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共价有机聚合物/石墨烯复合材料的制备及锂电性能研究 下载:79 浏览:412

高国梁1,2 张海涛1 李晨斌1 王德宇1 沈彩1 《新材料》 2020年11期

摘要:
共价有机聚合物(COPs)作为一类新型材料,凭借其诸多优异特性得到越来越广泛的应用。本实验以三聚氰胺和1,4-二溴丁烷为原料合成片层结构的三聚氰胺基共价有机聚合物,片层厚度为3. 5 nm左右。采用原位掺杂石墨烯(rGO)的方式制备COPs/rGO复合材料并测试了其作为锂电池负极材料的电化学性能。实验结果显示,电极材料在50 m A/g的条件下充放电循环100次后仍然保持有420 m Ah/g的放电比容量,同时表现出优异的高电流密度和倍率性能。由此可以看出该COPs/rGO复合材料是一种很有前景的储锂材料。

水中铝元素检测方法对比研究 下载:65 浏览:442

王主华 《水资源研究进展》 2020年9期

摘要:
生活饮用水中铝含量的及时准确检测是对饮水安全的保障。光谱法和原子吸收法是目前测定水中铝含量的两大常用方法,相比于传统的分光光度法、电化学法具有明显的优势。本文采用电感耦合等离子体发射光谱法(ICP-AES)和石墨炉原子吸收法对含铝样品进行平行检测,从校准曲线、精密度、准确度以及加标回收率等方面进行了对比分析。结果表明:两种方法均适用于水中铝的检测,且各具特点,石墨炉原子吸收法检测范围更广,精密度略高;ICP-AES具有更高的准确性,且高效快捷、省时省力。

抗草甘膦转基因作物分子育种策略 下载:77 浏览:500

张云彤 王瑞楠 孙墨楠 贾惠舒 李晓薇 刘伟灿 李海燕 《生物技术研究》 2019年7期

摘要:
杂草生长茂盛给农田经济造成了巨大的损失,而草甘膦的高效除草则有利于防治农业杂草。培育抗草甘膦作物也为农业杂草管治带来了便利。近年来,已从微生物、植物中均挖掘到了草甘膦抗性基因并用于开发抗草甘膦转基因作物,该文根据这些抗性基因作用的不同机制总结了抗草甘膦转基因作物的育种策略及其利弊,并对未来抗草甘膦作物的发展方向进行讨论。

石墨烯薄膜的制备方法及应用研究进展 下载:76 浏览:438

何延如1,2 田小让1,2 赵冠超1,2 代玲玲1,2 聂革1,2 刘敏胜1,2 《新材料》 2020年9期

摘要:
完美石墨烯由于具有高导电性、高透光性、高柔韧性、高阻隔性、高机械强度、高化学稳定性、超薄等特性,被誉为21世纪最具颠覆性的"新材料之王",引起全球各界的关注,并预期在电子领域、光子领域、能源领域、环保领域、生物医疗健康等领域具有广阔的发展前景。目前,欧洲、美国、日本等众多国家,都把石墨烯列为本世纪最重要的新材料进行研究和开发,并已在新能源、电子等方面取得重要进展和初步应用效果。我国也明确把石墨烯作为国家重要战略材料列入国家"十三五"规划。石墨烯分为石墨烯粉体(还原氧化石墨烯)和石墨烯薄膜两大类。目前研究较多的是石墨烯粉体,且其制备和应用方面都有了系统的研究,并取得了一定成果。对于石墨烯薄膜,研究较多的是其制备技术,虽然对石墨烯薄膜在各个领域的应用均进行了初步研究,验证了它应用于其中的可行性,并预期其在部分应用领域具有显著优势,但多数处于研究初期,还面临众多技术挑战。因为目前制备的石墨烯薄膜性能和理论性能有较大差距,所以需要研究者们一方面改进制备技术,提升石墨烯薄膜性能;另一方面结合石墨烯特性选择拥有显著优势的应用领域进行深入研究,设计能够体现石墨烯薄膜性能优势的产品器件,这样才能真正打开石墨烯薄膜的应用市场。本文首先介绍了化学气相沉积法制备石墨烯薄膜的研究现状及发展趋势。目前,石墨烯薄膜晶畴尺寸多为微米级到毫米级,少数研究机构所制的石墨烯薄膜晶畴可达到厘米级;石墨烯薄膜迁移率一般可达到10 000~30 000 cm2/(V·s),方阻小于150Ω/,透光率达到97. 7%。石墨烯薄膜发展趋势是开发可控、快速制备大面积、大晶畴、高质量原位沉积石墨烯薄膜的技术和找到可体现石墨烯薄膜优异性能的应用场景。其次在欧盟"石墨烯旗舰计划"科技路线图的框架下,根据石墨烯薄膜的诸多预期特性,结合技术先进性、未来市场规模、可行性、开发周期等方面,选定16项主要应用方向作为重点关注方向,并将其归为七大类应用:透明导电层、分离隔离膜、场效应晶体管(沟道层)、光电探测器(有源区)、导热材料、集流体涂层、催化剂载体。本文重点系统地分析了石墨烯薄膜在上述应用中预期带来的优势、现状和面临的问题,为石墨烯薄膜材料的发展提供研究基础。

