基于人工智能优化石墨烯纳米复合材料吸附水体重金属污染研究进展

鉴于石墨烯纳米材料的优异性能,笔者对其作为载体掺杂不同物质制备出的石墨烯基复合材料在污染水体中吸附重金属等污染物的相关研究文献进行了梳理。结果发现:结合人工智能建模技术优化去除污染水体中重金属过程的工艺参数,能进一步提升石墨烯纳米复合材料对水体中重金属污染物的吸附效率,对污水修复治理具有潜在的研究价值和应用前景。此外,笔者还通过石墨烯负载纳米复合材料的制备、应用及基于人工智能建模优化去除过程的案例对不同优化方法进行了归纳,提出加强人工智能建模研究,在有效降低石墨烯纳米复合材料制备成本的同时,提高其在应用中的回收利用。     

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。     

三维结构化石墨烯及其复合材料

石墨烯是由单层碳原子组成的新型二维碳纳米材料,因具有诸多优良的理化性质而广受关注.三维结构化石墨烯是通过对二维片状石墨烯材料进行弯曲、组装获得的一类结构材料,可有效调控石墨烯的电学、光学、化学、机械和催化特性.基于三维石墨烯及其复合材料构建的器件在储能、传感、催化等方面表现出更为突出的性能.因而,制备和应用三维石墨烯材料已经成为当前的研究热点.文中介绍了三维石墨烯及其复合材料的结构类型,并简要评述了目前三维石墨烯材料应用中所面临的挑战和发展前景.     

石墨烯在光催化中的应用和研究进展

作为一种新型纳米材料,石墨烯在很多领域都有着广泛的应用,受到了研究者们的高度关注。光催化材料和技术在解决能源和环境问题方面有着非常广阔的应用前景。石墨烯基纳米复合材料具有优良的导电性和电子迁移率、高吸附活性、高比表面积和透明度等优点,可作为一种新型的光催化剂,应用于解决我国日益严重的环境污染问题,加速推进新型能源的发展利用。在光催化应用方面,石墨烯及其复合材料由于具有材料低价易得、光生电子传输性良好和绿色环保等优点,可以在光催化降解有机物、光催化水解制氢和光催化还原二氧化碳中发挥独特作用。介绍了石墨烯材料在光催化领域中的应用,归纳总结了石墨烯参与光催化过程的可能机制。随着石墨烯在光催化领域中应用的快速发展,及时总结和讨论石墨烯在这些领域应用中的最新进展有着非常重要的意义。     

功能化石墨烯的性能与应用

石墨烯是一种具有独特二维晶体结构的新型碳纳米材料,具有优异的力学、电学、光学和热学性能,但是在溶剂中难以分散限制了其在很多领域的应用.功能化石墨烯提高了分散性,充分发挥了石墨烯的优良性能,在储能、生物医药、传感器和复合材料方面具有光明的应用前景.综述了石墨烯和功能化石墨烯的制备方法、优良性能及其各领域的应用.     

碳纳米材料的制备及应用

碳纳米材料具有独特的低维纳米结构、优异的性能和潜在的应用价值.重点综述上海大学低维炭材料与器件物理研究所在碳纳米材料研究方面的最新进展,并对碳纳米材料的发展趋势及对未来生产生活的影响进行评述.研究所在高纯度高结晶性单壁碳纳米管(single-walled carbon nanotubes,SWCNTs)、双壁碳纳米管(double-walled CNTs,DWCNTs)的大量生产与应用,具有量子效应的多壁碳纳米管(multi-walled CNTs,MWCNTs)的合成,碳纳米线的可控生长,单根MWCNT、单根碳纳米线的拉曼(Raman)光谱研究以及石墨烯的大量制备等方面均取得了可喜的成果.     

