以硫化石墨为吸附剂基质的再吸附制冷性能分析

相比于传统的吸附式制冷,再吸附制冷作为一种新型的制冷方式,其结构更加简单,并且其制冷性能系数也比相同条件下的吸附式制冷系统要高,故有较好的应用前景。但受到吸附剂的传热传质性能的限制,难以实现高效的再吸附制冷。本文利用硫化石墨作为吸附剂的基质,对其导热系数以及渗透率进行了测试比较,优选吸附剂。并且针对再吸附制冷系统建立了相关数学模型,分析不同工况条件下吸附剂工质对的性能。对整个再吸附制冷过程进行模拟仿真,从而得到不同工况下的制冷性能。结果表明,采用新型复合吸附剂的再吸附系统,COP最大可达到0.3以上,SCP最大可达到161 W/kg。

二硫化钼 还原氧化石墨烯对涤纶织物的阻燃性能

为了赋予涤纶(PET)织物良好的阻燃、抑烟性能,实现PET织物的低烟、无卤阻燃,采用浸轧工艺,用水热法制备二硫化钼还原氧化石墨烯(MoS_(2)/RGO)复合材料,并将其用于PET织物的阻燃整理。采用扫描电子显微镜、红外光谱仪以及X射线衍射仪等对MoS_(2)/RGO复合材料以及MoS_(2)/RGO/PET织物的微观形貌与化学结构进行分析;采用垂直燃烧测试仪、烟雾密度箱、接触角仪等对MoS_(2)/RGO/PET织物的阻燃、抑烟性能以及亲水性能进行表征与测试。结果表明:MoS_(2)/RGO复合材料在织物上能够形成良好包覆,且能够有效提高PET织物的热稳定性,在700℃时,其残炭率较纯织物明显提升;MoS_(2)/RGO/PET织物的极限氧指数可提升至28.2%,总热释放量较纯PET织物下降60.5%,烟雾密度降低59.9%,具有良好的自熄性能,损毁长度可降低至10.6 cm。此外,MoS_(2)/RGO复合材料可以赋予PET织物良好的亲水性能,在2.2 s时接触角变为0°,有效改善了PET织物的服用舒适性能。

硫化镉/石墨烯复合光催化剂的微波水热合成及DFT研究

采用微波水热法制备了CdS/rGO纳米复合光催化剂,通过XRD、FTIR、XPS、SEM、TEM对其结构和形貌进行了表征,结合UV-Vis和密度泛函(DFT)计算对异质界面的电荷转移机制进行了研究。结果表明所得复合材料中CdS分散性好、显示出较高的可见光催化活性和光稳定性。当rGO含量为0.5 mg/mL时复合材料的光催化性能最佳,可见光照射120 min后亚甲基蓝(MB)的光降解率达到94.40%,且五次循环实验光催化效果接近。界面相互作用、差分电荷密度、平均静电势等计算结果表明CdS与rGO通过范德华弱相互作用形成稳定异质界面,电荷由CdS向rGO转移,电子和空穴在两相界面实现了有效分离,因而材料的光催化性能得到增强。

二硫化钼/石墨烯复合材料的一步水热合成及电催化性能

为提高催化剂的催化活性及稳定性,采用一步水热法合成二硫化钼/石墨烯(MoS 2/RGO)复合催化剂。利用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、透射电子显微镜及旋转圆盘电极等分别对催化剂的物理-化学性能进行表征。结果表明:与石墨烯复合后,MoS 2呈少层花瓣状结构,层间距增加且均匀附着在石墨烯薄层上;二硫化钼催化剂的氧还原过程主要以二电子途径进行,而MoS 2/RGO复合催化剂在氧还原过程中可发挥协同催化作用,其氧还原过程中平均转移电子数为3.58,且复合催化剂在20000 s后的电流密度保持率高达89.7%。

成分变化对铜-二硫化钼-石墨复合材料电磨损性能的影响

采用粉末冶金法在H2保护气氛下制备铜-二硫化钼-石墨复合材料,对其进行物相分析,并通过改变材料中MoS2与石墨的含量,研究成分变化对复合材料电磨损性能的影响。结果表明:石墨在烧结过程中不参与反应,而MoS2与基体反应生成新相。随着复合材料中MoS2含量的增加和石墨含量的降低,电刷与换向器之间的接触电压降上升,摩擦系数增大,石墨含量最低时磨损量值最大并且出现火花磨损现象。

