浅述石墨烯导电剂在电池领域中的应用

石墨烯的发现是电池行业中的重大突破,自发现以来十几年的时间,改变了电池行业的格局,石墨烯导电性能良好,而且强度极高以及透光性极好,石墨烯的出现可以说是电子行业发展中的一轮革命。石墨烯是迄今为止最好的二维尺度纳米碳材料,导电性强,而且具备较好的传热性能、机械性能以及独特的结构特征,在锂电池领域中被广泛应用。本文主要探讨石墨烯的基本特性,对目前石墨烯的研究进行介绍,探究其未来的发展及应用方向。总结了石墨烯作为导电剂,在锂离子电池、新型锂硫电池、铅酸电池导中的研究进展。     

木材-石墨烯复合材料的制备及其三维导电性能

通过脉冲式真空浸渍的方法将氧化石墨烯(GO)与北京杨(Populus beijingensis)进行有机结合,制备木材-石墨烯三维导电材料;测试分析了制备材料的导电、电磁屏蔽、吸波的性能,从多角度表征材料的导电机理。结果表明：当氧化石墨烯质量浓度为4 g/L、炭化温度为750℃、炭化时间为30 min时,制备的木基石墨烯导电材料的三维各向异性导电性能最好,其纵向、弦向、径向的体积电阻率分别为0.641、2.153、2.932Ω·cm;此工艺条件时,木基石墨烯导电材料的电磁屏蔽效能达到40 dB、吸波强度达到-12 dB。材料的结构形貌表征结果表明,与同等条件炭化木材相比,木基石墨烯复合材料的碳氧质量分数比(w(C)∶w(O))显著提高,碳层排列有序;氧化石墨烯与木材结合程度较好;材料的热稳定性提高。说明氧化石墨烯在木材机体内部被充分还原为具有导电性能的还原氧化石墨烯,材料具有良好的导电性。     

日光温室冬季新型增温技术在叶菜生产中应用对比研究

试验利用相变材料和石墨烯电加热技术进行日光温室增温对比试验,探索绿色高效的冬季日光温室增温技术。研究结果表明:1.加装相变材料、石墨烯电加热设备温室的平均温度分别比对照温室高0.7℃、3.2℃。与对照温室相比,加装石墨烯设备的温室一天内温度变化最小,其次是加装相变材料温室。同时,石墨烯设备在室外相对低温时耗电量较大,相对高温时耗电量较小。2.连续晴天时,石墨烯电加热设备的温室和相变材料温室分别比对照温室高2.3℃,1.1℃,石墨烯电加热设备在温室温度较高时不进行加热,相变材料温室的保温性较好。连续极端寒冷天气时,石墨烯电加热设备比相变材料增温效果明显,夜间石墨烯电加热设备可提高温室温度6.2℃,保证叶类蔬菜正常生长。3.石墨烯电加热设备温室最低气温能保持在0℃以上,避免发生冻害,满足叶菜生长需要;相变材料可提高温室温度,有效减少叶菜冻害的发生。     

X射线衍射原理及掺杂石墨烯的物相分析

目的 X射线衍射技术是一种不损害材料、能够精确测量样品结构信息的测量技术。介绍了X射线衍射(XRD)的工作原理,利用XRD对银/氮掺杂石墨烯的X射线衍射花样进行分析。方法通过氧化还原法(Hummer)制备了氧化石墨烯,利用微波溶剂热法制备了氮掺杂石墨烯,并以氮掺杂石墨烯(N-RGO)作为银纳米粒子的载体,制备了银/氮掺杂石墨烯(Ag/N-RGO)纳米杂化材料。结果通过XRD物相分析得知银纳米粒子为面心立方晶型,明确显示银纳米粒子及氮元素成功掺入石墨烯中。结论研究结果对XRD的表征原理及掺杂石墨烯材料学的发展具有指导意义和实用价值。     

