石墨及纤维填充聚四氟乙烯复合材料的摩擦学研究

研究了在碳纤维(CF)和玻璃纤维(GF)混杂纤维改性PTFE复合材料中添加石墨(Gr)的力学性能和摩擦磨损性能,探讨纤维及石墨的润滑协同效应。结果表明,纤维填料的加入使得复合材料的拉伸强度和伸长率有所降低,但大大提高了复合材料的硬度,石墨的加入能够降低摩擦因数,提高耐磨损性能。14%CF+9%GF+2%Gr复合材料具有较好的摩擦磨损性能,磨损表面(SEM)形貌较光滑,改变了纯PTFE的磨损机制,高载荷下耐磨损性能更突出。3种填料在PTFE基体中起到了很好的协同作用,综合性能较优异,具有一定的应用价值。

石墨烯/聚苯胺纳米复合材料的制备及防腐应用研究进展

导电聚苯胺(PANI)具有易合成、易掺杂等特点,石墨烯(GR)及石墨烯衍生材料具有较高的比表面积、良好的导电性、优异的防液体渗漏等物理和化学性质。两者的复合材料表现出优异的机械、电化学、防腐蚀等性能,引起了广泛的关注。介绍了石墨烯/聚苯胺纳米复合材料的制备方法、影响石墨烯/聚苯胺性能的主要因素以及石墨烯/聚苯胺纳米复合材料在防腐中的应用。系统总结了石墨烯/聚苯胺的防腐机理以及在不同基体涂料中的防腐改性,石墨烯的存在增加了腐蚀介质(如H2O和O2)渗透路径的曲折程度,减缓了金属腐蚀速度,从而提高涂料防腐效率。石墨烯/聚苯胺复合材料在防腐方面具有广阔的应用前景,对石墨烯/聚苯胺的复合状态、防腐机理、环境适应性的深入研究是未来该材料的发展方向。

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。

GR/CNT-PDMS柔性应变传感器的制备与性能

可穿戴设备的兴起对传感器的灵敏度和重复性等性能提出了更高的要求,为此,制备一种工艺简单、灵敏度高、应变范围宽的柔性传感器就显得尤为重要。通过刮涂法在聚二甲基硅氧烷(PDMS)上涂覆了石墨烯(GR)和碳纳米管(CNT)构成导电网络,获得高灵敏度和宽应变范围的GR/CNT-PDMS柔性应变传感器。GR/CNT-PDMS柔性应变传感器在0.01%应变时灵敏度为650,响应时间约为150 ms;其在拉伸1000次、30%的应变后弹性回复率为3.42%,具有良好回弹性和重复性,能够用于检测心率及关节活动等人体活动,在可穿戴设备制造和智能机器人皮肤制造等领域有广阔的发展空间。

一种基于纳米氧化铝/石墨烯复合膜修饰的对硫磷电化学传感器

制备了一种纳米氧化铝/石墨烯（Al2O3/Gr）复合膜修饰的对硫磷电化学传感器,用电子扫描显微技术（SEM）表征了复合膜的表面形貌,用循环伏安法研究了对硫磷（PT）在复合膜及单层膜修饰的电极表面的电化学行为.研究表明：在pH为5. 2的醋酸缓冲液中开路富集2. 5 min时,PT的还原峰电流最大.在优化实验条件下,PT 的还原峰电流ipc 与其浓度在0. 05-60 μM 范围内呈良好线性关系,线性回归方程为ipc （ μA）=5. 666＋0. 693 7 c（μM）,R =0. 996 4,检测限可达20 nM（ S / N =3）.该传感器稳定性好、重现性佳,且具有-定抗干扰能力.用加标回收法测量新鲜小白菜样品中PT含量,回收率在94. 5%-101. 0%,结果令人满意.

二氧化钌/石墨烯复合材料超级电容器的性能

通过溶胶-凝胶法和低温煅烧法,成功制备了二氧化钌/石墨烯纳米复合材料,并用XPS、TEM和XRD检测了产物形貌、粒径及晶型。实验表明,在复合材料中,水合二氧化钌颗粒呈球形,粒径约为5 nm,并均匀分散在石墨烯表面。该材料用于超级电容器中,表现出了良好的电容性质。当二氧化钌的质量分数为38%时,二氧化钌在复合材料中的比电容为546.6 F.g-1。较之二氧化钌,二氧化钌/石墨烯复合材料还表现出了更快的倍率性能、更出色的电化学稳定性(循环1 000圈后大约保持93%)以及更高的能量密度(26.5 W.h.kg-1)和功率密度(5 000 W.kg-1)。该复合材料不仅具备了石墨烯双电层电容的优点,而且还具备了二氧化钌赝电容的性质,是一种良好的储能材料。

Fe_(2)O_(3)/GR超级电容器电极材料的制备与电化学性质

超级电容器是一种集长循环稳定性好、充放电速度快、功率密度高、不污染环境等优点于一身的新型储能器件。将石墨烯(GR)与金属有机物框架(MOF)热转化材料Fe_(2)O_(3)相结合,利用石墨烯作为二维片材料的独特电化学性能与Fe_(2)O_(3)颗粒的特点相结合,制备了Fe_(2)O_(3)/GR电极材料。以氧化石墨烯为基底,利用含氧官能团及其表面缺陷部位的吸附作用,在表面生长超小的普鲁士蓝(PB)纳米颗粒,制备出PB/GR复合气凝胶。以PB/GR为前驱体,利用高温限域热转化的方法制备Fe_(2)O_(3)/GR纳米晶复合气凝胶。充分保留了石墨烯优异的导电性和二维片状结构,有效解决了高活性纳米Fe的团聚等问题。Fe_(2)O_(3)/GR作为超级电容器的电极材料,在10 A/g的电流密度下的比电容为184 F/g,具有良好的电化学可逆性。