石墨烯及其纳米复合物在电化学领域的应用

石墨烯是新近发现的一种具有二维平面结构的碳纳米材料,它的特殊单原子层结构使其具有许多独特的物理化学性质,有关石墨烯的基础和应用研究已成为当前的前沿和热点课题之一.该文仅就目前石墨烯及其纳米复合物在生物电化学、燃料电池以及其他化学电源领域的应用作一综述,并对石墨烯在相关领域的应用前景做了展望.     

石墨烯物理性质及应用研究

石墨烯是从石墨材料中剥离出来的新型纳米材料,自被成功剥离以来,其科研价值和实用价值得到了广泛认可,且在材料、物理、电子等领域展现了广阔的应用前景,经过短短十几年的时间,石墨烯及其相关产品的研发应用在世界各地广泛展开,石墨烯成为取代硅胶材料和晶体管的新材料.本文主要就石墨烯的物理性质和应用进行研究,希望增加大家对石墨烯的了解.     

石墨烯类材料的制备以及在生物学方面的应用

石墨烯是一种由单层C原子SP2杂化的方式堆积形成二维蜂窝状晶格结构的新型纳米材料,具有良好的光学、导电、低毒、抗菌等特性.石墨烯及其衍生物的研究进展十分迅速,现对近年来石墨烯及其衍生物的制备方法以及生物学方面的研究进行综述,探讨其在生物学领域的巨大应用潜力.     

钒氧化物-石墨烯复合材料的研究进展

文章综述钒氧化物以及钒氧化物-石墨烯复合材料的制备方法,介绍钒氧化物-石墨烯复合材料在电极材料及催化剂等方面的应用,指出该复合材料目前的研究现状,并对其未来的发展情况进行展望.     

石墨烯复合物的制备及其应用研究进展

石墨烯以其独特的结构和优异的性能引发了各界的研究热潮。本文介绍了石墨烯复合物的制备方法,简要综述了石墨烯复合材料在各领域的应用研究进展。     

Fe修饰石墨烯的结构及其析氢性能调控研究

采用基于密度泛函理论的第一性原理研究Fe修饰石墨烯的几何结构、电子结构以及外加应变对其析氢性能的影响.研究结果表明:空位可以明显增强石墨烯对Fe原子的吸附;Fe原子在单空位石墨烯上的吸附最强,从Fe原子到石墨烯的电荷转移最多,Fe原子与石墨烯之间发生明显杂化;在外加应变下,压缩应变对Fe修饰单空位石墨烯的析氢性能影响不...     

氧化石墨烯-金属钯的大环化合物的复合物制备与表征

氧化石墨烯具有的层状单原子以及一个庞大的二维结构,能够连接各种有机、生物分子进行化学修饰,并且促进了在生物体系的实际应用.氧化石墨烯优于其他碳纳米材料,是因为它所拥有的平面结构以及π共轭体系.本文通过π-π堆积作用设计合成了一种氧化石墨烯-金属钯的大环化合物的复合物,并分别对氧化石墨烯、金属钯的大环化合物、氧化石墨烯-金属钯的大环化合物的复合物进行了红外光谱表征以及利用紫外光谱的变化情况进一步说明氧化石墨烯和金属钯的大环化合物是能够复合到一起的.     

有机功能化石墨烯的制备及其应用

石墨烯是一种新型的二维平面纳米材料,其所具有的单原子层结构使它拥有许多新奇的特性,从2004年被发现以来,引起了科学界的高度重视,目前已成为了材料学、物理学、化学等学科领域的研究热点。然而由于石墨烯易于团聚堆积成石墨,不能均匀的分散在基体中,这很大程度上限制了它的应用。为了将石墨烯与其它物质有效复合,充分发挥其在电子学、生物医学、催化、传感器、储能等领域的优良特性,对其进行功能化改性是有效的方法之一。着重介绍了石墨烯有机功能化制备方法及其应用的最新研究进展,并对石墨烯的功能化发展方向进行了展望。     

高容量石墨烯/中间相碳微球负极材料设计及性能研究（英文）

目的:电动汽车和大规模储能的发展对锂离子电池的能量密度提出了更高的要求,但现有商业石墨负极容量难以满足要求。本文结合石墨烯高电导和高容量的优点以及中间相碳微球材料循环稳定性优良的优势,研究和报道一种容量高和循环性能好的石墨烯/中间相碳微球复合负极材料。方法:1.通过选择高电导率石墨烯和中间相碳微球,制备石墨烯和中间相碳微球复合负极材料。2.选用商业聚偏氟乙烯(PVDF)粘结剂,制备复合材料电极极片,测试和表征电极的形貌、电导以及半电池的充放电等电化学性能,并优化复合材料质量比。3.选择优化的复合负极材料(GMC(8:2)),研究其长循环性能。结论:中间相碳微球的球形结构能有效防止石墨烯的折叠团聚,从而发挥石墨烯的高电导性能。因此,石墨烯/中间相碳微球复合负极材料表现出了很好的倍率性能和循环性能,且其容量达到了421 mA·h/g以上,高于商业石墨的理论容量,具有潜在的应用前景。     

石墨烯/聚苯胺合成及应用综合型实验设计北大核心

把科研成果与基础化学实验教学相结合,设计了石墨烯/聚苯胺合成及应用的综合型实验。采用鳞片石墨制备氧化石墨烯,通过水合肼还原得到石墨烯,并用原位聚合法制备出不同质量分数的石墨烯/聚苯胺杂化材料。采用透射电镜、拉曼光谱、红外光谱、X衍射对所制备的杂化材料进行表征。通过测试裸露碳钢片、聚苯胺以及不同质量分数杂化材料的塔菲尔腐蚀极化曲线来衡量不同材料在涂料中的防腐性能差异。该综合性实验有利于培养综合性、创新性人才。     

