菌时,2’F-Apt特异性结合细菌表面蛋白并脱离GO,荧光信号恢复,以此实现样品定量检测。结果相较于未修饰的核酸,2’-氟取代可减小核酸链构象限制、提升分子柔性,增加结合位点与比表面积,强化2’F-Apt与GO的结合作用,有效抑制非特异性脱落、降低假阳性;同时可优化靶标识别能力,提升检测灵敏度。测试结果表明,2’F-Apt/GO生物传感器对金黄色葡萄球菌的检测线性范围为10~109 CFU/mL,检出限为5 CFU/mL,检测性能优异。结论本研究构建的生物传感器制备方法简便、普适、灵敏度高,可用于预包装食品中金黄色葡萄球菌的快速检测。 展开更多
关键词 2’-氟取代 核酸适配体 氧化石墨烯 生物传感器 金黄色葡萄球菌
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三维TiO2/石墨烯气凝胶的自组装制备及其电容性能 认领 引用 被引量：1
9
作者 王艳坤 张建民 王一帆 《化工新型材料》 CAS CSCD 北大核心 2025年第12期96-102,115,共7页
将氧化石墨烯纳米片与Ti(OH)4纳米颗粒通过溶胶静电自组装,然后水热还原和真空冷冻干燥处理制备了三维分层结构的TiO2/还原氧化石墨烯气凝胶(TGAs)。通过X射线衍射、热重、傅里叶变换红外光谱、拉曼光谱、X射线光电子能谱、氮气吸附... 将氧化石墨烯纳米片与Ti(OH)4纳米颗粒通过溶胶静电自组装,然后水热还原和真空冷冻干燥处理制备了三维分层结构的TiO2/还原氧化石墨烯气凝胶(TGAs)。通过X射线衍射、热重、傅里叶变换红外光谱、拉曼光谱、X射线光电子能谱、氮气吸附脱附实验、场发射扫描电镜和透射电镜对其微观结构、组成和形貌进行了表征。采用循环伏安、恒流充放电、电化学阻抗谱和循环稳定性等电化学方法对其超级电容性能进行了评估。结构分析显示TGAs呈现典型的三维分级多孔结构及具有高比表面积(287.4m2/g)。在1mol/L Na2SO4电解液中,该材料在扫速为5mV/s时表现出高达268.3F/g的比电容。此外,该材料还表现出优异的循环稳定性,经3000次循环后比电容保持率仍保持在93%左右,表明其在高性能超级电容器电极材料方面具有良好的应用前景。 展开更多
关键词 TiO 2 石墨烯 气凝胶 静电自组装 超级电容器
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TiO2/石墨烯基复合材料表征及光催化降解VOCs的研究 认领 引用 被引量：1
10
作者 齐俊红 徐丽慧 +2 位作者 陈嘉阳 王黎明 潘虹 《功能材料》 CAS CSCD 北大核心 2025年第3期3134-3142,3164,共9页
研究采用自组装溶剂热法,以二氧化钛(TiO2)和氧化石墨烯(GO)为原料,成功制备了TiO2GO复合材料。通过对复合材料进行扫描(SEM)观察发现,TiO2颗粒均匀地分散在还原氧化石墨烯(rGO)的片层上,形成了良好的接触界面;X射线衍射(XRD)... 研究采用自组装溶剂热法,以二氧化钛(TiO2)和氧化石墨烯(GO)为原料,成功制备了TiO2GO复合材料。通过对复合材料进行扫描(SEM)观察发现,TiO2颗粒均匀地分散在还原氧化石墨烯(rGO)的片层上,形成了良好的接触界面;X射线衍射(XRD)图谱证实了TiO2具有锐钛矿相结构,并且rGO的存在并未对TiO2的晶型产生显著影响;X射线光电子能谱(XPS)分析揭示了TiO2与rGO之间发生了电子转移,这对于提高复合材料的光催化性能是有利的。为了评估TiO2GO复合材料的光催化活性,选择了“五苯三醛”作为挥发性有机化合物(VOCs)的模型污染物,并在模拟的车内环境中进行了实验。