传承和弘扬墨子工匠精神,重构高职电子商务专业课程体系 下载:57 浏览:378

宋卫 《电子商务进展》 2018年12期

摘要:
工匠精神是传统民族精神中的重要组成,随着当前社会的飞速发展,高职院校的电子商务课程需要与时俱进不断改革调整,高职院校的文化内涵建设将墨子思想以及工匠精神的培养提升至整体的教育层面。由此本文通过针对墨子思想以及工匠精神的内涵进行剖析,进而针对如何构建高职院校的电子商务专业课程体系展开探究。

4d过渡金属掺杂石墨烯对HCN吸附行为的第一性原理研究 下载:83 浏览:433

董海宽 史力斌 《新材料》 2019年10期

摘要:
采用第一性原理的密度泛函理论方法研究了掺杂Y、Zr、Nb、Mo、Tc和Ru的石墨烯体系对氰化氢(HCN)的吸附作用。首先考察了HCN分子中H、C或N原子分别靠近吸附点的三种吸附构型。然后比较了吸附HCN前后掺杂石墨烯的能带变化。研究结果表明,掺杂Mo和Ru的石墨烯吸附HCN后的带隙大小变化大于20%,并表现为半导体行为,说明吸附后掺杂石墨烯的电导性能受影响较大。此外,进一步研究了掺杂Mo和Ru的石墨烯吸附HCN的过程,讨论了吸附能、带隙、晶格常数、HCN电荷和键长的变化,并分析了掺杂Mo和Ru的石墨烯的振动特性。研究表明,掺杂Mo和Ru的石墨烯对HCN的吸附非常敏感,这可能是开发HCN传感器的有用材料。