掺磷石墨烯的制备及其电化学性能研究

石墨烯以其优异的导电性、较大的比表面积，在超级电容器领域得到广泛关注。本研究以氧化石墨烯为原料，通过磷酸浸溃，然后经高温还原处理制备掺磷石墨烯电极材料，通过XRD、SEM等手段表征其结构，并应用恒流充放电、循环伏安等技术考察其电化学性能。结果显示，氧化石墨烯经处理后得到还原的同时掺杂了磷元素。掺磷石墨烯的比电容提高接近2倍，显现了较好的电容特性。     

分子动力学模拟技术在材料力学教学中的应用

文章探讨了分子动力学模拟技术在材料力学课程教学中的应用,如利用分子动力学方法开展单层石墨烯拉伸模拟,不同应变速率条件下,金属钛的拉伸模拟以及不同缺陷率对石墨烯的拉伸应力―应变曲线影响等应用。实践证明,使用分子动力学模拟技术可以明显提升学生对材料力学知识的理解和掌握,提升学生的学习兴趣,同时改善教学效果。     

一步批量制备氮掺杂石墨烯量子点

因为其独特的量子局域效应,氮掺杂的石墨烯量子点在光电器件的应用上有着良好的前景。由于传统的制备方法中,石墨烯量子点的产率通常不足百分之一,进行氮掺杂的时候会出现进一步损耗,极大限制了其应用。本文提供了一种一步制备氮掺杂石墨烯量子点的方法,而且产率能达到百分之三十以上,将会对促进它在光电领域的实际应用。     

2010年诺贝尔物理学奖简介及其对中学物理教学的启示

本文简要介绍了2010年诺贝尔物理奖获得者安德烈.海姆和康斯坦丁.诺沃肖洛夫在石墨烯研究方面的成就,并概述了石墨烯的发现、特点及应用前景。在此基础之上,本文还讨论了2010年诺贝尔物理学奖对中学物理教学的启示。     

石墨烯研究现状分析

石墨烯自被发现就成为了碳纳米家族的明星.结构决定性质,其特殊结构赋予其独特的物理及化学性质.石墨烯在能源、电子信息、功能材料、航天航空、生物医药、节能环保等诸多领域的深入研究在逐步展开.目前,石墨烯应用研究只局限于作为添加剂以改善原有性质,用量仅为千分之几、万分之几甚至于更低.将石墨烯制备成做膜状材料,可以替代某些现有材料,发挥更大的优势.然而,石墨烯产业化制备依旧存在困难,局限了其应用领域的研究和开发.     

科技快递

用石墨烯薄片筛选气体美国科罗拉多大学波德分校的工程专家发现,石墨烯薄片的纳米孔洞能够高效分离气体分子。这项研究向实现高效生产天然气、降低发电厂的二氧化碳排放迈进了一大步。研究小组通过紫外线的氧化"蚀刻"作用,在石墨烯薄片中引     

具有方形势垒的单层石墨烯的隧穿特性

利用传递矩阵的方法研究了具有方形势垒的单层石墨烯的透射概率,揭示了透射概率与入射粒子费米能以及势垒宽度、势垒高度的变化关系。这些结果为设计以石墨烯为基础的纳米器件提供了理论参考。     

石墨烯/聚苯胺合成及应用综合型实验设计

把科研成果与基础化学实验教学相结合,设计了石墨烯/聚苯胺合成及应用的综合型实验。采用鳞片石墨制备氧化石墨烯,通过水合肼还原得到石墨烯,并用原位聚合法制备出不同质量分数的石墨烯/聚苯胺杂化材料。采用透射电镜、拉曼光谱、红外光谱、X衍射对所制备的杂化材料进行表征。通过测试裸露碳钢片、聚苯胺以及不同质量分数杂化材料的塔菲尔腐蚀极化曲线来衡量不同材料在涂料中的防腐性能差异。该综合性实验有利于培养综合性、创新性人才。     

铜原子辅助制备改进石墨烯及生长机理研究（英文）

石墨烯作为一种典型的二维材料,引起人们的广泛关注.通过分子束外延（MBE）制备高质量的石墨烯仍然值得研究.采用预沉积金属原子辅助方法有利于高质量石墨烯的生长.文章利用分子束外延技术通过预沉积铜原子在碳化硅衬底上制备石墨烯,并研究不同数量预沉积铜原子对形成石墨烯的影响.在优化的预沉积时间下,获得更高质量的石墨烯.基于实验结果,进一步研究预沉积铜原子对制备改进石墨烯的生长机理.     

石墨烯薄膜应变检测实验装置的设计与应用

将纳米科学与检测技术相结合,采用静电诱导自组装工艺制备石墨烯薄膜作为敏感材料,基于555多谐振荡器与单片机设计了石墨烯薄膜应变检测仪实验装置,并对其性能进行实验研究。结果表明,该实验装置具有响应快速、灵敏度高、柔韧性以及良好的恢复特性。以"新材料-新工艺-新器件-新应用"为主线,促进了微电子、纳米技术、工程材料、信息检测的学科交叉与融合,有利于提升学生创新意识,探究思维能力和工程实践能力。