实验中使用了不同浓度的VOCs(15~25 mg/m3),并在100 W白炽灯和500 W氙灯两种光源下进行了光催化降解测试。实验结果表明,在100 W白炽灯照射480 min后,15%(质量分数)TiO2GO-6h复合材料对VOCs的降解率分别为41.7%、46.6%和65.3%;而在500W氙灯下,降解效率显著提高到了51.33%、72.89%和78.3%。相比之下,纯TiO2在相同条件下的光催化效率较低,TiO2GO复合材料在光催化活性方面有显著提升,并且在广泛的VOCs浓度范围内表现出了高效稳定的光催化活性,特别是在氙灯照射下,其光催化性能明显优于纯TiO2。这项工作为解决车内及大气中的VOCs污染问题提供了新思路,并为进一步开发高效的光催化剂材料打下了坚实的基础。 展开更多
关键词 TiO2 还原氧化石墨烯 不同光源 VOCs 光催化活性
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MoS2/掺氮石墨烯气凝胶复合材料的制备及其对NO2室温下高灵敏快速检测 认领 引用
11
作者 陈紫薇 姚悦 +3 位作者 朱禹昭 杨圣强 陶明明 樊晓宇 《安徽科技学院学报》 2026年第3期102-111,共10页
NO2气体对环境、人类健康、农业生产等方面都有害处,开发能在室温下快速高灵敏检测NO2气体的气体传感器具有重要意义。本文通过水热法制备MoS2/掺氮石墨烯气凝胶复合材料,并组装成NO2传感器,通过动态测试法对NO2气体进... NO2气体对环境、人类健康、农业生产等方面都有害处,开发能在室温下快速高灵敏检测NO2气体的气体传感器具有重要意义。本文通过水热法制备MoS2/掺氮石墨烯气凝胶复合材料,并组装成NO2传感器,通过动态测试法对NO2气体进行检测。研究表明所制备的MoS2/掺氮石墨烯气凝胶复合材料在动态测试下对500 ppb NO2的响应值为3.1%,高于MoS2和掺氮石墨烯气凝胶对500 ppb NO2的响应值,其响应/恢复时间为23 s和9 s,且可以完全恢复到初始电阻,可以实现快速检测与恢复;此复合材料在50 ppb~1000 ppb范围内响应值与浓度呈现良好的线性关系;灵敏度为0.0006 ppb-1,对高浓度50 ppm NO2气体的响应时间仅为2 s,恢复时间为18 s,可完全恢复;且此复合材料对NO2具有良好的重复性。MoS2/掺氮石墨烯气凝胶复合材料在室温条件下对NO2气体可进行高灵敏快速检测,在NO2检测方面具有良好的应用前景。 展开更多
关键词 掺氮石墨烯气凝胶 二氧化氮检测 气体传感器 MoS2
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TiO2石墨烯对SF6N2分解组分吸附的第一性原理 认领 引用
12
作者 李宁瑞 刘冰冰 +3 位作者 苟岩 孙伟 包艳艳 李小强 《兰州理工大学学报》 CAS 北大核心 2025年第6期1-8,共8页
SF6/N2混合气体已成为绿色、稳定的SF6替代气体之一,准确检测并分析其特征分解组分具有重要的应用意义.基于第一性原理将性能优异的TiO2和石墨烯(GE)结合,构建TiO2/GE复合结构,探讨其对SF6/N2分解特征气体H2S、... SF6/N2混合气体已成为绿色、稳定的SF6替代气体之一,准确检测并分析其特征分解组分具有重要的应用意义.基于第一性原理将性能优异的TiO2和石墨烯(GE)结合,构建TiO2/GE复合结构,探讨其对SF6/N2分解特征气体H2S、SO2、SOF2、SO2F2和NO2的吸附特性,对比研究吸附前后体系吸附能、静电势、LUMO和HOMO轨道、电子性质及功函数的变化规律和影响机制.结果表明:TiO2与石墨烯间存在电荷转移,其对SO2、SOF2、SO2F2和NO2的吸附作用较强;各吸附体系的LUMO-HOMO带隙存在差异,可根据解吸难易程度产生化学变量实现检测分析.TiO2/GE与气体分子存在较强的电子轨道交叠作用,且各吸附体系的功函数存在变动,可应用于栅电压可调的场效应传感器. 展开更多
