三维石墨烯/铜基复合材料的制备及耐腐蚀性能研究

在实际应用中,铜基复合材料经常存在腐蚀失效的现象,而石墨烯以其独特的结构显示出卓越的耐腐蚀性能。为了改善铜基复合材料的耐腐蚀性能,设计并烧结制备了三维石墨烯/铜基复合材料。研究表明,在三维石墨烯/铜基复合材料中,石墨烯形成三维互联互通结构,充分发挥了对铜基体的保护作用。与孔隙铜相比,在质量分数为3.5% NaCl溶液中,三维石墨烯/铜基复合材料的腐蚀速率降低了约50%。石墨烯在金属防腐蚀领域将得到更加广阔的应用。通过研究三维石墨烯/铜基复合材料在FeCl₃溶液中的腐蚀行为,进一步揭示了三维石墨烯的耐腐蚀机理。     

三维石墨烯的制备及其对罗丹明B的吸附性能

提高材料的吸附及循环性能,是污染物治理的课题之一。以氧化石墨烯为前驱体,采用溶剂热还原自组装技术,成功制备了三维石墨烯块材。研究三维石墨烯对罗丹明B溶液的吸附效果和循环使用性能。以活性炭作为参比,探讨了三维石墨烯的吸附机理。结果表明:三维石墨烯对染料的吸附率与活性炭粉吸附率相当,经五次循环后,三维石墨烯的吸附率基本不变,其循环吸附利用率是活性炭的五倍。三维石墨烯对罗丹明B溶液具有良好的吸附性能和循环使用性能。     

石墨烯薄膜的生长及结构表征研究

在常压条件下,以铜箔为基底、CH4为碳源,通过化学气相沉积法(CVD)生长出了石墨烯薄膜。利用拉曼光谱、扫描电子显微镜、四探针电导率仪表征分析了产物。结果表明:生长温度为1 000℃,H2流量为60mL/min,CH4流量为2.5mL/min,Ar流量为80mL/min时,在基底表面生长出了连续分布的石墨烯薄膜,且大部分区域为单层,同时结晶程度高缺陷小;转移后的石墨烯薄膜面积大、透光性良好,兼具有良好的导电性,其薄层电阻为1 822Ω。     

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。     

基于化学气相沉积法铜基大面积单晶双层石墨烯薄膜的快速生长

通过分段控制甲烷与氢气的流量比以及增加氧气的供应,使用低压化学气相沉积设备(LPCVD)、在40 min的生长时间内、在铜箔上生长出连续的高质量的单晶石墨烯薄膜.研究表明,双氧钝化的使用和调整甲烷与氢气的流量比可以达到石墨烯的最佳成核和生长速率,使得石墨烯可以在短时间内生长为连续的单晶薄膜;石墨烯基场效应晶体管(FET...     

氧化石墨烯和石墨烯对离子型染料不同吸附性能研究

采用改进的Hummers法制备了氧化石墨烯,将其采用水合肼还原获得石墨烯,以氧化石墨烯和石墨烯为吸附剂,分别采用透射电镜（TEM）,傅里叶变换红外光谱（FT-IR）,拉曼光谱（RS）和X射线衍射光谱（XPS）对阴阳离子的不同吸附性能进行了分析表征.结果表明：两吸附剂对罗丹明B的吸附能力较甲基橙强,最大吸附容量分别为551.2 mg/g和476.2 mg/g,各吸附体系中的吸附行为都符合Langmuir等温吸附模型和二级动力学反应特征.     

氧化石墨烯和石墨烯对离子型染料不同吸附性能研究

采用改进的Hummers法制备了氧化石墨烯,将其采用水合肼还原获得石墨烯,以氧化石墨烯和石墨烯为吸附剂,分别采用透射电镜(TEM),傅里叶变换红外光谱(FT-IR),拉曼光谱(RS)和X射线衍射光谱(XPS)对阴阳离子的不同吸附性能进行了分析表征.结果表明:两吸附剂对罗丹明B的吸附能力较甲基橙强,最大吸附容量分别为551.2 mg/g和476.2 mg/g,各吸附体系中的吸附行为都符合Langmuir等温吸附模型和二级动力学反应特征.     

