高导热石墨烯/萘甲醇复合薄膜的制备及其在LED上的应用

石墨烯由于具有超高的导热性能,在热管理上有着广阔的应用前景。从修复结构缺陷出发,以氧化石墨烯为原料,有机小分子萘甲醇为修复剂,采用蒸发自组装法制备氧化石墨烯/萘甲醇(GO/NMT)复合薄膜,然后经过高温石墨化得到石墨化–石墨烯/萘甲醇(g-GO/NMT)薄膜。通过SEM、FT-IR、XRD、拉曼对制备的复合薄膜进行结构分析,并对其导热性能进行测试,当NMT的添加量为15%时,薄膜热导率达856.476 W/(m·K ),比石墨化–石墨烯(g-GO)薄膜的热导率提高了35%;通过对商用LED灯芯实际散热进行测试,g-GO膜的表面温度高达33.7 ℃,而g-GO/NMT复合膜的温度较低,仅为31.5 ℃。研究结果表明,g-GO/NMT复合膜具有更好的散热性能和更有效的热管理能力。     

高导热石墨烯/萘甲醇复合薄膜的制备及其在LED上的应用

石墨烯由于具有超高的导热性能,在热管理上有着广阔的应用前景。从修复结构缺陷出发,以氧化石墨烯为原料,有机小分子萘甲醇为修复剂,采用蒸发自组装法制备氧化石墨烯/萘甲醇(GO/NMT)复合薄膜,然后经过高温石墨化得到石墨化–石墨烯/萘甲醇(g-GO/NMT)薄膜。通过SEM、FT-IR、XRD、拉曼对制备的复合薄膜进行结构分析,并对其导热性能进行测试,当NMT的添加量为15%时,薄膜热导率达856.476 W/(m·K ),比石墨化–石墨烯(g-GO)薄膜的热导率提高了35%;通过对商用LED灯芯实际散热进行测试,g-GO膜的表面温度高达33.7 ℃,而g-GO/NMT复合膜的温度较低,仅为31.5 ℃。研究结果表明,g-GO/NMT复合膜具有更好的散热性能和更有效的热管理能力。     

碳纤维骨架石墨烯导电导热薄膜的制备及表征

在对碳纤维进行除浆和预氧化的基础上,将其与中间相沥青甲苯溶液混合,通过抽滤法制备碳纤维薄膜骨架,二次抽滤氧化石墨烯填充到碳骨架之间,经热处理后制得具有三维网络结构的自支撑G-CF-MP复合薄膜.探索和分析了不同碳化和石墨化温度对薄膜材料形貌、导电性以及导热性能的影响.通过结构表征发现,碳纤维之间相互搭建构成高机械性能的碳骨架,碳纤维表面以及纤维之间的空隙被石墨烯均匀地包覆和填充,中间相沥青在达到软化点后呈现出流动性和黏性,充分润湿碳纤维与石墨烯之间的间隙,3种碳材料协同作用,从而获得了高机械强度以及高导电性的G-CF-MP复合薄膜材料.导电性测试发现,石墨化处理可以有效提高材料的导电性,G-CF-MP复合薄膜在经过900℃碳化后的方阻为2.853Ω/sq,经过石墨化处理后的方阻降低为0.229Ω/sq.经过导热性能测试,G-CF-MP(900℃)的热导率为475.2 W/(m·K),G-CF-MP(2 300℃)的热导率为532.8 W/(m·K).     

荧光石墨烯量子点的制备及应用

由于具有独特的量子限域和边界效应，石墨烯量子点（GQDs）碳基纳米材料表现出特殊的性质和诸多潜在应用. 文中概括了近年来在制备GQDs方面的研究进展，包括利用水热、电化学和化学氧化等把大片石墨变为GQDs的方法，以及利用含碳有机小分子为前驱体，通过溶液化学、超声波和微波等方法来使碳原子重组制得GQDs的方法. 同时，介绍了GQDs在成像技术、生物传感和电化学分析等领域的应用情况. 最后指出，由于GQDs的发光机理还是一个开放性的课题，因此结合GQDs制备方法来研究其发光性质，将是未来该领域的研究重点.     

石墨烯量子点对PVA偏光膜的改性

用刮膜机在镜面不锈钢钢板上铺出聚乙烯醇(PVA)原膜,再经过染色、拉伸、补正等工艺制备PVA偏光膜.通过水热法制备的石墨烯量子点(GQDs)尺寸主要分布在2~4 nm,且其水溶液在500~400 nm间的光透过率下降22%,将PVA粉体溶在制得的GQDs水溶液中,制备PVA/GQDs复合偏光膜.结果表明:与PVA偏光膜相比,单片透过率略有下降,但GQDs的加入使偏光膜的直交透过率降低且低于0.1%,从而提高偏光膜的偏振度,达到99.9%以上.     