关键词 第一性原理 二氧化钛 石墨烯 气体吸附 SF6/N2
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石墨烯/TiO_2-CeO_2催化剂的制备和光催化氧化法处理染料废水 认领 引用 被引量：4
13
作者 黄薇 杨易彬 《江西化工》 CAS 2015年第3期60-64,共5页
采用溶胶凝胶和水热法制备的石墨烯/TiO2-CeO2催化剂光催化氧化处理染料废水活性艳红X-3B,结果表明掺杂Ce和石墨烯的TiO2比纯的TiO2光催化效果更高,当石墨烯负载量为2.5%,Ce的掺杂量4%时,催化剂的催化效果最佳,在此条件下考察了催化剂... 采用溶胶凝胶和水热法制备的石墨烯/TiO2-CeO2催化剂光催化氧化处理染料废水活性艳红X-3B,结果表明掺杂Ce和石墨烯的TiO2比纯的TiO2光催化效果更高,当石墨烯负载量为2.5%,Ce的掺杂量4%时,催化剂的催化效果最佳,在此条件下考察了催化剂的投加量、染料初始pH以及光照时间对活性艳红X-3B的降解效果的影响,得出催化剂的最佳投加量为0.05g,初始pH为4,光照时间时间为3h,废水脱色率可达99.15%。 展开更多
关键词 石墨烯/TiO2-CeO2 溶胶凝胶 水热法 活性艳红X-3B
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铝合金微弧氧化掺杂α-Al2O3和氧化石墨烯的涂层结构及性能的研究 认领 引用 被引量：2
14
作者 袁绍华 冯军 +2 位作者 齐华荣 邓胜勇 成俊杰 《材料保护》 CAS CSCD 2025年第7期106-113,共8页
为了提高Al2O3陶瓷涂层的阻氚性能、耐腐蚀性能,采用微弧氧化技术,在电解液中分别单独掺杂与同时掺杂α-Al2O3与氧化石墨烯,在铝合金表面制备了氧化铝涂层,并对涂层的表面形貌、元素分布、物相组成、涂层厚度与硬度、耐磨... 为了提高Al2O3陶瓷涂层的阻氚性能、耐腐蚀性能,采用微弧氧化技术,在电解液中分别单独掺杂与同时掺杂α-Al2O3与氧化石墨烯,在铝合金表面制备了氧化铝涂层,并对涂层的表面形貌、元素分布、物相组成、涂层厚度与硬度、耐磨性及耐腐蚀性能进行分析。结果表明:相比未掺杂制备的涂层与单独掺杂制备的涂层,在电解液中同时加入4 g/Lα-Al2O3与1 g/L氧化石墨烯所制备的微弧氧化涂层微孔数量减少与微孔孔径减小,涂层更加致密。涂层中α-Al2O3的含量得到提升,涂层厚度较未掺杂涂层由23.8μm提升至32.0μm,硬度由465.1 HV提升至805.2 HV,平均摩擦系数最低为0.578。同时掺杂制备的涂层的自腐蚀电位为-0.554 V,自腐蚀电流密度为2.145×10-8A/cm2,较未掺杂与单独掺杂涂层的耐腐蚀性能更优。 展开更多
关键词 铝合金 微弧氧化 α-Al2O3 氧化石墨烯 阻氚涂层
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石墨烯对高硫煤厌氧发酵产H2S的影响机制 认领 引用 被引量：1
15
作者 赵文杰 苏现波 +1 位作者 赵伟仲 周艺璇 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2025年第4期2208-2218,共11页
