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用改良的Hummers法制备氧化石墨烯(GO),采用溶液共混法通过非共价修饰制备了壳聚糖/氧化石墨烯(CS/GO)复合材料,对安息香酸(BEN)进行载释,提高安息香酸(BEN)的水溶性和生物可利用度。结果表明,GO和CS/GO分散液放置45 d后仍均一稳定,没有沉淀或分层现象。相比GO,CS/GO的横向尺寸明显减小,对BEN的负载量(W)从450 mg/g提高到650 mg/g,包封率(E)从27.13%提高到39.16%。体外释放实验表明,BEN@CS/GO的释放行为具有pH响应性,在酸性(pH=4)条件下,48 h内的累计释放量为53.2%,在中性和碱性(pH=7和pH=9)条件下,累计释放量分别为38.7%和24.6%。BEN的体外释放更符合一级动力学方程。 ...
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采用不同含量(0.25%、0.5%、0.75%和1%)(质量分数)石墨烯纳米片(GNP)改性环氧树脂胶黏剂,通过碳纤维加固混凝土结构双面剪切试验,研究浸水老化不同时间(2、4、6、8周)的工况下GNP改性前后胶黏剂的粘接性能的变化,探究石墨烯纳米片改性对胶接结构耐久性能的影响。试验结果表明,未浸水和浸水老化试验下,界面粘接强度和最大滑移量都随着GNP含量的增加出现先升高后降低的趋势,且每种工况下0.5%GNP对粘接强度的提升都是最大的。与未改性胶相比,浸水老化8周时0.5%GNP改性胶对界面粘接强度和最大滑移量分别提高了54.1%和53.66%。老化8周后未改性的粘接强度比未老化下降15.19%,0.5%GNP改性后下降幅度为10.47%,0.5%GNP改性胶黏剂对其耐久性的改善效果更好,在提高结构强度的同时,也能减轻水分子对胶层的老化作用,保证胶接结构长期耐久性,为碳纤维布加固混凝土结构技术在工程实际中的应用提供一定的参考。 ...
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为了研究交换作用对表面装饰类石墨烯纳米粒子的磁性影响,从微观量子角度对表面装饰类石墨烯纳米粒子建立Ising模型,写出描述系统的哈密顿量。基于蒙特卡洛模拟方法,研究了粒子内部铁磁交换作用和表面亚铁磁交换作用对系统的磁矩、磁化率、阻碍温度和阶梯效应的影响。数值计算结果表明,交换作用对系统磁性具有重要影响,在外场作用下,磁化曲线随温度的增加趋于一个稳定值,磁矩和磁化率曲线均会出现峰值现象,磁化率峰值对应的阻碍温度随交换作用增加而增大。此外,多重磁化平台现象也被发现,饱和磁矩对应的饱和磁场随交换作用增加而增大。这些结果对该类材料在自旋电子器件中的潜在应用具有指导意义。 ...
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采用超声分散、电导率法和UV-Vis等考察了十二烷基磺酸钠(SDS)、聚乙烯吡咯烷酮、吐温60和聚乙二醇对石墨烯(GN)在水溶液中分散性的影响,并对GN分散液进行了电化学分析。实验结果表明,添加表面活性剂能够有效提高GN分散液的分散性,随水溶液中表面活性剂含量的增加,GN分散液的电导率增加,其中,SDS的电导率增大速率明显大于另外3种表面活性剂,在SDS加入量为10 mg/mL时,GN分散液的分散性最好且最稳定。GN分散液在电流密度为0.00276 A/cm2时比电容为18.4 F/g,随电流密度的增加,比电容下降,当电流密度增至0.0184 A/cm2时,比电容为11.7 F/g,容量保持率仍高达63.6%,展现出良好的倍率性能,这可归因于材料良好的导电性。 ...
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石墨烯量子点(GQDs)显著的量子限域效应和边缘效应已经引起人们极大的研究兴趣。它不仅展现出稳定的光致发光现象,而且具有良好的溶解性和化学惰性等诸多优点,使其广泛应用于生物成像、光催化剂和传感器等领域。受限于传统制备方法原料昂贵和操作繁琐等原因,GQDs的工业发展受到严重阻碍。煤及其衍生物不仅具有价格低廉和储量丰富等优点,而且其内部固有的无序结构和小晶域显示出比石墨、石墨烯、氧化石墨烯和富勒烯等碳材料制备GQDs更大的优势,可以简单地通过物理、化学或电化学方法剥离煤及其衍生物内部的芳香环簇来制备GQDs。本文首先总结了煤基石墨烯量子点(C-GQDs)的“自上而下”合成方法及其优缺点。然后对C-GQDs的结构形态、化学成分、荧光性质及其影响因素进行分析。进而阐述C-GQDs在传感器、生物成像和能源领域等的应用进展。最后从制备方法、碳源选择和研究方向等方面对C-GQDs的未来发展进行探讨,提出以下几点试验方案:①H2O2为氧化剂,热变煤为碳源的试验;②超高有机硫煤为碳源,除硫酸和硝酸氧化法外的其他试验;③煤显微组分为碳源的试验。此外,通过试验得出的基础数据和计算机模拟技术相结合,解决当前研究存在的荧光颜色单一和量子产率较低等问题。从而达到煤炭资源清洁利用和GQDs绿色发展的目的。 ...
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为促进金属有机骨架(MOF)在印染废水处理中的应用,采用真空抽滤法制备了高性能金属有机骨架/石墨烯光热复合材料,通过界面蒸发方式对印染废水进行再生利用。利用扫描电子显微镜、X射线衍射仪和紫外-可见-近红外漫反射光谱仪等手段,对膜材料进行微观结构和光学性能的表征,研究了膜光热性能及废水光热蒸发性能。结果表明:沸石咪唑酯骨架材料ZIF-8改变了石墨烯微观构造并提高了光热转换效率,1个模拟太阳光下,膜表面温度升至97.6℃;印染废水再生处理结果显示,在1.0 kW/m2的光照下,纯水的蒸发速率可达1.34 kg/(m2·h),光热利用率为91.2%,对废水中有机污染物、色度及盐分的截留超过99.6%;复合膜性能稳定,重复使用7次后通量仍无明显降低。通过MOF简单地修饰石墨烯材料,显著提升了二维碳基材料的光热性能,具有较好的印染废水处理应用前景。 ...
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为了增强石墨烯的热电性能,在氧化石墨烯(GO)中掺入不同量的苯胺四聚体(ANIT),采用酸性碘化钾溶液在100℃加热1 h将其还原为还原氧化石墨烯(rGO)薄膜。研究了含不同苯胺四聚体掺杂量的复合薄膜的组成、微结构与热电性能之间的关系。结果表明:ANIT掺杂在rGO的表面与片层之间增强了其导电连接,随着ANIT掺杂量的增大,ANIT/rGO复合薄膜载流子浓度基本保持不变,当ANIT与GO质量比小于2.5∶100时,载流子迁移率随掺量的增加而升高;然而大量的ANIT掺杂却增大了石墨烯片层间距,当ANIT与GO质量比大于2.5∶100时,载流子迁移率随掺量的增加而下降。当ANIT/rGO复合薄膜的塞贝克系数基本不变时,电导率和功率因数随着载流子迁移率的变化而变化,在ANIT和GO质量比为2.5∶100时,电导率和功率因数均达到最大值,分别为212 S/cm和6.4μW/(m·K2)。 ...
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