类石墨烯二硫化钼的制备及其真空摩擦学性能研究

采用电化学剥离法制备了类石墨烯二硫化钼(MoS_2)片层,采用场发射扫描电子显微镜、透射电子显微镜表征了类石墨烯二硫化钼的结构.利用真空摩擦试验机测试了含类石墨烯MoS_2添加剂离子液体(IL-MoS_2)的摩擦学性能并与纯离子液体(IL)进行了对比.利用光学显微镜和扫描电子显微镜观察磨斑处的形貌并用X射线光电子能谱仪表征了IL-MoS_2摩擦前后的化学状态,并对润滑机理进行了分析.结果表明:电化学剥离法成功制备了类石墨烯MoS_2,这种制备方法简单易行,制得的类石墨烯MoS_2面积大,质量好,能保持二硫化钼固有的结构.IL-MoS_2对钢/钢摩擦副具有优异的减摩抗磨作用;摩擦过程中,纳米尺寸的二硫化钼吸附在钢/钢摩擦副界面形成了保护层,避免摩擦副的直接接触,降低摩擦磨损.

基于层状二硫化钼-石墨烯构建新型17β-雌二醇电化学生物传感器

合成了层状二硫化钼-石墨烯纳米复合材料.通过将适配体固定在金纳米和二硫化钼-石墨烯共同修饰的电极上构建了一种新型的环境激素17β-雌二醇电化学生物传感器.采用循环伏安、微分脉冲伏安、电化学阻抗等技术对传感器的构筑过程进行表征.对17β-雌二醇与适配体特异性结合的时间及温度进行了优化.结果表明,峰电流与17β-雌二醇浓度在1.0×10-11~1.0×10-8 mol/L范围内呈良好的线性关系.计算得到的检出限为5.0×10-12 mol/L（空白的三倍标准偏差）.该生物传感器具有良好的选择性和稳定性.

类石墨烯二硫化钼及其在光电子器件上的应用

由单层或几层二硫化钼构成的类石墨烯二硫化钼(graphene-like MoS2)是一种具有类似石墨烯结构和性能的新型二维(2D)层状化合物,近年来以其独特的物理、化学性质而成为新兴的研究热点.本文综述了近年来类石墨烯二硫化钼常见的几种制备方法,包括以微机械力剥离、锂离子插层和液相超声法等为主的"自上而下"的剥离法,以及以高温热分解、水热法等为主的"自下而上"的合成法;介绍了其常用的结构表征方法,包括原子力显微镜(AFM)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)和拉曼光谱等;概述了类石墨烯二硫化钼的紫外-可见(UV-Vis)吸收、荧光发射等基本光物理性质及其相关机理;总结了类石墨烯二硫化钼在二次电池、场效应晶体管、传感器、有机电致发光二极管和电存储等光电子器件领域的应用原理及其研究进展,展望了这类新型二维层状化合物的研究前景.

碳纤维含量对银-二硫化钼-石墨复合材料强度的影响

用粉末冶金法制备了碳纤维含量不同的碳纤维 /银 -二硫化钼 -石墨复合材料 ,测量它们的硬度和抗弯强度 ,并用扫描电镜观察分析了它们的显微组织和断口形貌。结果表明 :加入镀铜短碳纤维对基体起到了增强作用 ,并且随碳纤维含量的增加 ,碳纤维 /银 -二硫化钼 -石墨复合材料硬度和抗弯强度明显提高。

硫化锌量子点/类石墨相氮化碳异质结的制备及应用

采用溶剂热法合成了硫化锌量子点,并成功地与类石墨相氮化碳复合制备了硫化锌量子点/类石墨相氮化碳异质结光电催化剂.通过X射线衍射仪、电子能谱仪、X射线光电子能谱仪、透射电子显微镜、紫外可见分光光度计等仪器分别对样品的结构、组成、形貌、光学性能、电学性能进行了表征分析.结果表明:质量比为1∶9硫化锌量子点/类石墨相氮化碳的光催化活性最高,对罗丹明B的降解速率为0.802 4 h-1;在2.5 h时降解率为86.7%,较纯的类石墨相氮化碳降解率提高了45%.同时探究了不同复合方法对复合材料光电催化活性的影响,结果显示,搅拌复合制备的样品光电催化活性明显高于研磨煅烧制备得到的样品.