煤层气生物工程为煤层气的增产提供了一条行之有效的路径,如何提升煤储层生物甲烷产量,是制约该技术发展与应用的关键。随着对微生物之间电子传递机制的深入研究,导电材料成为了增强有机物降解的外源添加剂。采用石墨烯促进厌氧发酵系... 煤层气生物工程为煤层气的增产提供了一条行之有效的路径,如何提升煤储层生物甲烷产量,是制约该技术发展与应用的关键。随着对微生物之间电子传递机制的深入研究,导电材料成为了增强有机物降解的外源添加剂。采用石墨烯促进厌氧发酵系统中的电子传递速率以提高甲烷(CH4)生成率是一种可以现场实施的、有效的强化措施。对高硫煤而言,石墨烯强化了甲烷产出,但其添加除了影响产甲烷能力外,是否会影响硫化氢(H2S)的生成尚不明确。以晋城15号高硫煤为碳源和硫源、石墨烯作为导电材料进行实验室厌氧发酵试验,通过对生物甲烷和硫化氢的产气特征、煤中形态硫含量变化、煤表面元素赋存状态、关键液相物质变化以及微生物群落结构等检测和分析,系统探讨H2S的成因及影响机制。结果表明:在以煤为底物的厌氧发酵系统中添加石墨烯强化生物CH4 产出的同时,也强化了H2S的生成,添加石墨烯的发酵系统中累计CH4产量为4.86 mL/g、H2S产量为5.52 mL/g,比不添加石墨烯的厌氧发酵系统的2.74、4.94 mL/g高出77.37%和11.74%。石墨烯的添加更是加速了有机硫的降解,残煤中硫醇和硫醚也被微生物完全转化。针对关键液相小分子有机物,添加石墨烯的厌氧发酵系统中各类物质的降解速率明显高于不添加石墨烯的厌氧发酵系统。细菌群落中Desulfovibrio和Geovibrio以及古菌群落中Methanosarcina的丰度在添加石墨烯后显著上升,其中Geovibrio可为产甲烷古菌提供额外电子,Desulfovibrio与Methanosarcina之间潜在的直接种间电子传递(Direct Interspecific Electron Transfer,DIET)是影响CH_(4 )和H2S生成的原因,这种电子传递方式提高了菌群的活性和降解效率,加速了产甲烷和硫酸盐异化还原过程中关键酶的合成。H2S具有2种形成机制:一是甲基营养型产甲烷菌直接利用有机硫化物的甲基基团生成CH4的同时产生H2S;二是水解菌表达的硫酸酯酶与硫酸盐还原菌协同作用,主要归功于细菌Macellibacteroides的作用,且是H2S的主要成因。这一认识给煤层气生物工程的现场实施提出了要求,即针对高硫煤储层进行微生物增产时需要添加H2S的生物抑制剂抑制其生成。 展开更多
关键词 高有机硫煤 石墨烯 生物H2S生成机制 硫酸盐还原 厌氧发酵
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三维SnO2/石墨烯气凝胶的自组装制备及其电容性能 认领 引用 被引量：1
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作者 王艳坤 张建民 王一帆 《化学研究与应用》 CAS 北大核心 2025年第12期3760-3769,共10页
将氧化石墨烯纳米片与Sn(OH)4纳米颗粒通过溶胶静电自组装,然后水热还原和真空冷冻干燥处理成功制备了三维分层多孔结构的SnO2/还原氧化石墨烯气凝胶(SGOA)。通过扫描电镜、透射电镜、X射线衍射、热重、傅里叶变换红外光谱、拉曼... 将氧化石墨烯纳米片与Sn(OH)4纳米颗粒通过溶胶静电自组装,然后水热还原和真空冷冻干燥处理成功制备了三维分层多孔结构的SnO2/还原氧化石墨烯气凝胶(SGOA)。通过扫描电镜、透射电镜、X射线衍射、热重、傅里叶变换红外光谱、拉曼光谱、X射线光电子能谱及氮气吸附-脱附测试系统对复合材料的形貌、晶体结构、化学组成及孔隙特性进行了系统表征。形貌分析结果表明,粒径约为5 nm的SnO2纳米粒子均匀分布于还原氧化石墨烯片层表面。电化学性能测试显示,在1 mol·L-1Na2SO4电解液中,以5 mV·s-1扫描速率测得该复合材料的比电容为339.6 F·g-1。此外,SGOA还表现出优异的循环稳定性,在100 mA·g-1电流密度下经过2000次充放电循环后,其比电容仍可保持约85%的初始值。该复合材料显著的电化学性能主要归因于还原氧化石墨烯与SnO2之间的协同效应以及所构建的独特三维分层多孔结构。 展开更多