荧光石墨烯量子点的制备及应用

由于具有独特的量子限域和边界效应,石墨烯量子点(GQDs)碳墓纳米材料表现出特殊的性质和诸多潜在应用又中概括了近年来在GQDs制备方面的研究进展,包括“自上而下”方法利用水热、电化学和化学氧化等把大片石墨变为GQDs的方法,以及“自下而上方法”利用含碳有机小分子为前驱体,通过溶液化学、超声波和微波等方法实现碳原子重组制得GQDs的方法同时,介绍了GQDs在成像技术、生物传感和电化学分析等领域的应用情况最后指出,由于GQDs的发光机理还是一个开放性的课题,因此结合GQDs制备方法来研究其发光性质,将是未来该领域的研究重点.     

石墨烯量子点的制备及其在生物医学领域的应用

石墨烯量子点（GQDs）是一种零维碳纳米材料,具有尺寸小、无毒性、生物相容性好、光稳定性好、荧光可调及水溶性好等优点,通过对GQDs进行不同杂原子的掺杂修饰,可以赋予其如生物成像、声敏性、光热性能等不同功能,使其在生物医学领域具有广阔的应用前景.本文简述了几种GQDs的制备方法,及其在生物医疗方面的应用.     

石墨烯量子点的合成及其细胞显影应用

采用柠檬酸作为碳源,通过一步热解法大量合成了石墨烯量子点(GQDs).利用透射电子显微镜(TEM)、原子力显微镜(AFM)、傅里叶红外光谱(FT-IR)、元素分析、紫外-可见吸收光谱(UV-Vis)和荧光发射光谱(PL)等测试手段,对所获得GQDs的形貌、结构、组成、表面基团和荧光性质等进行了表征.研究结果表明,该工作合成的GQDs具有良好的形貌与结构,以及优异的光学性能,而且在金属离子检测领域具有很好的应用,特别是对于铁离子(Fe~(3+))具有高效选择性.此外,所合成的GQDs具有很低的细胞毒性,而且在细胞显影中有着优异的效果,表明其在细胞显影领域具有广泛的应用前景.     

水热法制备氟化石墨烯

以石墨为原料,由Hummers法的改进方法制备氧化石墨烯,再采用水热法对氧化石墨烯进行氟化,获得氟化石墨烯。利用X射线衍射(XRD)、傅立叶红外光谱(FTIR)、拉曼光谱(Raman)、原子力显微镜(AFM)对其结构和微观形貌进行表征。FTIR和Raman结果表明氟化产物的化学结构中存在C-F键,且D峰(1350 cm-1处)和G峰(1580 cm-1处)所对应的强度比ID/IG在氟化后明显变大,即氟化造成碳结构缺陷,规整性下降。AFM显示氟化石墨烯具有纳米层状结构,厚度约为4 nm。该法成本较低,工艺简单,易于控制,对设备要求不高,有望实现氟化石墨烯的大规模制备。     

石墨烯量子点对对苯二酚的检测

以柠檬酸为碳源,采用一步熔融法制备了石墨烯量子点,通过红外光谱、紫外-可见吸收光谱、荧光光谱对其光学性能进行表征,同时考察了石墨烯量子点耐光漂白能力和抗盐性. 该石墨烯量子点可应用于对苯二酚的检测,其荧光强度与对苯二酚浓度成良好的线性关系(R²=0.979),方法的检测限为3.1 nmol·L^-1, 线性范围为1.0×10^-7~5.0×10^-6 mol·L^-1.     

石墨烯在强化传热领域的研究进展

 石墨烯是一种单原子层厚度的二维平面碳纳米材料,具有超高的载流子迁移率、高热导率等特性。本文综述目前石墨烯在强化传热领域的研究进展,包括石墨烯热导率的测试方法,以及石墨烯在纳米流体、热界面材料、高导热复合高分子材料方面的应用,并对未来石墨烯的研究方向进行展望。     

石墨烯-碳量子点复合材料的电化学性能研究

采用Hummers法和水热法,制备石墨烯和碳量子点溶液作为前驱体,然后通过一步煅烧法制得石墨烯-碳量子点复合材料。借助SEM、UV-Vis、FTIR等手段,对样品的形貌和结构进行表征;利用循环伏安法(CV)、差分脉冲伏安法(DPV)及恒流充放电循环测试等,重点考察了样品的电化学性能。结果表明,在石墨烯表面负载碳量子点可增加材料的比表面积并改善其机械性能,由于活性位点的增加,所制石墨烯-碳量子点复合电极具有较好的可逆性及电化学活性;在检测不同浓度双氧水时,复合电极的灵敏度为纯石墨烯电极的1.4倍左右;石墨烯-碳量子点复合材料作为锂离子电池负极使用时,与纯石墨烯材料相比具有更好的循环稳定性,且容量保持率提高了1.67倍。     

