石墨烯低温远红外辐射干燥稻谷干燥特性与品质研究

为研究稻谷的石墨烯低温远红外干燥特性及其对稻谷干燥品质的影响,以辐射温度、排粮流量和除湿风量为影响因素,以整精米率和应力裂纹指数增值为评价指标,用自制的循环式石墨烯低温远红外干燥机进行稻谷干燥试验,通过BBD(Box-Behnken设计)响应面法,分析了低温远红外干燥对稻谷干燥品质的影响以及工艺参数优化。结果表明:影响稻谷干燥特性和品质的最主要因素是辐射温度,其次是排粮流量和除湿风量。随着辐射温度的升高,稻谷干燥速率和应力裂纹指数增值逐步增大,整精米率则逐步降低。与同温度的热风干燥相比,石墨烯低温远红外干燥平均干燥速率和干燥品质均有显著提高。经优化后,稻谷最佳石墨烯低温远红外干燥工艺条件为:辐射温度43℃、排粮流量4 kg/min、除湿风量193 m^(3)/h,此时应力裂纹指数增值为9,整精米率为79.75%,稻谷干燥品质最佳。这说明利用石墨烯低温远红外干燥稻谷,可以明显提高干燥速率并改善稻谷干燥品质。

抗紫外与远红外石墨烯机织物的性能研究

为了探讨纬纱中石墨烯功能性纱线种类、含量及不同织物组织对石墨烯机织物的抗紫外线性能和远红外性能的影响,文章分别以石墨烯涤纶长丝、石墨烯腈纶短纤纱、普通涤纶长丝和黏胶短纤纱为原料,设计织造了4个系列具有不同织物规格的28种织物试样。对所得28种织物试样分别进行抗紫外线性能和远红外性能测试,并通过模糊综合评判方法对试样相关指标进行评判。结果表明:随着纬纱中石墨烯功能性纱线含量的增加,织物的抗紫外线性能和远红外性能逐渐增强;织物组织越紧密,平均浮长越长,表面越光滑,织物的抗紫外线性能越强;织物表面越粗糙,厚度越厚,织物的远红外性能越好;当纬纱中石墨烯功能性纱线含量达到100%时,组织采用8枚纬缎或5枚纬缎的试样抗紫外线和远红外综合性能达到最优。

石墨烯远红外消光性能测试研究

为了研究石墨烯的红外消光性能,采用氧化还原法制备了石墨烯,并通过扫描电镜图像、X射线衍射图谱确认了石墨烯的结构;利用烟幕箱实验和溴化钾压片法,测试了石墨烯的红外消光性能,并在同等条件下与石墨、碳纤维的消光性能进行了比较。结果表明:石墨烯在远红外波段的红外消光性能非常优异,对于8~14μm远红外波段,其平均质量消光系数约为2.10 m^(2)/g,是同等条件下石墨平均质量消光系数的2.39倍,碳纤维的3.56倍,比传统的碳材料烟幕具有更好的红外干扰能力;溴化钾压片测试也表明,石墨烯在中远红外波段均表现出非常好的红外消光能力,优于传统碳材料烟幕。

HO1工程化无细胞提取液联合石墨烯远红外光促糖尿病溃疡修复的疗效及机制

目的探讨HO1工程化无细胞提取液(CE)联合石墨烯远红外光(FIR)在糖尿病溃疡创面修复中的疗效及机制。方法将40只6~8周龄雄性C57BL/6小鼠建立正常创面模型(对照组,n=8)及糖尿病溃疡模型(n=32),其中将糖尿病溃疡模型小鼠随机分为糖尿病组、HO1BMSCs-CE组、FIR组、联合组。构建过表达血红素氧合酶1(HO1)的骨髓间充质干细胞(BMSCs),获取工程化富含HO1蛋白的无细胞提取液(HO1BMSCs-CE),运用Western blot、ELISA、RT-PCR、Masson染色、免疫组化等检测各组创面愈合率、组织修复情况、创面氧化应激及炎症水平等。结果Western blot及ELISA检测结果显示,HO1BMSCs-CE中HO1、表皮生长因子(EGF)、转化生长因子-β(TGF-β)表达水平显著高于BMSCs-CE(P<0.05)。治疗后第5、11天,联合组的创面愈合率均显著高于HO1BMSCs-CE组和FIR组(P<0.05)。与HO1BMSCs-CE组及FIR组相比,联合组在治疗后第3、7、11天创缘组织中Ca2+浓度较高,TNF-α、IL-6表达水平较低,而ROS水平仅在治疗后第3、7天较低(P<0.05)。治疗后第14天,联合组创面组织的表皮厚度较厚,真皮Masson染色胶原容积分数和VEGF免疫阳性信号OD值均显著高于FIR组和HO1BMSCs-CE组(P<0.05);治疗后第7天,联合组创面组织中凋亡相关蛋白Caspase-3表达水平显著低于FIR组和HO1BMSCs-CE组(P<0.05)。结论糖尿病溃疡创面中运用工程化富含HO1蛋白的HO1BMSCs-CE联合石墨烯FIR治疗可明显抑制局部组织氧化应激反应,减少炎症因子释放和细胞凋亡发生,加快创面区域皮肤组织上皮化形成、真皮胶原和血管增生,较HO1BMSCs-CE或FIR治疗的促愈疗效更为突出,为探索临床糖尿病难愈性创面的新型联合治疗提供了基础研究证据。