纳米碳材料的辐射改性及其应用进展 下载:87 浏览:447

代培1 马慧玲1 矫阳1 翟茂林2 曾心苗1 《新材料》 2019年6期

摘要:
碳材料是自然界中与人类关系最为密切的重要材料之一,伴随着纳米科技的发展,具有纳米结构的功能碳材料的研究逐渐深入,已经出现了石墨烯、碳纳米管等性能优异的纳米碳材料。纳米碳材料具有机械强度高、导热导电能力强等诸多优点以及环境友好特性,能够满足绿色化学和可持续性发展的要求,因而其在复合材料中的应用成为相关领域的研究热点。纳米碳材料的引入可以显著提高复合材料的性能,并且还可以赋予材料新的性能,其在功能复合材料方面有良好的应用前景。然而,由于纳米碳材料自身的结构特点,其在溶剂和聚合物基体中的分散性、相容性和稳定性较差,这一直阻碍着其性能在复合材料中的发挥,甚至可能导致材料的整体性能降低。因此,提高纳米碳材料的分散能力和使用性能一直是研究的难点和热点。通过化学的方法提高纳米碳材料的分散能力,操作过程复杂,生产成本增加,且化学品试剂大多具有很强的毒性。近年来,纳米碳材料的辐射改性受到各界广泛的重视,利用辐射技术制备和官能化修饰纳米碳材料,可以显著提高纳米碳材料的分散能力和与基体的相容性。辐射刻蚀和还原技术用于纳米碳材料的制备时,可对其结构进行设计,例如辐射制备短切碳纳米管,降低了碳纳米管的长度,可有效提高分散能力。利用高能射线还可将氧化石墨烯进行还原,提供简单高效制备石墨烯的新方法和新思路。辐射接枝可用于纳米碳材料的表面修饰,例如在碳纳米管或石墨烯表面接枝聚合含碳碳双键的酯和芳香类聚合物,提高了纳米碳材料在溶剂和聚合物基体中的分散性能,有助于制备各种高性能功能材料。本文综述了近年来辐射技术在碳纳米管、氧化石墨烯及碳纳米纤维等材料改性及其应用方面的研究进展,总结了这三种纳米碳材料的优异性能及其复合材料在生物医药、能源、智能材料等领域的最新研究进展,分析了辐射改性纳米碳材料的优势,并对今后辐射技术和纳米碳材料相结合的研究方向进行了展望。随着对纳米碳材料辐射改性的研究和产业化的不断深入,分散性能优异的纳米碳材料有望实现大规模低成本的连续批量生产,未来在功能化和高性能化复合材料等领域的应用也将会更加广阔。

石墨烯在水环境中的转化和降解行为研究进展 下载:86 浏览:476

马李璇1 李凯1 宁平1 梅毅2 王驰2 孙鑫1 《新材料》 2019年5期

摘要:
随着石墨烯的大量生产和广泛应用,向水环境中释放的石墨烯类垃圾和副产物与日俱增,从而带来不良的生态效应,极大地增加了石墨烯在环境和人体中的暴露概率。与此同时,石墨烯的生态毒性和环境效应引起了研究者的重视。石墨烯可以进入藻类、鼠内引起氧化应激反应,可以进入细胞与DNA及蛋白质等生物大分子物质相互作用,对生物体产生一定的毒性。此外,石墨烯具有巨大的比表面积和强烈的π电子活性,对有机污染物具有良好的吸附性能,进而对水环境中的有毒有害物质产生富集作用,改变污染物的迁移、转化和生态风险。研究发现,石墨烯在水环境中主要以团聚的形态存在,具有生物难降解性和强烈的疏水性。其衍生物氧化石墨烯在水体中能形成稳定的悬浮物,具有长期迁移性和亲水性的特点。这些特点使得不同形态的石墨烯在外界环境的作用下发生相互转化,甚至降解,导致它的理化性质、迁移性、吸附能力发生改变。这种改变会影响石墨烯的其他环境行为如迁移归趋、对环境污染物的吸附性能以及生态毒性等,因此研究水环境中石墨烯的转化和降解对评价其环境风险具有重要意义。外界环境如水体理化性质,化学、光热、生物介质与石墨烯的作用机制是近年来研究的重点。通过研究环境介质对石墨烯的结构性能和活性的改变,可以为分析石墨烯在水体中的生态效应的动态变化及其与有机污染物之间的相互作用提供理论基础。水环境中的pH值、盐溶液类型、离子强度、溶解性有机质等因素对石墨烯的聚合状态有不同程度的影响。尤其是溶解性有机质,它既可以通过空间位阻效应促进石墨烯的分散,又可以通过缠绕、交联促进石墨烯的团聚,进一步增加了研究石墨烯的转化和降解机制的难度。石墨烯在光照作用下产生的活性自由基是其结构性质变化的主要原因,而石墨烯与微生物的作用机制主要是酶促氧化。本文就石墨烯的光转化、热转化、化学转化及生物降解的过程和原理进行了综述,分析了影响石墨烯在水环境中转化和降解的因素及转化前后的环境效应。

