壳聚糖/氧化石墨烯复合水凝胶的流变学及其pH响应性能研究

利用壳聚糖与氧化石墨烯之间的静电作用力,制备出了具有p H响应的壳聚糖/氧化石墨烯复合水凝胶体系.运用扫描电镜、X射线衍射、紫外可见光谱和红外光谱对复合水凝胶的微观内部结构与形成机理进行了分析探索.结果表明,壳聚糖与氧化石墨烯的最佳用量比为1:6时,能形成十分稳定的凝胶.此外,这种凝胶表现出明显的p H响应特性.当体系p H在4.98时,复合水凝胶具有最高的粘度1060Pa·s,远高于同浓度的单独壳聚糖与氧化石墨烯溶液,但p H改变后,凝胶粘度均会变小.这种复合凝胶体系不仅制备简便,而且具有p H响应性能,可望扩展石墨烯凝胶材料在生物领域中的应用范围.     

Effective adsorption of 2,4-dichlorophenol on hydrogenated graphene: kinetics and isotherms

The effective adsorption capability of a hydrogenated graphene （H-Gr） was demonstrated. The H-Gr was firstly prepared by heating graphene （Gr） in a hydrogen flow at 1,000 ℃. The specific surface area, layer number, zeta potential, surface defects, surface compounds groups and elemental ratio of H-Gr were investigated. Taking 2,4-dichlorophenol as a target pollutant, the adsorption ability of H-Gr was evaluated. The results showed that the adsorption kinetics followed the pseudo- second-order equation well. For the adsorption isotherms, the equilibrium data of H-Gr were found to fit to Langmuir model, which was different from the Freundlich model of Gr. The adsorption capacity of H-Gr was high to 287.01 mg/g, almost three times as much as that of Gr, which was benefit from the increase of specific surface area and zeta potential. This work suggests that H-Gr may be a potential candidate for the adsorption of aromatic compounds from water and has great prospect for practical application.     

石墨烯双势垒结构中的输运特性

利用Landauer-Büttiker散射理论和传递矩阵方法研究了单层石墨烯双势垒结构中的隧穿几率和电导.计算结果表明:即使存在克莱因隧穿效应,单层石墨烯双势垒结构中的量子隧穿仍然与势阱宽度和势垒高度密切相关.隧穿几率和电导表现出复杂的振荡行为,振荡的振幅和周期敏感地依赖于势阱宽度、势垒高度、电子的入射能量和入射角度....     

从石墨烯的制备及其应用研究进展看2010年度诺贝尔物理学奖

 英国曼彻斯特大学物理和天文学院的安德烈·盖姆（Andre Geim）教授和康斯坦丁·诺沃肖洛夫（Konstantin Novoselov）博士因石墨烯的发现和表征而获得了2010年的诺贝尔物理学奖。在短短的6年时间里,石墨烯在制备方法上取得了重大进展;同时对石墨烯的深入研究发现其具有优异的物理性能,有着非常美好的应用前景。本文对石墨烯的制备和应用研究进展进行了综述,从中可以发现,石墨烯给人类带来了无限的希望,会使得人们未来的生活更加美好,Geim教授和Novoselov博士的获奖实至名归。     

非简谐振动对半导体基外延石墨烯热电效应变化规律的影响

本文建立了半导体基外延石墨烯的物理模型,考虑原子的非简谐振动,研究了它的杂化势以及热电势随化学势和温度的变化规律,探讨了原子非简谐振动对热电效应的影响. 对硅基外延石墨烯热电势的研究结果表明：简谐近似下,杂化势与温度无关;只考虑到第一非简谐项,杂化势随温度升高而增大;同时考虑到第一、第二非简谐项,则杂化势随温度升高而减小. 在给定温度下,外延石墨烯的热电势随化学势的变化在化学势为 处不具左右对称性,且在化学势为 eV附近有突变;给定化学势时,外延石墨烯热电势与单层石墨烯相似,均随温度升高而非线性减小,但外延石墨烯的值大于单层石墨烯的值;与简谐近似相比,非简谐效应会减小外延石墨烯热电势的值但减小量很小. 非简谐效应对热电势的影响随温度的升高而缓慢增大,大小在0.23%~0.25%之间.     