石墨烯基锆钛复合材料改性棉织物的制备及其远红外发射性能

为进一步提高石墨烯基纳米复合材料的远红外发射特性,通过一步水热法利用锆钛氧化物对氧化石墨烯进行纳米复合改性,制备了二氧化锆/二氧化钛/还原型氧化石墨烯(ZrO 2/TiO 2-rGO)纳米复合材料。以水溶性聚氨酯为黏合助剂将ZrO 2/TiO 2-rGO与纺织品相结合,制备出具有远红外发射性能的棉织物。借助扫描电子显微镜和傅里叶红外分析光谱对制备的ZrO 2/TiO 2-rGO复合材料表观形态和内部结构进行表征;通过远红外发射率和红外热成像技术表征了改性棉织物的远红外发射性能。结果表明:在温度为120℃,时间为4 h,氧化石墨烯、二氧化钛、氧氯化锆质量比为5∶3∶2的合成条件下整理棉织物时,其远红外发射率较未整理棉织物高出约2.5%;这种方法可有效减少石墨烯含量,且远红外发射性能优良。

石墨烯纳米复合材料加热技术改善冬季结冰自融路面应用研究

随着当下气候变化和交通出行的日益增加,冬季结冰自融路面问题也越来越凸显。本篇文章主要通过将石墨烯纳米复合材料加热技术应用于道路表面,进而探讨了其在减缓冬季结冰自融路面问题方面的潜力。经过实验表明。石墨烯纳米复合材料加热技术能够有效地减少道路表面的结冰情况,提高路面的自融性能和减少对环境和人体的污染。

碳纳米管/石墨烯/碳复合材料烟幕的中远红外的干扰性能

为探索碳纳米管/石墨烯/碳复合材料在3～5μm和8～14μm中远红外波段烟幕干扰方面的应用,用液相法制备了碳纳米管/石墨烯/碳复合材料。采用扫描电子显微镜,对比分析了石墨烯、碳纳米管和复合材料的微观形貌。采用傅里叶红外光谱仪技术,对比分析了三种材料的静态红外吸收能力。基于烟箱实验,测试了石墨烯、碳纳米管和复合材料对3～5μm、8～14μm中远红外的透过率,并根据"朗伯?比尔"定律计算了烟幕的平均质量消光系数。结果表明,经过沥青碳化,以沥青碳为骨架,碳纳米管与石墨烯形成的复杂网状空间结构的烟幕干扰复合材料,抑制了碳纳米管的结团和石墨烯的堆叠现象,改善了悬浮性。针对3～5μm波段,计算得到碳纳米管、石墨烯及碳纳米管/石墨烯/碳复合材料平均红外透过率分别约为9%、10%和5%,复合材料的有效遮蔽时间相比碳纳米管、石墨烯分别增加了约13%和21%;对8～14μm红外波段的平均红外透过率分别约为3%、5%和4%,复合材料有效遮蔽时间相比碳纳米管、石墨烯增加了约28%和13%。碳纳米管/石墨烯/碳复合材料改善了单一碳材料的悬浮性能和红外光谱吸收性能,对中红外的干扰性能增强,对远红外的干扰性能有所下降,但有效干扰时间仍有所提高,其远红外干扰性能有待进一步改进。

石墨烯基纳米红外吸波材料的制备及消光性能研究

作为单原子厚度的碳材料,石墨烯因具有低密度、高比表面积和电子迁移率的特性,易于满足吸波材料所需的要求。目前,单一的吸波材料难以达到多波段、宽频带的吸收效果,为了拓宽其红外吸收频带,通过将氧化石墨烯与纳米γ-Al2O3复合,并采用水合肼原位还原制备石墨烯基吸波材料。利用Raman、XRD、FT-IR、EDX和SEM对复合材料的结构与形貌进行了分析,同时测试了烟幕对1.06 m激光和8～12 m波段的红外消光特性,结果表明,石墨烯基吸波材料对红外激光系统以及红外热像仪均具有一定的干扰作用。