氧化石墨烯对水泥基自流平砂浆性能的影响 下载:81 浏览:437

张则瑞 吴建东 杨敬斌 周建和 李东旭 《新材料》 2019年3期

摘要:
通过氧化和超声波分散制备了浓度为7. 4 g/L的氧化石墨烯(GO)分散液,研究了不同GO掺量条件下硅酸盐体系自流平砂浆及其硬化体的流动度、凝结时间、力学性能和耐久性能,并借助XRD、SEM和MIP等手段分析其改性机理。实验得出GO的最佳掺量是0. 04%(质量分数)。在该掺量下,相比未掺GO的空白样,水泥基自流平砂浆的流动度与凝结时间稍有降低,28 d抗折、抗压强度和耐磨性能分别提高38. 9%、27. 7%和48. 8%。28 d试样的氯离子渗透性能较空白样降低了98. 5%。微观测试结果表明,氧化石墨烯能够促进硅酸盐水泥的水化进程,调控水泥水化产物的微观结构,从而提高水泥基自流平材料的力学性能和耐久性能等。

金属衬底上石墨烯的红外近场光学 下载:48 浏览:385

岑贵1 张志斌2 吕新宇1 刘开辉2 李志强1 《现代物理学报》 2020年4期

摘要:
对石墨烯/铜体系开展了系统性的近场光学实验研究,成功观测到了区别于铜衬底的、来自石墨烯的近场光学响应信号,发现在表面台阶几何参数相同的铜衬底上的不同石墨烯样品表现出了截然不同的近场光学响应.

不同晶面的氢终端单晶金刚石场效应晶体管特性 下载:53 浏览:449

张金风1 徐佳敏1 任泽阳1 何琦1 许晟瑞1 张春福1 张进成1,2 郝跃1 《现代物理学报》 2020年4期

摘要:
通过微波等离子体化学气相淀积技术生长单晶金刚石并切割得到(110)和(111)晶面金刚石片,以同批器件工艺制备两种晶面上栅长为6μm的氢终端单晶金刚石场效应管,从材料和器件特性两方面对两种晶面金刚石进行对比分析.(110)面和(111)面金刚石的表面形貌在氢终端处理后显著不同,光学性质则彼此相似.VGS=–4 V时,(111)金刚石器件获得的最大饱和电流为80.41 m A/mm,约为(110)金刚石器件的1.4倍;其导通电阻为48.51 W·mm,只有(110)金刚石器件导通电阻的67%.通过对器件电容-电压特性曲线的分析得到,(111)金刚石器件沟道中最大载流子密度与(110)金刚石器件差异不大.分析认为,(111)金刚石器件获得更高饱和电流和更低导通电阻,应归因于较低的方阻.

基于拉曼热测量技术的铜基复合物法兰GaN基晶体管的热阻分析 下载:59 浏览:445

刘康1 孙华锐1,2 《现代物理学报》 2020年3期

摘要:
采用拉曼热测量技术结合有限元热仿真模型,分析比较新型铜/石墨复合物法兰封装与传统铜钼法兰封装的GaN器件的结温与热阻,发现前者的整体热阻比铜钼法兰器件的整体热阻低18.7%,器件内部各层材料的温度分布显示铜/石墨复合物法兰在器件中的热阻占比相比铜钼法兰在器件中的热阻占比低13%,这证明使用高热导率铜/石墨复合物法兰封装提高GaN器件热扩散性能的有效性.通过对两种GaN器件热阻占比的测量与分析,发现除了封装法兰以外,热阻占比最高的是GaN外延与衬底材料之间的界面热阻,降低界面热阻是进一步提高器件热性能的关键.同时,详细阐述了使用拉曼光热技术测量GaN器件结温和热阻的原理和过程,展示了拉曼光热技术作为一种GaN器件热特性表征方法的有效性.