石墨烯功能修饰材料的电化学分析性能研究

石墨烯(GR)是一种单原子碳纳米材料,具有独特的二维共轭平面结构,表现出优越的化学、力学、热学和电学性能。氧化石墨烯(GO)是制备石墨烯的前驱体,类似于石墨烯的二维结构,GO表面含大量的含氧官能团,具有良好的水溶分散性,GO通过化学还原方法可以得到导电性良好的GR材料。将GR材料与其他功能材料进行复合,可进一步改善复合物的物理和化学性能,如可分散性、可加工性和电催化活性等。综述了GR(包括GO)与碳纳米材料、金属纳米粒子、金属氧化物、非金属单质、聚合物或其他功能生物分子材料结合后,得到复合功能修饰材料用于构建高性能电化学生物传感器。探究了复合制备材料的纳米结构特征、功能结构作用对于提高传感器的电催化和电化学选择性能等方面的应用。     

石墨烯对杉木幼苗养分含量及光合特征的影响

以1年生杉木优良无性系“洋061”作为试验材料,采用室内盆栽方法,在统一施同量复合肥的基础上,分析添加不同浓度石墨烯(30、25、20、0 mg·L^-1)对杉木幼苗光合色素、叶绿素荧光特性及养分积累的影响.结果表明不同石墨烯处理下杉木幼苗养分含量均表现为叶显著高于根和茎,全磷和全钾含量随培育时间的增加呈下降趋势;20 mg·L^-1石墨烯处理有利于杉木叶养分含量的积累,25 mg·L^-1石墨烯处理有利于杉木茎养分含量的积累,30 mg·L^-1石墨烯处理有利于杉木根养分含量的积累.不同浓度石墨烯处理下杉木叶绿素a(Chlorophyll a, Chla)、叶绿素b(Chlorophyll b, Chlb)、类胡萝卜素(Carotene, Car)含量,以及可变荧光值(variable fluorescence, Fv)、潜在活性(potential activity, Fv/Fo)均存在显著差异.与对照相比,石墨烯处理杉木光合色素和叶绿素荧光特性普遍较高,其中30 mg·L^-1石墨...     

功能化氧化石墨烯作为药物载体的研究进展

石墨烯材料在药物递送等生物医学应用方面迅速发展。就目前这一研究领域的最新研究进展进行了概述。描述了氧化石墨烯的纳米载体的表面修饰方法并对其在药物载体方面的应用(靶向性、缓控释制剂、光热治疗)进行论述。对未来在这一领域的前景和挑战进行了总结。     

石墨烯修饰电极差分脉冲溶出伏安法同时检测食品中痕量铅?镉和铜

[目的]构建石墨烯修饰电极用差分脉冲溶出伏安法检测重金属的方法。[方法]采用电还原的方法将氧化石墨烯变成还原型石墨烯,针对电极修饰材料石墨烯进行表征测试,优化石墨烯修饰电极检测的试验检测条件。[结果]石墨烯修饰电极可以实现在4 min内同时检测食品中的铅、镉和铜元素,且具有很好的准确度、稳定性和抗干扰性。[结论]研究可为快速准确地检测食品中重金属元素提供参考。     

电化学分析方法检测黄瓜中残留的西维因

基于氨基甲酸酯类农药抑制乙酰胆碱酯酶活性的原理,以硫化镉-石墨烯纳米复合物为酶固定化材料,以西维因作为模型化合物构建了基于乙酰胆碱酯酶的氨基甲酸酯类农药的生物传感平台。结果表明,固定在硫化镉-石墨烯纳米复合材料上的乙酰胆碱酯酶与氯化硫代乙酰胆碱的亲和能力强,并且硫化镉-石墨烯纳米复合材料上的乙酰胆碱酯酶对氯化硫代乙酰胆碱的催化活性高,其米氏常数Km为0.24 mmol;由于硫化镉-石墨烯纳米复合材料的引入,增加了氯化硫代乙酰胆碱在电极表面的电子转移速度,提高了检测的灵敏度;该传感器对西维因的检测范围为2 ng/m L~2μg/m L,检测限为0.72 ng/m L,研究结果为氨基甲酸酯类农药的快速检测提供了一种有效的途径。     