关键词 SnO2 还原氧化石墨烯 气凝胶 静电自组装 超级电容器
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超长储锂寿命SnO2量子点修饰还原氧化石墨烯的制备 认领 引用
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作者 李苏原 荀泽涵 +3 位作者 巩梦源 张伟军 白登选 金淑萍 《复合材料学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2025年第9期5105-5111,共7页
在锂离子电池中,商用阳极石墨的利用率已经接近其理论容量的极限(372 mA·h·g-1),一些金属基复合材料因其更高的储锂能力和更稳定的循环性能而受到广泛关注。本文采用改性的胶体聚沉法及随后空气煅烧的工艺制备了SnO2量... 在锂离子电池中,商用阳极石墨的利用率已经接近其理论容量的极限(372 mA·h·g-1),一些金属基复合材料因其更高的储锂能力和更稳定的循环性能而受到广泛关注。本文采用改性的胶体聚沉法及随后空气煅烧的工艺制备了SnO2量子点修饰的还原氧化石墨烯(rGO/SnO2)。作为锂离子电池阳极,rGO/SnO2具有优异的储锂性能。在1 A·g-1和2A·g-1电流密度下,rGO/SnO2-70电极在1000次循环后依然可以分别保留584和378 mA·h·g-1的可逆放电比容量。这主要是由于SnO2量子点“壳”不仅可以提供大量的活性位点,缩短Li+脱/嵌过程中的传输路径长度,并可以阻止充放电过程中rGO纳米片的堆叠,从而实现了SnO2较高的利用率;rGO“核”能够实现电子的快速传输,缓冲SnO2的体积变化,从而使rGO/SnO2具有良好的循环稳定性。本研究可以为高倍率、超长循环寿命的复合阳极材料的设计提供参考。 展开更多
关键词 锂离子电池 石墨烯 量子点 溶胶-凝胶法 SnO2
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α-Fe2O3/还原氧化石墨烯(RGO)的制备及应用 认领 引用
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作者 王宏智 包赛赛 +2 位作者 苏展 于金山 张卫国 《化学工业与工程》 CAS CSCD 北大核心 2025年第1期88-97,共10页
为实现非对称超级电容器(ASC)的高电化学性能,以FeCl3·6H2O为铁源,通过水热法将α-Fe2O3纳米颗粒均匀分散在还原的氧化石墨烯(RGO)薄片上,成功制备α-Fe2O3/RGO复合材料。该复合材料采用SEM、TEM、XRD和XPS进行... 为实现非对称超级电容器(ASC)的高电化学性能,以FeCl3·6H2O为铁源,通过水热法将α-Fe2O3纳米颗粒均匀分散在还原的氧化石墨烯(RGO)薄片上,成功制备α-Fe2O3/RGO复合材料。该复合材料采用SEM、TEM、XRD和XPS进行表征,并利用标准三电极体系进行电化学性能测试。结果显示:高度组装的α-Fe2O3/RGO在1 A·g-1下具有740.8 F·g-1的大比电容,并且于5 A·g-1下实现80.0%的长循环稳定性(10000圈)。以制备的α-Fe2O3/RGO为负极,NiCo2O4为正极组装了NiCo2O4//α-Fe2O3/RGO非对称超级电容器,不仅在792.8 W·kg-1下获得47.8 Wh·kg-1的能量密度,而且在5 A·g-1下仍然维持78.6%的循环稳定性(10000圈)。这极大地促进了ASC在储能系统的应用。 展开更多