铜箔预处理对石墨烯质量的影响研究进展

石墨烯因其独特的结构和优异的性能,自发现以来一直是研究的热点。铜箔作为一种在化学气相沉积(CVD)法制备石墨烯中广泛采用的衬底材料,表面形貌直接影响石墨烯的质量。基于近几年CVD法制备石墨烯的研究进展,综述了铜箔的主要预处理方法及其对石墨烯质量的影响。介绍了商用超光滑锂电铜箔在石墨烯制备中的应用,并对其应用前景进行了展望。     

活性污泥吸附重金属离子的研究

城市污水处理会产生大量的污泥,我国城市污水中,由于重金属含量过高,影响了其农业中的综合利用.本研究旨在探索污水处理过程中剩余活性污泥对水中重金属吸附的影响.     

单双层石墨烯的制备及电导特性调控

石墨烯二维材料有着优异的物理、化学特性,在多个科学领域展现出广阔的应用前景.采用化学气相沉积方法在Cu-Ni合金表面制备了二维石墨烯薄膜并揭示其生长机制;研究生长时间、温度等对石墨烯覆盖度和晶格质量的影响.通过优化生长条件,成功制备了大面积单层及具有强烈层间耦合作用的AB堆叠双层石墨烯薄膜.进一步运用表面沉积技术在单层石墨烯上构建零维Au团簇和二维Au薄膜,研究其对石墨烯电导特性的影响;并结合第一性原理计算,揭示Au的形态及覆盖度影响石墨烯电导特性的规律.据此制作了石墨烯场效应晶体管器件,通过精确控制Au的覆盖度,实现石墨烯电导类型和载流子浓度的有效调控,拓展了其在微电子领域的应用.     

活性污泥吸附重金属离子的研究

重金属废水的污染日益严重,寻找廉价高效的吸附剂是经济地处理重金属废水的关键.试验选择活性污泥为吸附剂,考察其对重金属离子Cu2+、Zn2+和Cd2+的吸附性能.实验结果表明,活性污泥对3种重金属离子都有很强的吸附能力,且吸附很快,前4 min时的去除率和吸附量上升最快;在常温范围内,温度对活性污泥吸附金属的影响并不显著,而体系pH值和吸附剂投加量的影响较为重要;活性污泥对3种重金属离子的吸附均符合Langmuir模型.     

化学气相沉积法在金属衬底上制备石墨烯及其H2刻蚀的研究进展

自2004年首次亮相以来,石墨烯由于其优异的电学、光学、机械和化学性能引起了科学界极大的兴趣.目前,化学气相沉积(CVD)法是制备石墨烯的重要并且最有效的方法之一,利用CVD法制备的石墨烯在不同领域有着广泛的应用.本文分析了石墨烯在金属Ni和Cu衬底上的生长机理,介绍了在Cu衬底上利用CVD法制备石墨烯的研究进展,同时,阐述了石墨烯的H2刻蚀现象及相关应用.研究石墨烯的H2刻蚀,能够进一步理解石墨烯的生长机理,更好的促进石墨烯在微电子等领域的发展.     

改性石墨烯对有机污染物的选择性吸附

采用水合肼还原方法制得石墨烯.通过TEM,FTIR,BET,XRD等测试手段对其结构和形貌进行表征.石墨烯经聚二甲基硅氧烷改性修饰后具有超疏水性能,对水溶液中的苯酚具有优秀的吸附能力,在293K时最大平衡吸附量为153.8mg/g,吸附动力学研究表明改性石墨烯对苯酚的吸附为准二级吸附动力学模型.     

石墨烯的制备研究进展

石墨烯是一种二维六边形结构的碳质新材料,因为其优异性能而成为近几年的研究热点.主要介绍了两种石墨烯的常用制备方法:微机械剥离法和化学方法,同时分析了各种方法的优缺点,并对未来的制备方法作了展望.     