热分析-红外-质谱联用系统用于石墨烯材料成分分析

热分析-红外-质谱联用系统结合了同步热分析仪与傅立叶变换红外光谱仪和质谱仪的优点,该联用系统不需对样品进行前处理而直接进行样品分析。该联用系统能实时、直观的了解样品在整个升温程序中的热重、热效应和红外数据变化,监测不同时刻、不同温度下样品所释放物质的种类与含量,适用于对复杂及混合样品化学组成及热分解过程进行详细分析。本实验将热分析-红外-质谱联用系统用于石墨烯材料的组成与热分解行为分析。

基于石墨烯整理的远红外发射棉织物

采用石墨烯/聚氨酯复配液作为功能整理剂对棉织物改性整理,获得具有远红外发射功能的棉织物。以石墨烯纳米片(G)作为功能整理剂,水溶性聚氨酯(PU)为粘合助剂,通过复配液整理法对棉织物进行改性整理获得功能织物并研究其性能。采用扫面电子显微镜(SEM)、高分辨率透射显微镜(HR-TEM)和傅里叶红外分析光谱(FTIR)对自制石墨烯及改性棉织物的表观形态和内部结构进行表征;通过远红外发射率和红外热成像技术表征改性棉织物的远红外发射性能。结果表明,石墨烯改性棉织物的远红外发射率明显提高,经3次处理后其远红外发射率达0.911,比市面上已有的远红外发射纺织品的发射率还高。

远红外纺织品及新型石墨烯远红外功能纺织品的研究进展

介绍了远红外纺织品研发原理、功能与应用、加工方法以及新型石墨烯远红外纺织品的种类及其发展现状,展望了远红外纺织品的前景。新型石墨烯远红外功能纺织品集远红外发射、防静电、抗紫外、抗菌和电热等服用性能于一体,具有优异的保暖、保健、理疗的功效,在功能纺织品领域具有广阔的发展和应用前景。

石墨烯及石墨烯远红外棉针织物制备及性能研究

以鳞片石墨为原料制备石墨烯,乙酸/氢碘酸为还原剂,通过氧化还原法制备石墨烯,采用SEM对其形貌及显微结构进行表征,结果表明:石墨烯具有清晰的二维片层结构,与鳞片石墨的红外光谱基本相似,结合FTIR图谱及XRD图分析得出鳞片石墨经氧化还原后成功得到较高品质的石墨烯。然后通过后整理方式探究石墨烯远红外性能及石墨烯含量对织物远红外温升的影响,结果表明:其具有良好的远红外性能,当石墨烯含量为1.5%时,织物表面温升达3.8℃。

石墨烯再生涤纶功能性针织面料开发

采用新型单层石墨烯再生涤纶纱线开发复合功能针织面料,经过织造、染整试验过程后,对成品按照相关标准检测。结果表明,耐水洗色牢度达3~4级以上,耐摩擦色牢度达4级以上;对于金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、白色念珠菌的抑菌率分别达到99%、99%、87%,抗菌效果优良;远红外发射率为0.91,辐射温升为2.0℃,具有显著远红外性能;负离子发生浓度为701个/cm^(3),达到负离子发生量中等标准;洗前静电压685V,静电半衰期0.8s,经过5次洗后静电压为1296V,静电半衰期6.0s,可达抗静电标准C级。因此,石墨烯面料具有优良的复合功能性,其在服装面料上的应用也将日趋成熟。

二十烷/还原氧化石墨烯复合相变材料的制备及其在加热卷烟中的应用

[目的]降低加热卷烟抽吸时的烟气温度,改善消费者的抽吸体验。[方法]以还原氧化石墨烯(rGO)为骨架,以二十烷(EI)为相变材料,通过物理吸附法制备二十烷/还原氧化石墨烯(EI/rGO)复合相变材料,并将该复合相变材料颗粒应用于烟支降温段中,探究其在抽吸过程中对烟气的降温效果。使用差示扫描量热仪、扫描电子显微镜、气体吸脱附仪、拉曼光谱仪、X射线衍射仪等仪器对复合相变材料的相变性能和物化特性进行表征;使用烟气温度测试仪对烟支抽吸过程中主流烟气温度进行测试。[结果]随着复合相变材料中EI负载量的增加,其熔融转变温度和相变焓均有所升高。rGO与EI间属于物理结合,当EI负载量为95%时rGO对EI的吸附达到饱和。使用EI/rGO复合相变材料可以将烟气平均温度降低13℃左右,降温效果随着EI负载量的增加而变好,且该材料对烟气的截留量较小,抽吸后不发生渗漏。[结论]该复合相变材料可以实现对烟气温度的有效降低。