石墨烯/二硫化钼复合纳米添加剂的制备及摩擦学性能研究

采用水热法制备了两种不同形貌结构的石墨烯/二硫化钼纳米复合物(RGO/MoS_2-1和RGO/MoS_2-2).通过电子显微镜、拉曼光谱、X射线衍射仪和热重分析仪对所制备材料的形貌、成分和晶格结构进行表征;利用SRV-IV微动摩擦磨损试验机考察了RGO/MoS_2-1和RGO/MoS_2-2作为PAO-4添加剂的摩擦学性能.结果显示具有花状结构的RGO/MoS_2-2与RGO/MoS_2-1相比具有更大的层间距,且因其较大的层间距使得RGO/MoS_2-2表现出较好的摩擦学性能. Raman和XPS对润滑机理的表征结果证实了RGO/MoS_2复合纳米添加剂优异的摩擦学性能归因于吸附和摩擦化学反应的协同作用.

类石墨烯二硫化钼结构演变行为研究

采用液相超声剥离法制备圆形类石墨烯二硫化钼,研究类石墨烯二硫化钼的形貌演变特征。结果表明,与二硫化钼晶体相比,类石墨烯二硫化钼呈半透明态,边角趋向圆滑。采用规则的球状多面体二硫化钼颗粒,经过液相超声法剥离,制备了圆形的类石墨烯二硫化钼晶体。分析认为Mo S2晶体的键能释放是获得圆状类石墨烯二硫化钼的主要原因。晶体形貌的演变过程为:近球状无定形二硫化钼经过高温晶化变成球状多面体二硫化钼;球状多面体二硫化钼经过液相超声法剥离变成圆状的类石墨烯二硫化钼。

二硫化钼量子点/还原氧化石墨烯复合材料的制备及其光催化降解有机染料、四环素和Cr(Ⅵ)

以钼酸钠、L-半胱氨酸和氧化石墨烯为原料,采用一锅溶剂热还原法制备了二硫化钼量子点/还原氧化石墨烯(MoS_(2)QDs/rGO)复合材料,分别以罗丹明B、亚甲基蓝、四环素和Cr(Ⅵ)为目标污染物,研究了复合材料的可见光响应光催化降解性能。结果显示,MoS_(2)QDs/rGO对两种染料和Cr(Ⅵ)的光催化降解率均可达97%以上,对四环素的光催化降解率为69%;循环使用10次,对目标染料的降解率均保持在90%以上。说明MoS_(2)QDs/rGO具有良好的催化活性和稳定性。在降解体系中分别加入异丙醇、对苯醌和乙二胺四乙酸二钠捕获剂,结果显示,超氧自由基(·O_(2))是MoS_(2)QDs/rGO光催化反应的主要活性物种。

石墨烯/二硫化钼/钴复合材料的结构和磁性

介绍了两步水热反应制备石墨烯/二硫化钼/钴(RGO/MoS_2/Co)复合物的方法,在保护气体Ar气中通过800℃退火提高Co的纯度。为了探究RGO/MoS_2/Co复合物在柔性自旋器件方面的应用,利用X射线衍射、透射电镜、拉曼等技术对RGO/MoS_2/Co的结构和形貌进行表征,并结合磁性测试(VSM)探讨其微观结构和磁性行为。结果发现,大小约10~20 nm钴粒子成功嵌入到网状交联的RGO/MoS_2中,复合物在低温和常温下均表现出铁磁性,使其有望应用于设计的柔性自旋器件中。

二硫化钼-氧化石墨烯纳米粒子的添加量对水性聚氨酯丙烯酸树脂涂层防腐蚀性能的影响

金属腐蚀给世界经济带来巨大损失,防止金属腐蚀成为人们关注的焦点.采用一种简单的方法合成二硫化钼-氧化石墨烯(molybdenum disulfide-graphene oxide,MoS_(2)-GO),将其作为纳米填料加入水性聚氨酯丙烯酸树脂(waterborne polyurethane acrylic,WPUA)涂层,解决金属腐蚀的问题.首先,利用氨基丙基三乙氧基硅烷(aminopropyltriethoxysilane,APTES)对二硫化钼进行改性合成硅烷偶联剂改性二硫化钼(molybdenum disulfide modified by silane coupling agent,A-MoS_(2));然后,将A-MoS_(2)与氧化石墨烯(graphene oxide,GO)在N,N-二甲基甲酰胺(dimethyl formamide,DMF)中进行反应得到MoS_(2)-GO纳米粒子;最后,按照不同添加量(0%、0.2%、0.4%、0.6%、0.8%和1.0%)将其加入WPUA涂层.结果显示:MoS_(2)-GO纳米粒子成功合成,对比发现其中0.4%MoS_(2)-GO/WPUA涂层的表面平整致密,接触角为99.67°;在3.5%NaCl溶液中浸泡28 d Bode图中|Z|_(0.01Hz)为3.19×10^(7)Ω·cm^(2),Nyquist图为1个半圈,相角图表现为90°的单峰,表明具有更好的防腐蚀性能.