非气态原料制备垂直石墨烯

垂直石墨烯是由石墨烯片垂直于基底生长而形成的一种新型3维碳材料结构,由于其独特的生长取向,可以有效减轻石墨烯层与层之间的堆叠,使石墨烯充分发挥其优异的特性.等离子体增强化学气相沉积技术作为合成垂直石墨烯的主要手段常需引入化工合成气为碳源,原料灵活性低.该文综述了非气态碳源用于垂直石墨烯的制备,介绍了所合成的垂直石墨烯在多种领域中的应用,并讨论了其生长机理.     

PAN@石墨烯核-壳纳米纤维的制备及其超级电容特性研究

以静电纺丝法制备的聚丙烯腈(PAN)基碳纳米纤维为原料,铜箔为催化剂,采用化学气相沉积法合成了PAN@石墨烯核-壳纳米纤维.利用扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、拉曼光谱和电化学测试对样品的形貌、结构、组成以及电化学性质进行观察和分析.结果表明:化学气相沉积法能有效地制备PAN@石墨烯核-壳纳米纤维,...     

KOH改性石墨烯对甲苯的吸附动力学及吸附机制

以改进Hummer?s法制备石墨烯,再经超声辅助KOH浸渍法制备改性石墨烯(MGE)材料,并采用TEM、XRD、N2吸-脱附、FT-IR光谱对材料的形貌结构、官能团、孔径、孔容进行表征.考察不同浓度KOH、超声时间、温度条件下制备的改性石墨烯甲苯性能,分析吸附动力学和吸附机制.结果表明:石墨烯和改性石墨烯的比表面积分别...     

活性污泥对重金属离子的吸附研究

采用活性污泥为吸附剂,对3种重金属离子Cd^2＋、Zn^2＋和Cd^2＋进行吸附．结果表明,活性污泥对重金属离子吸附很快,前4min时的去除率和吸附量上升最快;常温范围内,温度对活性污泥吸附金属的影响并不显著,而体系PH值和吸附剂投加量的影响较为重要,活性污泥对3种重金属离子的吸附都符合Langmuir模型．     

Al_2O_3担载Fe化学气相沉积法合成石墨烯

Al2O3担载Fe作催化剂化学气相沉积法400℃下催化裂解乙炔进行反应,反应气氛分别为氢气和氩气,产物通过60℃下36%的浓盐酸中回流进行提纯.样品通过扫描电子显微镜和高分辨透射电子显微镜进行了表征.结果表明:当反应气氛为氢气时可以一次性制备均匀性很好的薄膜,其厚度约为3～15nm,层数约8～20层,薄膜之间相互交连在一起,表面有很多褶皱,为典型的石墨烯纳米片的结构;当反应气氛为氩气时,石墨烯纳米片则变成了副产物.     

电沉积铜箔CVD工艺生长缺陷可控少层石墨烯

通过气相化学沉积(CVD)工艺生长的石墨烯薄膜具有缺陷程度低且可实现层数可控等优良特点。基于硫酸铜酸性镀铜工艺,在不同的电流密度条件下采用电沉积技术制备超薄铜箔,并用作CVD工艺的基体,合成高品质少层石墨烯。采用X线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)及多测试位置拉曼光谱技术对不同电沉积铜箔结构、表面形貌及其上生长的石墨烯进行分析。结果表明:电沉积铜箔的结构具有很强的择优晶面取向性,且其取向晶面与沉积的电流密度有关,在高温、H_2气氛退火处理后拥有比商业冷轧铜箔更有利于石墨烯生长的平整表面及连续滑移台阶;通过调控铜箔基体电沉积过程的电流密度及其厚度、反应前驱体气体H_2与CH_4流速比、CVD沉积时间以及铜箔退火时间等工艺参数,实现在电沉积铜箔表面生长出缺陷程度可控的少层石墨烯薄膜。