温度对石墨平面吸附水环境中甲烷分子过程的影响

为研究温度对甲烷分子在水-石墨界面上吸附的影响,利用分子动力学模拟,分析了不同温度下多层石墨平面对水环境中甲烷分子的吸附情况.结果表明:石墨平面片层吸附甲烷分子时呈现出特定的吸附位点,甲烷分子沿这些吸附位点呈六边形状态聚集,且吸附在石墨平面上的甲烷分子有序分层,第1层吸附饱和后将在吸附位点附近继续第2层吸附.进一步分析发现,在等容体系中,石墨平面吸附甲烷量与温度呈近似线性关系,且温度越高吸附总量反而越大.这些研究结果对理解疏水固体表面吸附水环境中气体分子的微观机制有所帮助.

柔性石墨烯平面电极对多巴胺的灵敏检测

将化学气相沉积(CVD)制备的石墨烯转移到柔性的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)上,构建了一种石墨烯平面电极(GPE)。通过恒电位法在GPE表面修饰金纳米颗粒(AuNPs),得到金纳米颗粒修饰石墨烯平面电极(AuNPs/GPE)。用扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)、高分辨透射电子显微镜(HR-TEM)、X射线衍射(XRD)和拉曼光谱对此电极进行了表征。在AuNPs/GPE上,多巴胺(DA)呈现出一对良好的氧化/再还原峰。从而构建了一种新型DA传感器。DA浓度在0.1~150.0μmol/L和150.0~400.0μmol/L范围内,传感器响应电流与DA浓度分段呈现良好的线性关系,检出限为3.9 nmol/L(S/N=3)。此传感器具有响应时间短、稳定性良好、抗干扰能力强、制作成本低、制备简单等优点。

苯基丙氨酸修饰石墨烯平面电极对西酞普兰的灵敏检测

通过高分子支撑法,将化学气相沉积(CVD)法得到的石墨烯从铜基底转移到聚对苯二甲酸乙二醇(PET)基底上,制备出柔性石墨烯平面电极(GPE),再通过循环伏安法将苯基丙氨酸(PHE)沉积到GPE上,得到了苯基丙氨酸修饰的石墨烯平面电极(PHE/GPE)。研究表明,治疗抑郁症的药物西酞普兰(CIT)在PHE/GPE上有明显的氧化峰出现,从而构建一种新型CIT传感器。该传感器在CIT浓度为0.5~88μmol/L范围内,其响应电流与浓度分段呈现良好的线性关系,检出限(S/N=3)为0.044μmol/L。该CIT传感器具有制备过程简单、成本低,对CIT响应灵敏、检出限低等优点。

基于第一性原理研究单壁碳纳米管的力学性质

用基于第一性原理的Crystal03软件中的Hartree-Fock近似和密度泛函与Hartree-Fock混合近似两种方法计算一系列碳纳米管的杨氏模量,对两种近似方法的计算结果进行比较.Hatree-Fock近似计算的杨氏模量与实验和其它理论结果符合较好;密度泛函和Hartree-Fock混合近似计算的杨氏模量偏小,两种方法都表明碳纳米管的杨氏模量与其几何结构(手性、管径)有关,也与电子结构有关.

基于倏逝场耦合的石墨烯波导光传输相位特性仿真与实验研究

石墨烯材料应用到各种光波导器件中正成为新一代光子器件的重要发展方向之一,目前基于石墨烯的光纤和集成光子器件研究越来越受到国内外的重视.本文建立了一种由微纳光纤耦合光倏逝场,并在石墨烯薄膜中传输的模型.通过有限元分析法,研究了光在这种石墨烯波导中传输光场的强度分布和相位特性,并通过实验进行了验证.结果表明,沿着微纳光纤-石墨烯光波导传播的倏逝场的强度分布和相位均受石墨烯材料作用,石墨烯材料能有效聚集和导行波导中传输的高阶模,在单位传输长度上具有更密集的等相位面.本文提出了一种利用微纳光纤耦合光倏逝场研究石墨烯相位响应特性的新方法,对基于石墨烯波导的新型调制器、滤波器、激光器和传感器等光子器件的设计和应用具有一定的参考意义.

手性环状碳纳米管的电子结构及磁化特性

基于石墨平面π电子的紧束缚模型 ,导出了手性 (chiral)环状碳纳米管 (TCNTs)在磁场中的电子结构 ,从而对TCNTs量子特性和磁化规律进行了较深入研究 .第Ⅰ ,Ⅱ类TCNTs在磁场中存在金属—半导体的连续转变 .计算分析表明 :在T =0K时 ,第Ⅰ ,Ⅱ类TCNTs的磁化强度随磁通量Φ呈线性周期性变化 (以磁通量子Φ0 =h e为周期 ) ,并且磁化强度对手性角θ、管口半径r,以及温度T极为敏感 ,但与环半径R无关 .手性TCNTs的磁化强度比椅形或锯齿形TCNTs的磁化强度强很多 ;而第Ⅲ类TCNTs的磁化强度极弱 ,且无规律 .