硫化铜/石墨烯的制备及光催化性能研究

选用溶剂热法制备了硫化铜/石墨烯纳米复合材料。通过XRD、XPS、TEM、SEM、BET、PL、UV-Vis等对该复合材料进行了表征,并进行了光催化效果分析。结果表明,硫化铜颗粒均匀地分布在石墨烯片层上。通过对染料溶液的光催化降解实验,证明该复合材料具有极好的光催化性能,经5次循环使用不影响光降解效率,有很好的稳定性,因此在染料溶液降解方面具有较高的应用前景。

超声液相剥离法制备类石墨烯二硫化钼

以1,4-丁二醇(BDO)和去离子水为混合溶剂,通过超声液相剥离法制备类石墨烯二硫化钼(MoS_(2))分散体。采用紫外-可见光光度计分析混合溶剂中BDO含量、超声功率和超声时间对分散体中类石墨烯MoS_(2)含量的影响,借助原子力显微镜和拉曼光谱仪表征分散体中类石墨烯MoS_(2)的片层厚度。结果表明:按照1 mg/mL比例将MoS_(2)粉末加入到BDO与水体积比为4∶1的BDO/水混合溶剂中,600 W水浴超声40 h,可制备质量分数约为0.04%,以三片层结构稳定分散于混合溶剂的类石墨烯MoS_(2)。

二硫化钼/石墨相氮化碳复合光催化剂的制备及其可见光催化性能研究

通过热解法-化学剥离法制备层状结构的石墨相氮化碳(g-C_(3)N_(4)),进一步通过水热法制备了一系列不同质量比的二硫化钼/石墨相氮化碳(MoS2/g-C_(3)N_(4))复合光催化剂。采用场发射扫描电子显微镜(SEM)和元素分布(mapping)分析、X射线衍射(XRD)以及紫外-可见吸收光谱(UV-Vis)对样品的微观结构和光学性能进行表征,在可见光照射下,研究光催化剂对有机染料的光降解性能以及光分解水产氢性能。结果表明:当光催化剂浓度为0.2g/L,可见光照射180min后,其对RhB和MB的降解率分别为78.8%和94.6%,反应常数分别是MoS2和g-C_(3)N_(4)的38.2倍和21.5倍。在可见光照射下,光催化分解水产氢的最高速率为151.4μmol/(g·h)。

石墨烯复合硫化丁苯橡胶摩擦学性能模拟分析

建立硫化丁苯橡胶和石墨烯复合硫化丁苯橡胶两种材料的分子动力学模型,分析石墨烯复合硫化丁苯橡胶的摩擦学性能,研究石墨烯和硫化交联共同作用对丁苯橡胶摩擦特性的影响。结果表明,石墨烯的引入能够降低丁苯橡胶分子链的活动性,提高硫化丁苯橡胶的刚性,阻止橡胶原子向摩擦界面移动,降低摩擦界面处的温度,减缓橡胶机械性能的恶化,从而提高硫化丁苯橡胶的抗剪切性能和摩擦特性。

氮杂石墨烯/硫化铋近红外光催化降解氨氮

采用水热法一步合成氮杂石墨烯/硫化铋(NG/Bi2S3)复合材料,以X射线粉末衍射、拉曼光谱、扫描电子显微镜、紫外可见近红外漫反射光谱等对催化剂进行了表征。以此复合材料为催化剂,在近红外光辐射下研究了氨氮催化降解。结果表明,当氨氮初始浓度为100.0 mg·L^-1、溶液的pH值为9.0、催化剂量为0.050 g、NG负载量为3 wt%、近红外光照射10 h时,氨氮的降解率达到91.4%。相同条件下,Bi2S3对氨氮的降解率只有65.5%。动力学研究表明,氨氮降解遵循一级反应动力学规律,其表观速率常数为0.1240 h^-1。7次循环氨氮的降解率仍然大于85.5%,显示出NG/Bi2S3复合催化剂非常稳定。