石墨烯在复合热电材料中的应用 下载:91 浏览:511

何新民1,2 张婷1 陈飞1 蒋俊3 《应用化学学报》 2018年3期

摘要:
热电材料是一种可以实现热能与电能之间直接相互转换的功能材料,在温差发电和热电制冷方面具有广阔的应用空间。石墨烯是一种单原子层厚度的二维碳材料,具有特殊的晶体结构和优异的物理化学性质。大量研究表明石墨烯优异的电学性能、超大的比表面积以及多样的边界结构有利于材料电、热性能的协同调控,使其在热电领域有较大的应用潜力。本文结合热电材料的性能特点,从石墨烯的结构与性能入手,综述了石墨烯自身作为热电材料时结构与性能的优化关系,并总结归纳了石墨烯与Bi2Te3、CoSb3等传统无机热电材料以及与导电高分子热电材料构成纳米复合块体和薄膜时,对材料结构与热电性能的影响,并结合现存的问题对石墨烯在热电领域中的应用进行了展望。

颗粒填充型聚合物的导热性能与摩擦磨损性能研究 下载:89 浏览:471

席翔 夏延秋 李晓鹤 冯欣 《新材料》 2018年11期

摘要:
采用蒙特卡罗可控空间分布算法,生成网链构型的三维代表体积单元(RVE)模型,数值研究了非均匀分布下不同组分氮化铝/石墨/银导热硅脂的导热性能。制备了氮化铝、氮化铝/石墨、氮化铝/石墨/银三种填料体系的导热硅脂,并测试所有样品的热导率和体积电阻率。采用往复摩擦磨损试验机对室温下导热硅脂在钢-钢摩擦副上的载流摩擦磨损性能进行研究。利用扫描电子显微镜(SEM)观察金属表面并利用能谱分析仪(EDS)对表面元素成分进行分析。结果表明:导热填料形貌越丰富,硅脂中的导热网络越致密,氮化铝/石墨/银硅脂的最大热导率可达1.623 W/(m·K),可实现在较少填充量下获得较高热导率;氮化铝/石墨/银有限元模型模拟的结果更贴近实验测量值,可以用来预测球状/片状/棒状颗粒填充导热硅脂的导热性能;氮化铝/石墨/银导热硅脂的载流摩擦磨损性能最优,这归结于其导热性能和导电性能协同减轻电弧对金属表面的侵蚀。

金属纳米颗粒导电墨水制备与后处理工艺的研究进展 下载:86 浏览:499

刘云子 张伟 宋占永 《新材料》 2018年10期

摘要:
印刷电子技术是一种低成本、简捷高效、绿色环保的电子器件制造技术,已在柔性电子制造等诸多领域展现出巨大的潜力。近年来,导电墨水作为印刷电子技术迅速发展的关键材料受到了学术界的广泛关注和报道。结合印刷电子技术的应用和发展现状,对金属纳米颗粒导电墨水的各项性能指标及其机理进行概述,综述了金属纳米颗粒导电墨水的制备和后处理工艺的研究进展,着重介绍了部分有潜力的前沿技术,并分析了这些技术对应的优势与局限及其发展方向。最后结合印刷电子技术目前发展中存在的问题提出了一些观点。

基于飞秒激光直写的单向单模耦合微腔 下载:47 浏览:344

魏伟华1 李木天1 刘墨南2 《现代物理学报》 2019年10期

摘要:
对具有高Q值的回音壁模式微腔进行调制来获得单向单模输出,对研究腔光力学和开发高质量的微激光具有重要意义.本文对利用飞秒激光直写加工的耦合回音壁模式微腔的研究进行了简要回顾,具体介绍了微腔结构设计、加工过程、激射和耦合机制研究等.利用飞秒激光直写加工的强大三维图案化能力,灵活地设计实现了具有集成功能的单个微腔和具有不同空间组合位置的多个耦合微腔.基于耦合微腔的微激光具有低阂值,同时显示出良好的单模特性和单向性.结合理论模拟可以证实,微腔与微腔/光栅之间的耦合,一方面支持游标效应和集成滤波两种选模方式,另一方面能够破坏微腔的旋转对称性从而获得单向输出,从而实现了对微腔输出的有效调控.

