龚文照
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陈成猛
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高建国
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孔庆强
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杨芒果
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王茂章
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刘朗
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杨永岗
新型炭材料
以热膨胀还原所制石墨烯为载体,采用超声辅助ˉ化学镀法制得石墨烯担载Ni纳米复合材料。利用X射线衍射仪和透射电子显微镜和能谱仪分析其微观结构及元素组成,研究其化学镀镍的反应机理。结果表明,随施镀时间的延长,Ni纳米颗粒以Pd为自催化活性中心,逐步附着在石墨烯表面上,并随Pd纳米颗粒的分布情况而富集在石墨烯边缘及皱褶区域；Sn纳米颗粒对化学镀镍贡献较小,以致化学镀镍后仍有部分残留。可见,在石墨烯表面进行化学镀镍时,Pd对Ni纳米颗粒的生长成核起定位和催化作用。
关键词:
石墨烯
,
机理
,
化学镀
,
镍纳米颗粒
苏方远
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谢莉婧
,
孙国华
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孔庆强
,
李晓明
,
刘卓
,
陈成猛
新型炭材料
本文对目前石墨烯在电化学储能过程中理论计算的研究进行系统整理，从石墨烯材料电子结构特征出发，对其在超级电容器、锂离子电池和氧还原过程中石墨烯起的作用进行综述，详细讨论了石墨烯在以上不同电化学环境中与物质的相互作用机制，为新型石墨烯基电化学储能器件的研究提供理论基础和研究思路。
关键词:
石墨烯
,
电化学储能
,
理论计算
,
电子结构
孔庆强
,
杨芒果
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陈成猛
,
杨永岗
,
温月芳
,
王茂章
新型炭材料
以氧化石墨为前驱体,采用真空热膨胀还原法获得了功能化的石墨烯材料.以石墨烯为纳米填料,采用静电纺丝法制备了一系列石墨烯改性聚丙烯腈(PAN)纳米复合纤维,经进一步预氧化和炭化得到纳米炭纤维.使用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、元素分析(EA)、热重(TGA)和差示扫描量热仪(DSC)研究了石墨烯对纳米炭纤维的宏观性能与微观结构的影响.结果表明,加入石墨烯后,PAN纳米纤维中分子取向变大,结晶度下降.对氧化、环化和脱氢反应可产生一定的抑制作用,导致预氧化反应程度下降.同时,石墨烯可作为炭化阶段微晶生长的晶核,有利于碳网平面的快速生长.
关键词:
石墨烯
,
静电纺丝
,
聚丙烯腈
,
纳米炭纤维
杨永岗
,
陈成猛
,
温月芳
,
杨全红
,
王茂章
新型炭材料
石墨烯是单原子厚度的二维碳原子晶体,也是性能优异的新型纳米复合填料.近三年来,石墨烯从概念上的二维材料变成现实材料,在化学和物理学界均引起轰动.通过述评氧化石墨及氧化石墨烯的制备、结构、改性及其与聚合物的复合,展望了石墨烯及其复合材料的研究前景,认为通过机械剥离氧化石墨可规模化制备氧化石墨烯,进一步将其化学改性并制备复合材料已取得较大进展,这一途径被认为足石墨烯规模化应用的战略起点.
关键词:
石墨烯
,
氧化石墨
,
复合材料
王立娜
,
陈成猛
,
杨永岗
,
温月芳
,
王茂章
材料导报
采用化学分散法大量制备氧化石墨烯,并采用直接共混法制备氧化石墨烯/酚醛树脂纳米复合材料.通过AFM、SEM、FT-IR、TG等对其进行表征,结果表明,氧化石墨烯完全剥离,并在基体中分散均匀,而且两者界面相容性好,提高了复合材料的热稳定性.通过高温热处理使复合材料薄膜在兼顾形貌的同时实现导电,当氧化石墨烯含量为2%(质量分数)时,其导电率为96.23S/cm.
关键词:
石墨烯
,
氧化石墨烯
,
水溶性酚醛树脂
,
复合材料
陈成猛
,
杨永岗
,
温月芳
,
杨全红
,
王茂章
新型炭材料
采用Hummers法合成氧化石墨,在水中超声分散获得氧化石墨烯水溶胶,通过微滤法使氧化石墨烯片定向流动组装,制得氧化石墨烯薄膜.再通过化学还原和热处理使所制氧化石墨烯薄膜脱氧重石墨化,保持其形貌时可控制其导电性,制得电导率为184.8S/cm的石墨烯导电炭膜.
关键词:
石墨烯
,
氧化石墨
,
导电率
,
薄膜
苏亚男
,
张寿春
,
张兴华
,
赵振波
,
陈成猛
,
经德齐
新型炭材料
使用层间喷涂法制备了石墨烯/炭纤维/聚醚醚酮(GR/CF/PEEK)复合材料,对材料微观形态、力学性能、热学以及电学性能进行了分析.结果表明,0.1 wt%的石墨烯的加入即可使复合材料的层间剪切强度(ILSS)从57.3 MPa增加到77.6 MPa,弯曲强度和弯曲模量分别从1 226.2 MPa、64.5 GPa增加到1 512.3 MPa、73.6 GPa.差示扫描量热结果证明少量石墨烯的加入能够提高复合材料基体的结晶度.同时复合材料的热导率和电导率也随着石墨烯含量的增加而增加,加入0.5 wt%的石墨烯,复合材料的热导率和电导率与未加入石墨烯相比分别增加了15.5%和73.1%.GR/CF/PEEK复合材料与CF/PEEK相比具有更优良的综合性能.
关键词:
石墨烯/炭纤维/聚醚醚酮热塑性复合材料
,
力学性能
,
导热性能
,
导电性能
焦琛
,
张卫珂
,
苏方远
,
杨宏艳
,
刘瑞祥
,
陈成猛
新型炭材料
超级电容器具有高功率密度、长循环寿命、良好的低温使用性能和安全性的优点,已经广泛应用到电子产品、能量回收和储能等领域.电极材料和电解液是决定超级电容器性能的两大关键因素,超级电容器常用的电极材料包括碳质材料(活性炭、碳纳米管、石墨烯、炭纤维、纳米洋葱碳等)、金属氧化物(金属氢氧化物)、导电聚合物及复合材料等;电解液主要有水系电解液、有机系电解液与离子液体.本文综述了超级电容器电极材料与电解液的研究现状,详细介绍了电极材料、电解液的性能及优缺点,并对新型电极材料和电解液的研究趋势提出展望.
关键词:
超级电容器
,
电极材料
,
电解液
宋宁静
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吕春祥
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陈成猛
,
马灿良
,
孔庆强
新型炭材料
doi:10.1016/S1872-5805(17)60119-7
通过抽滤法制备出氧化石墨烯薄膜,然后分别将其在1 300、1 400、1 500、1 600、1 700 ℃下进行炭化得到石墨烯薄膜.石墨烯薄膜的微观结构使用扫描电子显微镜、原子力显微镜、拉曼、X射线衍射光谱等仪器进行表征,其拉伸强度和断裂伸长率也随着退火温度发生了变化.当石墨烯薄膜在1 500 ℃进行退火时,其拉伸强度和断裂伸长率分别达到了最大值,为22.41 Mpa和2.44%,这可能是由于1 500 ℃时,石墨烯表面产生了更多的物理锁合位点.关于石墨烯薄膜退火温度-结构-机械性能之间的关系的研究,有望为石墨烯薄膜在实际应用中性能的优化提供理论指导.
关键词:
石墨烯薄膜
,
退火温度
,
褶皱
,
力学性能