石墨烯纳米材料在样品前处理中的研究进展

石墨烯是继富勒烯和碳纳米管之后发现的又一种新型碳同素异形体,独特的二维结构,良好的化学稳定性,优良的导电、导热、光学及机械性能,使其迅速成为物理、化学、材料、传感和生物医药等领域的研究热点.由于超大的比表面积(理论上可达2 630m2/g,石墨和碳纳米管分别是10和1 315m2/g)、完美的杂化结构以及大的π-π共轭体系,石墨烯基纳米材料在样品前处理及样品预富集领域也备受关注.本文综述了近年来石墨烯作为固相萃取、固相微萃取、磁性纳米及二氧化钛复合材料在环境、生物、食品、药物等样品制备领域的研究现状,为更好开发石墨烯基纳米材料在复杂和痕量样品前处理中的应用提供参考.     

环境纳米材料:“小”身材有“大”作为

正巨大的比表面积、超强的吸附、催化和螯合能力,是纳米材料相较于传统材料的优势所在。极高的修复效率使纳米材料在众多环境修复材料中脱颖而出,并逐渐应用在污水处理、土壤修复、空气治理和节能减排等方面。     

封面图片说明:环境纳米材料:“小”身材有“大”作为

 巨大的比表面积、超强的吸附、催化和螯合能力,是纳米材料相较于传统材料的优势所在。极高的修复效率使纳米材料在众多环境修复材料中脱颖而出,并逐渐应用在污水处理、土壤修复、空气治理和节能减排等方面。     

水生植物水体修复技术简述

随着工业化进程的加快,我们生存的环境遭受了巨大的破坏,空气质量越来越差,水体污染越来越严重,亟待我们采取有效措施对环境进行保护。从水生植物的物理作用、化感作用和生物化学作用3方面,阐述了水生植物水体修复技术的修复原理,分析了该水体修复技术在水体修复方面的技术优势和限制因素,介绍了该水体修复技术在实际中的应用。     

石墨烯对沥青混合料改性机理研究综述

【目的】明确碳纳米材料石墨烯在沥青混合料中的作用及研究现状。【方法】通过查阅国内外相关研究文献,对比分析各种石墨烯改性沥青混合料的微观与宏观试验结果和结论,系统归纳石墨烯在沥青混合料中的作用机理与效果。【结果】石墨烯或其衍生材料与沥青混合后被沥青插层和剥离,在内部形成致密的层状结构,有效延缓了沥青的老化,同时增加了沥青中C=C的含量,提高了沥青的表面自由能;石墨烯对沥青混合料的改性机理为隔离作用、化学键能、润滑作用及黏附作用;石墨烯改性沥青混合料的高温抗车辙、低温抗裂、水稳定、压实、抗老化及愈合等性能均显著提高。【结论】石墨烯能有效改善沥青混合料的路用性能,为今后道路工程的发展提供了新思路。降低石墨烯使用成本及石墨烯在沥青混合料中最佳掺量等方面的研究有待深入探讨。     

纳米材料在油井水泥中的应用进展

纳米材料具有粒径小、表面能大、比表面积大的特点,将其添加到油井水泥中制备成性能优异的固井水泥浆是国内外研究的热点。介绍了纳米材料在油井水泥中的作用,包括促进水泥水化、改善油井水泥石力学性能、降低水泥石渗透率和孔隙度、提高水泥石耐温性、提高浆体稳定性等;并对目前在油井水泥中应用的纳米碳材料、纳米矿粉、纳米金属氧化物三类纳米材料进行了详细分析,重点阐述了纳米二氧化硅、纳米重晶石粉、纳米沸石粉、埃洛石纳米管、纳米黏土、纳米氧化铝、纳米氧化镁、纳米氧化铁、碳纳米管/碳纳米纤维、石墨烯纳米片在油井水泥中的应用进展及作用机理。最后指出了纳米材料在油井水泥应用中存在的问题,提出未来需要在纳米材料分散性、对油井水泥性能的双重影响及应用成本方面进一步探索和研究。     

水体富营养化的危害及防治措施

水体富营养化是许多湖泊、水库的主要环境问题,被人形象的称为＂生物癌＂。本文介绍其成因、危害、防治措施以及水生植物修复富营养化水体的机理及其影响因素。水生植物修复受多种因素制约,包括植物物种差异、水体富营养化程度差异、植物种植方式等。并提出了水生植物水体修复技术今后有待进一步研究的问题。     

氧化石墨烯对藻类的毒性作用研究进展

文章总结了氧化石墨烯对一些藻的毒性影响,主要表现在对藻类生长的抑制,藻类细胞形态和细胞器等微观结构的改变,以及藻类细胞内叶绿素、蛋白质等活性物质含量的变化.分析了现阶段研究存在的问题,主要是不同实验环境氧化石墨烯理化性质的差异,氧化石墨烯与其他物质对藻的联合毒性探究的缺乏,在自然水体中氧化石墨烯性质的不稳定变化,并提出了对未来研究的展望.     