微波还原氧化石墨烯及其电化学电容性能研究

以氧化石墨溶胶为前驱体,利用微波加热辅助还原法制备了三维多孔还原氧化石墨烯材料(MWRGO)。通过X射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FI-IR)、场发射扫描电镜(FESEM)和透射电镜(TEM)对MWRGO的结构和形貌性质进行了表征,并将其作为超级电容器的电极材料在三电极体系中进行超电容性能测试。结果表明,微波辐射能有效还原氧化石墨,所得MWRGO具有石墨烯纳米片相互交联的多孔三维网状结构。MWRGO电极材料具有较高的电化学电容性能,在电流密度为1 A/g、电位窗口为-1~0 V时,单电极比电容高达265 F/g。     

石墨烯对藜麦幼苗根系形态及生物量的影响

纳米炭材料石墨烯对作物的生长具有重要作用。配制含有不同质量浓度石墨烯(0,2,4,8,12,20 mg/L)的MS培养基,研究石墨烯对藜麦幼苗根系形态(根系总长度、总表面积、总投影面积、体积、根尖数、分叉数)及生物量(干物质质量)的影响。结果发现,在石墨烯质量浓度为4,8 mg/L的MS培养基上生长的藜麦幼苗根系形态指标均显著大于对照组,说明特定浓度的石墨烯能够促进藜麦根系生长和形态发育;另外,在石墨烯质量浓度为2,4,8,12 mg/L的MS培养基上生长的藜麦幼苗生物量显著大于对照组,其中,8 mg/L的石墨烯对藜麦幼苗干物质积累具有明显的促进作用。     

分散均匀功能化石墨烯材料问世

近日,中科院等离子体所低温等离子体应用研究室研究员王祥科和中科院化学所研究员胡文平合作,成功制备出分散性均匀的功能化石墨烯材料,并对该材料进行磺酸化处理,实现了对持久性有机污染物的有效去除。相关研究论文日前在材料领域的顶级期刊《先进材料》发表。     

聚苯胺-氧化石墨烯复合材料的制备及其对染料的吸附性能

[目的]研究复合材料对染料的吸附性能。[方法]以改进Hummer法制备氧化石墨烯,通过动态界面聚合工艺制备聚苯胺-氧化石墨烯复合材料,并对模拟环境中不同污染性染料进行吸附性能研究。[结果]聚苯胺-氧化石墨烯能显著提高染料的吸附容量和吸附效率,当聚苯胺-氧化石墨烯的用量为1.2 g/L,溶液pH为4,吸附时间为50 min时,对铬黑T的吸附率可达94.04%。相同条件下,复合后的材料吸附性能提高了15%。3种不同染料中,对甲基橙的吸附效果最好。[结论]聚苯胺-氧化石墨烯可用作污水中染料的吸附剂。     

原子非简谐振动对金属基外延石墨烯电导率的影响

考虑到原子的非简谐振动和电子-声子相互作用,建立了金属基外延石墨烯的微观物理模型,用固体物理理论和方法,研究了外延石墨烯电导率随温度的变化规律,以Cu,Ni金属基底外延石墨烯为例,探讨了基底材料和原子的非简谐振动对电导率的影响.结果表明:(1)金属基外延石墨烯的电导率随温度升高而减小,其中,温度较低时时,变化较快,而温度较高时则变化很慢;它的电导率包括声子的贡献和电子的贡献两部分,其中电子的贡献部分很小,且随温度的变化也小,而声子的贡献远大于电子且随温度变化较大.(2)基底材料和原子的非简谐振动对金属基外延石墨烯的电导率有重要的影响:简谐近似下,电导率随温度的变化较小,考虑到非简谐振动,电导率随温度的变化增大.温度愈高,非简谐效应愈显著.理论结果与其他文献的值以及电学理论相近.     