关键词 α-Fe2O3 石墨烯 非对称超级电容器 循环性能
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MnFe2O4/氧化石墨烯复合材料对氧氟沙星的吸附性能 认领 引用
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作者 常亮亮 丁绮 +3 位作者 王康乾 张艳 张孟菲 吴塞塞 《当代化工》 CAS 2025年第7期1606-1610,共5页
以改进Hummers方法制备氧化石墨烯(GO),通过静电自组装法将MnFe2O4纳米粒子负载于GO表面,获得良好磁分离效果的MnFe2O4/GO复合材料(MGO)。在不同溶液pH、初始质量浓度、温度等条件下,研究复合材料对氧氟沙星的吸附性能,并... 以改进Hummers方法制备氧化石墨烯(GO),通过静电自组装法将MnFe2O4纳米粒子负载于GO表面,获得良好磁分离效果的MnFe2O4/GO复合材料(MGO)。在不同溶液pH、初始质量浓度、温度等条件下,研究复合材料对氧氟沙星的吸附性能,并探索吸附过程的热力学及动力学行为。结果表明:在pH=11、初始浓度为20 mg·L-1、温度为323 K、MGO质量为30 mg、吸附时间为10 min的条件下,MGO对氧氟沙星溶液吸附容量可高达120 mg·g-1。MGO对氧氟沙星的吸附行为遵循准二级动力学及Freundlich等温模型,吸附过程是以化学吸附为主导的多层吸附。 展开更多
关键词 MnFe2O4 氧化石墨烯 氧氟沙星 吸附
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Si@TiO2@GN负极材料的制备及其电化学性能 认领 引用
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作者 张彦林 黄洁 +1 位作者 陆俊泓 何大方 《石化技术与应用》 CAS 2026年第4期313-321,共9页
以Si纳米颗粒为原料,加入机械剥离石墨烯(GN)和钛酸四丁酯,采用机械球磨法合成了Si@TiO2@GN负极材料,利用扫描电子显微镜、透射电子显微镜、X射线粉末衍射仪、拉曼光谱仪、热重分析仪、X射线光电子能谱仪等对上述负极材料进行了表征... 以Si纳米颗粒为原料,加入机械剥离石墨烯(GN)和钛酸四丁酯,采用机械球磨法合成了Si@TiO2@GN负极材料,利用扫描电子显微镜、透射电子显微镜、X射线粉末衍射仪、拉曼光谱仪、热重分析仪、X射线光电子能谱仪等对上述负极材料进行了表征,并考察了该负极材料的电化学性能与电化学反应动力学。结果表明:Si@TiO2@GN中的Si纳米颗粒在GN片层中均匀分散,被厚度约为10 nm的碳层包覆,同时在Si纳米颗粒表面原位生成锐钛矿型TiO2,显著增强了Si纳米颗粒和碳基质之间的界面相容性;Si@TiO2@GN的初始放电比容量为1 402.8(mA·h)/g,初始库伦效率为65.5%;在200 mA/g下循环100次后,放电比容量仍保持在546.7(mA·h)/g;Si@TiO2@GN的储能过程遵循扩散与赝电容混合控制机制,其截面膨胀率为54.8%,表面几乎没有裂纹,保证了结构的完整性。 展开更多
关键词 石墨烯 TiO2 Si纳米颗粒 负极材料 锂离子电池 放电比容量 循环性能 电化学性能
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