氧化石墨烯-热可逆自修复聚氨酯复合材料的制备及性能研究

以糠胺和双马莱酰亚胺为Diels-Alder(DA)反应单体,通过两步合成法合成热可逆DA反应自修复聚氨酯(DA-PU);以商用单层氧化石墨烯(GO)为原料,先将GO溶解在二甲基甲酰胺中,然后通过溶液共混和流延成膜工艺将氧化石墨烯引入到DA-PU体系中制备GO-DA-PU复合膜,研究了复合膜的微观结构、热学、力学和红外热修复性能等。结果表明:GO在复合膜中可实现均匀分布,GO改善了复合膜的导热性能,含有3%GO的复合膜具有最高的导热系数,约为0.364W/(m·K),是纯TPU膜的导热系数的2.26倍,而且在红外光照1min下复合膜的温度可升至139.9℃,约为纯DA-PU膜温度的1.93倍;GO改善了复合膜的拉伸强度,但降低了柔韧性;随着复合膜中GO含量增加,修复效率先增加而后下降,含有1%和3%GO的复合膜经红外光照修复5min的修复效率分别为94%和96%,红外光照10min可实现完全修复,且拉伸强度高于未有划痕的样品;随着自修复次数的增加,纯DA-PU膜和复合膜的修复效率均下降,但是复合膜的修复效率仍然较纯DA-PU膜的修复效率高;纯DA-PU膜和含有1%和2%GO的复合膜的红外热修复的第一次修复效率分别为95%、103%和105%,第五次修复效率分别为78%、82%和86%,说明GO改善了DA-PU多次自修复能力。

石墨烯远红外电暖在辣椒育苗上的应用效果

石墨烯远红外电暖因其具备热转换效率高且绿色环保的优点而在农业生产中出现了较多应用,然而对辣椒育苗的影响并不清楚。以湘研14号线椒为供试品种,在湘潭蔬菜种苗中心基地的大棚内设置石墨烯远红外电暖加温处理,观察石墨烯远红外电暖加温处理对辣椒幼苗生长发育的影响。结果表明,石墨烯板下辣椒幼苗萌芽率最高,为91.00%,对照棚内幼苗萌芽率最低,为83.58%;石墨烯板下和对照棚苗龄期分别为72、102 d,石墨烯处理能明显缩短苗龄期30 d左右,降低了辣椒幼苗的生产成本;株高、茎粗、主根长度、叶片数、地上部分干质量、鲜质量、地下部分干质量、鲜质量均随辣椒幼苗的生长发育呈现出增加的趋势,并且石墨烯板下幼苗各项生理指标均明显高于石墨烯板外和对照。综上所述,石墨烯远红外电暖处理技术明显促进了辣椒幼苗根系和植株的生长。研究结果为推广石墨烯远红外电暖技术在蔬菜集约化育苗中应用提供了理论基础和技术支撑。

远红外加热技术在耐火材料干燥生产中的应用及干燥窑设计

介绍了远红外加热技术在耐火材料干燥生产中的应用。采用这项技术设计的远红外隧道干燥窑具有高效、节能、环保等特点,可取代耐火行业传统的干燥设备,广泛应用于物料和砖坯的干燥生产。

一种磁取向的石墨烯导热硅橡胶复合材料的制备方法

申请公布号CN109943075A介绍了一种磁取向的石墨烯导热硅橡胶复合材料的制备方向,属于导热高分子复合材料领域.该复合材料由磁取向的石墨烯和液体硅橡胶组成.首先采用化学共沉淀法制备的磁性四氧化三铁纳米粒子通过静电作用吸附到石墨烯表面,然后将磁功能化的石墨烯填料均匀分散到液体硅橡胶中.通过磁取向处理、加热固化,制备得到磁取向的石墨烯导热硅橡胶复合材料.

石墨烯远红外电暖在蔬菜集约化育苗中的应用初探与前景分析

由于当前严峻的能源形势和严厉的环保政策,调整能源结构、推广清洁能源的生产和使用势在必行,蔬菜集约化育苗增温设施的改进及推广迫在眉睫。石墨烯远红外电暖加温作为绿色环保的新能源,在蔬菜集约化育苗上应用既解决了育苗设施大量燃煤供暖对环境产生的污染问题,又解决了苗床温度稳定性问题,具有广阔的应用前景。

纳米石墨烯/PLA远红外纤维制备及性能研究

以纳米石墨烯(Gr)与可完全生物降解的聚乳酸(PLA)为原料,通过熔融纺丝技术制备生物远红外纤维。将石墨烯质量分数控制在0.5%～2.0%,通过单因素实验及各种性能测试和表征得出结论:纳米石墨烯/PLA纤维具有远红外功能,与纯聚乳酸纤维的最高温差可达13℃,有良好的蓄热储能效果;加入石墨烯后PLA纤维的力学性能有所下降,但强度仍达到可纺要求;加入石墨烯使纤维初始分解温度由275℃左右升高至300℃左右,PLA纤维的热稳定性提高;综合考虑成本及纤维性能,石墨烯质量分数为1.5%时,纤维热学性能、红外辐射性能、力学性能均处于比较优良的状态。