Si NWs/GQDs复合结构的设计及其光电催化性能

采用金属催化化学蚀刻法制备硅纳米线阵列（silicon nanowire arrays,Si NWs）,通过高速旋涂仪将自上而下法制备的石墨烯量子点（graphene quantum dots, GQDs）负载到Si NWs上。X射线光电子能谱（X-ray photoelectron spectroscopy, XPS）等表征结果证明,GQDs能够通过高速旋涂仪负载到Si NWs上。扫描电子显微镜（scanning electron microscopy, SEM）形貌观测结果表明,蚀刻时间与Si NWs纳米线长度成正比。光电化学测试结果表明,性能最优的蚀刻时间为45 min。与原始硅片相比,GQDs负载的Si NWs光电密度达到了0.95 mA/cm²,性能提升了30多倍。电化学交流阻抗（electrochemical impedance spectroscopy, EIS）测试结果表明：GQDs的加入能显著提升载流子的传输效率。紫外–可见漫反射光谱（ultravioletray-visible diffuse reflectance spectroscopy, UV-Vis DRS）结果显示负载GQDs可以有效提升Si NWs对光的吸收效果。     

TiO2/SiO2/GQDs双层增透膜的制备及其在太阳能板中的应用

采用溶胶-凝胶法制备了SiO₂ 和TiO₂ 纳米溶胶,采用水热法制备了石墨烯量子点（graphene quantum dots,GQDs）。为进一步提高光伏太阳能板的透光率,设计了一种TiO₂/SiO₂/GQDs双层增透膜结构。探究了薄膜的结构、自清洁性能和增透性能,并进一步讨论了GQDs在增透性中的作用。结果表明,SiO₂-TiO₂/TiO₂-GQDs结构的双层薄膜厚度为120 nm时,太阳能板上的光透过率由未涂敷的85%增加至95%。接触角实验和室外耐环境性能实验测试表明,复合膜层接触角为10°,并具有良好的亲水性和耐环境性能。此外,户外实验结果表明,涂覆该薄膜的太阳能电板发电效率提高6%。由此说明双层增透膜可有效地提高太阳能电池板的光能利用率和使用寿命,可高效地利用太阳能。     

Fabrication of multilayer films from regenerated cellulose and graphene oxide through layer-by-layer assembly

A key challenge in the preparation of nanoplatelet-filled polymer composites is the ability to realize the nanometer-level dispersion and the planar orientation of nanosheets in polymer matrices. In this report, multilayer films were successfully fabricated by layer-by-layer assembly of regenerated cellulose and graphene oxide, in which graphene oxide nanosheets were used as the building blocks. The thickness of 50 layer film is about 20 mm and it exhibits a high degree of smoothness. This may be attributed to the well-defined layered structure with high degree of planar orientation and nanolevel assemblies of graphene oxide nanosheets in the polymer matrices. Typical field emission scanning electron microscope images demonstrate an ordered arrangement of layers. The electrical conductivity of the multilayer films shows a remarkable increase with increasing layer of the films. A significant enhancement of mechanical properties has been achieved, that is, a 110.8% improvement of elastic modulus and a 262.5% increase of hardness respectively.     

γ射线还原的氧化石墨烯的电学、热学和电化学性能

The properties of γ-ray-reduced graphene oxide samples (GRGOs) were compared with those of hydrazine hydrate-reduced graphene oxide (HRGO). Fourier transform infrared spectroscopy, X-ray diffractometry, Raman spectroscopy, Brunauer–Emmett–Teller surface area analysis, thermogravimetric analysis, electrometry, and cyclic voltammetry were carried out to verify the reduction process, structural changes, and defects of the samples, as well as to measure their thermal, electrical, and electrochemical properties. Irradiation with γ-rays distorted the structure of GRGOs and generated massive defects through the extensive formation of new smaller sp2-hybridized domains compared with those of HRGO. The thermal stability of GRGOs was higher than that of HRGO, indicating the highly efficient removal of thermally-labile oxygen species by γ-rays. RRGO prepared at 80 kGy showed a pseudocapacitive behavior comparable with the electrical double-layer capacitance behavior of HRGO. Interestingly, the specific capacitance of GRGO was enhanced by nearly three times compared with that of HRGO. These results reflect the advantages of radiation reduction in energy storage applications.