石墨烯电热膜在草莓冬季加温上的应用

<正>我国是全球最大的草莓生产国,拥有世界上最大的草莓阳光温室面积。如何让草莓安全越冬,目前主要有煤炉、燃油机、浴霸、增温块等临时辅助加温方式,不仅耗能大,而且能量利用效率低,无法满足现代草莓生产的需要。石墨烯远红外采暖技术是一种基于石墨烯技术电发热膜的开发应用。其电热膜表层材料为特制的聚酯薄膜,     

石墨烯可以增加橡胶的弹性

正英国曼彻斯特的Aravind Vijayaraghavan博士与Maria Iliut博士在碳期刊中发表的一篇论文中表明,在橡胶中增加一定量的石墨烯,这样形成世界最薄与最强的材料橡胶薄膜,可以增加它原来的宽度和弹性50%。在日常生活中,薄的橡胶薄膜产无处不在,如手套、避孕套。在实验中,科学家测试了2种材料:天然橡胶和混合胶,在他们中增加不同量与大小的石墨烯。     

氧化石墨烯的制备方法及应用研究进展

简要介绍了氧化石墨烯(GO)的制备方法和性质,详细介绍了其在生物医药、生物环境和能源等方面的应用研究,并对氧化石墨烯(GO)的应用前景进行了展望。     

氧化石墨烯在农业领域的应用研究进展

氧化石墨烯作为一种新型碳质纳米材料,具有生物相容性好、化学性质稳定、分散性高、比表面积大、丰富的含氧官能团等优良特性,是纳米材料领域研究的热点,在航空航天、医药、新能源和生物传感器等领域应用广阔。近年来,氧化石墨烯在现代农业技术领域也得到了广泛的关注和应用,为现代农业的可持续性发展带来新的机遇和挑战。综述了国内外关于氧化石墨烯在农业领域的应用研究进展,包括对农作物生长发育（种子萌发、枝叶生长、根系生长）、提高农作物抗逆性能、产量和品质、开发具有缓控释功能的氧化石墨烯基肥料,实现提高肥料利用率和降低环境风险的功效;作为农药载体及增效剂用于农作物病虫害防控,达到缓控释放、高效利用的目的 ; 探讨氧化石墨烯作为吸附剂或降解细菌固定剂来修复受污染土壤的效果,为污染土壤修复提供新技术、新方法;介绍了氧化石墨烯作为高灵敏度的湿度传感器,可实现土壤墒情实时监测和无损监测植物生长状况;最后探讨了氧化石墨烯在农业领域的未来研究方向。目前,氧化石墨烯技术在农业中的应用仍处于初期阶段,尚不具备大规模商业化应用的条件。随着氧化石墨烯在农业领域的研究深入和应用范围的扩大,有望实现农业生产方式和技术的变革、实现资源高效利用、降低农业生产带来的环境危害,为推进绿色低碳农业的发展助力。     

荧光法研究β-环糊精修饰的石墨烯对α-萘酚及β-萘酚的识别作用

利用湿化学法成功合成了β-环糊精(β-CD)修饰的石墨烯(β-CD-GNs),探讨了其对水溶液中α-萘酚及β-萘酚的识别作用.结果表明,石墨烯功能化的β-CD能同时识别α-萘酚及β-萘酚,导致其荧光猝灭;β-CD-GNs对α-萘酚的猝灭包括α-萘酚进入β-CD内腔导致的猝灭及石墨烯与α-萘酚间的π-π相互作用导致的猝灭,而β-CD-GNs对β-萘酚的猝灭主要是石墨烯与β-萘酚间的π-π相互作用所致.     

石墨烯纳米材料在农产品及其制品污染物分析前处理中的应用进展

农产品及其制品中的污染物分析面临着样品基质复杂多样的挑战。作为一种新型碳纳米材料,石墨烯具有比表面积大、热稳定性和化学稳定性优良、易于功能化修饰等特性,在食品污染物分析样品前处理中具有较好的应用前景。本文综述了石墨烯及其相关复合材料在农产品及其制品分析前处理中的应用,具体应用领域包括固相萃取、分散固相萃取、磁性固相萃取、固相微萃取等。