石墨烯纤维研究进展

 石墨烯具有独特的电学和力学等性能。宏观的石墨烯纤维由纳米级的石墨烯组装而成,其集成了微观石墨烯的突出性能,因而不仅具有常规纤维的柔韧性可用于纺织物,同时具有轻质、可成型加工及易于功能化等显著优势。概述了石墨烯纤维研究方面的最新进展,包括其可控制备技术、功能化及其在柔性纤维器件如驱动器、机器人、光伏电池、电容器等方面的应用。     

纳米氧化石墨烯在肿瘤显像和治疗领域的研究进展

纳米氧化石墨烯,即石墨烯的氧化衍生物,作为一种新型二维的碳纳米材料,具有超大的比表面积和优异的光热效果等性质,已成为纳米医学领域中备受关注的研究热点.它含有大量的活性化学基团,比如羧基、羰基、羟基和环氧基等,既容易对其进行生物化学功能化,又使其具有很好的生物相容性,因此在生物医学领域中表现出很强的应用潜能.首先简要概述了纳米氧化石墨烯的制备与功能化方法,然后重点介绍它在生物医学领域的应用研究,包括其体内外毒性测试和肿瘤显像与治疗方面的研究进展.     

石墨烯声子谱研究

石墨烯的成功制备是纳米材料研究的重大进展。人们发现其具有很高的热导率,从而为解决计算机芯片散热问题提供了一条可能的方案。文章主要应用动力学矩阵的方法,计算了Tersoff势下石墨烯的声子谱,并探讨了该势在研究石墨烯热学性质方面的合理性。通过与实验数据的比较,我们发现,使用Tersoff势得到的声子谱在高对称点处的能量误差最大可以达到70%。因此,Tersoff势不适合于对石墨烯的热学性质进行定量的研究。     

氧化石墨烯: 一种用于癌症诊断与治疗的新型纳米试剂

癌症已经成为危害人类健康最大因素之一.将纳米粒子运用于癌症的诊断及治疗具有很大的应用前景.氧化石墨烯（Graphene Oxide, GO）是一种由单层碳原子以蜂窝状排列而成的二维碳纳米材料,同时在其碳平面上及其片状结构边缘分别含有丰富的羟基、环氧基和羧基等基团.因其极好的理化性质,GO已经在多学科领域中受到了广泛关注.本文综述了GO作为一种新型的纳米诊断治疗试剂在癌症研究中的应用.     

石墨烯吸附材料的制备与应用研究进展

石墨烯具有独特的结构、优异的性能,在诸多领域有广泛的应用.石墨烯层的原子均为表面原子,其表面积非常大,是天然的吸附材料.其易于制备、成本低廉等优势使得石墨烯吸附材料成为水处理研究中的热点.石墨烯及其复合材料已经在重金属、染料、杀虫剂、抗生素、石油等污染物的治理方面得到应用.综述了石墨烯吸附材料的制备方法以及其在污水处理方面的应用.分析了污染物在石墨烯吸附材料上的吸附行为,并讨论了石墨烯与污染物的相互作用.着重关注官能团对石墨烯吸附材料性能的影响,从化学视角提出了设计高效石墨烯吸附剂的思路.     

生物修复技术在地表水污染处理中的应用

结合15篇参考文献综述了生物修复的原理与特点, 针对地表水体的环境特点,重点论述了国内外生物修复在受污染的地表水体处理的几个方面的应用,并展望了利用生物修复技术治理受污染水体的前景.