Asp分子手性对映体转变机理及水的催化作用

用色散校正密度泛函WB97X D方法、 微扰理论的MP2方法和自洽反应场的SMD模型方法, 研究两种天冬氨酸(Asp)分子在优势反应通道的手性对映体转变、 水分子催化及溶剂效应. 结果表明： Asp分子经α 羧羟基、 β 羧羟基、 β 羧基和R 基旋转及质子从α 碳向氨基氮、 质子从氨基氮向α 碳和羧基内质子迁移的一系列过渡态, 实现了手性对映体转变, 并得到几种不同构型的旋光异构产物; 具有2条较强单氢键和2条中等强度单氢键的Asp分子在优势通道旋光异构的内禀能垒分别为258.5,253.8 kJ/mol, 均来自α 氢向氨基氮迁移的过渡态; 2个水分子簇的催化使其能垒分别降至133.3,134.3 kJ/mol, 水溶剂环境下分别降至106.3,107.8 kJ/mol. 表明水分子簇的催化可使Asp分子缓慢实现手性对映体转变, 水溶剂化效应可加快反应速度.     

外消旋环氧化合物的水解动力学拆分研究

外消旋环己二胺与L-(+)-酒石酸反应得化合物1,化合物1与3,5-二叔丁基水杨醛缩合,得到手性配体(化合物2),化合物2与Co(OAc)2.4H2O反应生成Salen-Co(Ⅱ)催化剂,然后经氧化得到Salen-Co(Ⅲ)(OAc)催化剂。末端环氧化合物在Salen-Co(Ⅲ)(OAc)催化下进行水解动力学拆分,所得的手性二醇ee值达到99.7%。     

共振瑞利散射光谱法同时测定手性对映体的研究进展

自然界广泛存在具有手性的有机对映异构体,还有很多人工合成的手性化合物.这些手性化合物的物理化学性能相似相近,但其旋光性、生物活性和环境行为迥然各异.对这些有机对映体的手性识别和分离分析则是分析化学中很有吸引力的课题.人类对手性化合物的认识和手性识别经历了感性和理性的飞跃,尤其是对其手性识别从操作到理论分析,产生了许多手段和方法.但是适应不同要求的分离分析仍然在快速发展,尤其是不经分离而同时测定手性对映体的方法还在不断探索中.笔者拟用高灵敏度的共振瑞利散射光谱法为主的分子光谱分析方法进行深入研究,拟建立一种快速简捷高效的同时测定手性对映体的现代分析方法.     

空位缺陷对单层石墨烯薄膜拉伸力学性能的影响

采用Tersoff势对完美的和含空位缺陷的单层石墨烯薄膜的单向拉伸力学性能进行了分子动力学模拟,分别研究了单个单原子空位缺陷和单个双原子空位缺陷对扶手椅型和锯齿型石墨烯拉伸力学性能及变形机制的影响.研究结果表明,单原子空位缺陷和双原子空位缺陷对扶手椅型和锯齿型石墨烯薄膜的杨氏模量没有影响,但在一定程度上降低了拉伸强度和拉伸极限应变.单原子空位缺陷和双原子空位缺陷使拉伸强度降低幅度最高达8.10%和6.41%,并大幅度降低极限应变.缺陷对石墨烯的拉伸变形破坏机制也有一定的影响.在外载作用下,新的缺陷的萌生位置均出现在空位缺陷附近.     

石墨烯及二维六方氮化硼在LED散热中的应用

随着发光二极管的广泛应用,其散热问题日趋受到重视.针对发光二极管热导率影响其量子效率和产品寿命的问题,以具有高导热性能的石墨烯和二维六方氮化硼材料作为研究对象,综述了石墨烯和二维六方氮化硼在发光二极管电子器件散热领域中的一些重要的基础研究成果,并展望其在未来的应用前景.