谨防鸡坏死性肠炎 下载:15 浏览:464

卢梅 《当代畜牧兽医》 2019年6期

摘要:
近两年鸡群肝脏破裂问题一直困扰着养殖技术人员,我们在走访过程中发现凡是肝破裂严重的鸡群,肠道健康均受到过损伤,尤其是坏死性肠炎普遍存在,这是因为肠内毒素蓄积给肝脏的代谢造成障碍,从而增加肝破裂的死淘率,可见防治鸡坏死性肠炎势在必行!

通过光致还原调制氧化石墨烯寿命并用于微纳图形制备 下载:62 浏览:465

乔志星1,2 秦成兵1,2 贺文君1,2 弓亚妮1,2 张晓荣1,2 张国峰1,2 陈瑞云1,2 高岩1,2 肖连团1,2 贾锁堂1,2 《现代物理学报》 2019年7期

摘要:
氧化石墨烯因其宽带可调谐的荧光发射特性已被广泛应用于荧光成像、金属离子高灵敏检测和光电器件的制备.相比于荧光强度,氧化石墨烯荧光寿命不受材料厚度和激发功率的影响,具有更为稳定和均一的特性.本文研究了在激光还原过程中氧化石墨烯荧光寿命逐渐减小的变化行为,发现了长寿命sp3杂化结构向短寿命sp2杂化结构的转变.通过精确控制还原时间,结合激光直写技术,在单层氧化石墨烯薄膜上实现了二维码、条形码、图形和数字等微纳图形的制备,还在多层氧化石墨烯薄膜结构上获得了多寿命多层微纳图形.这种微纳图形的制备具有灵活无掩膜、高对比和多模式的特点,可用于高密度光学存储、信息显示和光电器件制备等诸多领域.

石墨烯碳纳米管复合结构渗透特性的分子动力学研究 下载:55 浏览:365

张忠强1,2,3 李冲1 刘汉伦1 葛道晗1 程广贵1 丁建宁1,2 《现代物理学报》 2019年4期

摘要:
采用经典分子动力学方法研究了压力驱动作用下水在石墨烯碳纳米管复合结构中的渗透特性.研究结果表明,水分子渗透通过石墨烯碳纳米管复合结构的渗透率明显高于石墨烯碳纳米管组合结构.水在石墨烯碳纳米管复合结构中的渗透率随着压强的升高而增大,随着电场强度的增大而减小.考虑了温度和复合结构中双碳管轴心距对水渗透性的影响规律.系统温度越高,水的渗透率越高;随着双碳管轴心距的增加,水的渗透率逐渐降低.通过计算分析水流沿渗透方向的能障分布,解释了各参数变化对水在石墨烯碳管复合结构中渗透特性的影响机理.研究结果将为基于石墨烯碳管复合结构的新型纳米水泵设计提供一定的理论依据.

凹槽铜基底表面与单层石墨烯的相互作用特性研究 下载:46 浏览:414

张忠强1,2,3 贾毓瑕1 郭新峰1 葛道晗1 程广贵1 丁建宁1,2 《现代物理学报》 2019年3期

摘要:
基于石墨烯二维材料的诸多应用需要将其大面积、高质量地转移到目标基底上,迫切需要了解石墨烯在剥离和转移过程中与基底之间的相互作用特性.本文采用经典分子动力学方法探索了铜基底表面凹槽的几何特征尺寸对石墨烯吸附和剥离过程中凹槽基底对石墨烯吸附作用的影响机理和规律.结果表明:对于固定边界条件下的单层石墨烯,当基底表面的凹槽宽度固定不变时,吸附过程中基底对石墨烯的吸附力随二者间距的减小,呈现先增大后减小的趋势;其最大吸附力随凹槽深度的增加而增大,而当凹槽深度继续增大至石墨烯未能吸附进入凹槽底部的临界值时,吸附力迅速减小;剥离过程中,石墨烯完全剥离的临界作用力随凹槽深度的增加同样呈现先增大后减小的趋势,且与剥离前石墨烯与凹槽基底的相互作用面积有关;当基底表面凹槽的深度固定不变时,吸附和剥离过程中石墨烯-基底之间的吸附力随间距的变化规律取决于石墨烯在基底凹槽处的稳态吸附构型.
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