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石墨烯材料范文1
它是全能王
石墨烯有多薄？它的厚度仅为普通纸张的十万分之一。石墨烯的发现者、2010年诺贝尔物理学奖获得者安德烈・海姆这样描述石墨烯：可以被无限拉伸，弯曲到很大角度不嗔眩可以抵抗很高的压力，同时还有着非同寻常的导热性和导电性。
“石墨烯电阻率极低，电子能在其中极为高效地移动，这使得石墨烯有非常好的导电性。”中国科学院院士、中国科学院金属研究所研究员成会明说，如果将石墨烯与电子元件、电子设备进一步结合使用，可以增强储电设备的储电率，提高储电性能。
虽然只有一个原子的厚度，但石墨烯却是非常强韧的材料。通俗地讲，它强过钻石，“秒杀”钢铁。同时它又有很好的弹性，拉伸幅度能达到自身尺寸的20%。如果用一个平方米的石墨烯做成吊床，本身重量不足1毫克，可以承受1公斤的重物。
石墨烯还具有“针插不进、水泼不进”的零渗透特性。如果给船体涂上石墨烯涂层，就好像穿上防腐“铠甲”；如果发生化学品火灾，一张石墨烯薄膜可以把火灭掉。
石墨烯的惊奇之处还远不止此。1克重的石墨烯展开后面积为2630平方米！这么大的比表面积（1克固体拥有的总表面积），如果让它拥有超强的吸附性便可以用于海水淡化、污水处理等领域。
为了研究石墨烯，科学家们历经艰辛。当初在实验室获得的石墨烯片价值超过最珍贵的钻石。曾经100平方纳米的石墨烯，就要几千欧元，肉眼都看不见。不过经过不断探索，制备石墨烯的新方法层出不穷，工业化生产石墨烯已经成功。
接轨生活，希望无限
随着科研发展，目前，石墨烯系列产品开始走入百姓生活。石墨烯理疗、保暖产品、led用高导热石墨烯复合材料、石墨烯防弹材料等20余种石墨烯产品都已面世。
据了解利用石墨烯特性研发的新型防弹衣，防弹插板只需17毫米就能达到甚至超过传统产品的防弹效果，重量还可减轻20%。
利用石墨烯良好的导电性、散热性和材质坚固性，国内已经研发了石墨烯导静电轮胎，可用于特种车辆和装有易燃易爆等危险品的车辆。导静电轮胎可以避免普通轮胎与地面摩擦产生的静电，从而避免装有易爆品等危险品的车辆发生爆炸。
在石墨烯的诸多应用中，最受普通大众关注和期待的，是它改变手机等电子设备产品功能的可能性。
智能手机刚出现的时候，长时间通话、玩游戏，手机就会发烫。如今这一问题基本解决――因为石墨烯材料极好的导热性得到了应用。近年来生产出石墨烯导热材料的迅速被应用在智能手机上，成为小米等手机的大客户。
值得一提的是，中国科学院重庆绿色智能技术研究院已成功制备出国内首片15英寸单层石墨烯触摸屏，并正在开发系列基于石墨烯的柔性传感器件。今后手机、电脑的显示屏将超薄、超轻，可弯曲。
石墨烯材料范文2
关键词：石墨烯；环氧树脂；复合材料
1 引言
2004 年，英国科学家首次使用微机械剥离法成功地从高定向热裂解石墨上剥离出单层石墨烯，该实验发现了在富勒烯和碳纳米管 之后的又一种新型纳米碳材料，是碳材料科学研究领域的重要新发现[1]。
2 石墨烯
2.1 石墨烯的概述
石墨烯（Graphene）由碳原子以sp2杂化方式形成，是一种蜂窝状平面薄膜并且只有一个原子层厚度的准二维材料，所以又被称为单原子层石墨。石墨烯的厚度一般在0.335nm左右，因不同的制备方式会有小幅度的起伏。除金刚石外，其余所有碳晶体都由石墨烯作为基本结构单元。
2.2 石墨烯的制备
石墨烯作为一种性能优异的新材料，其制备方法是研究石墨烯的基础。随着对石墨烯的研究不断深入，目前有多种石墨烯的制备方法， 如机械剥离法、氧化石墨还原法等。
2.3 机械剥离法
机械剥离法是最简单的一种物理方法，即用物理手段将石墨烯薄片从大块晶体上剥离下来。2004年，Novoselovt等[2]用透明胶带在高定向热解石墨表面反复撕揭成功制备出了石墨烯，并获得了2010年诺贝尔物理学奖。该方法操作简单且不会破坏石墨烯的片层结构，但获得的产物尺寸不易控制，无法可靠地制备出要求尺寸的石墨烯，因此不能满足工业化生产的需求。
2.4 氧化石墨还原法
这是目应用最多的的制备石墨烯的方法。氧化石墨还原法制备石墨烯是将石墨片作为原料，并分散在强氧化性混合酸中，如浓硝酸、浓硫酸等，然后加入高锰酸钾或氯酸钾强等氧化剂氧化得到氧化石墨（GO）水溶胶，再经过超声处理得到氧化石墨烯， 最后用还原剂还原得到石墨烯。
3 环氧树脂
3.1 环氧树脂概述：
环氧树脂是泛指分子中含有两个或两个以上环氧基团的有机化合物，多数环氧树脂的相对分子质量不高，环氧树脂的分子结构是以分子链中含有活泼的环氧基团为其特征，环氧基团可以位于分子链的末端、中间或成环状结构。一般状态下，凡分子结构中含有环氧基团的高分子化合物统称为环氧树脂。
3.2 环氧树脂的性能：
固化后的环氧树脂具有良好的物理、化学性能。优良物理性能如电绝缘性、高耐热能力、具有黏附力强、内聚强度高、机械强度好、硬度高、柔韧性好、固化收缩率低、无挥发分、介电性能及耐高温性能良好等特点；其化学性能主要以超高的化学稳定性为代表。
然而固化后的环氧树脂交联密度高、内应力大、疲劳寿命短和抗冲击性差等缺点，需对其进行增韧来提高抗冲击能力。可以添加有机填料、制作半互穿网络或引入柔性链段等方式来增韧。[3]
4 石墨烯/环氧树脂复合材料
4.1 石墨烯/环氧树脂复合材料的研究现状
复合材料，是由两种或两种以上不同性质的材料，通过物理或化学的方法，组成具有新性能的材料，各种材料在性能上互相取长补短。氧树脂具有优异的抗腐烛性能、粘接性能和电绝缘性能，但是环氧树脂固化后却具有脆性大、阻止裂纹扩展能力差、耐热性差等缺点。那么，可通过在环氧树脂中引入增强相来改善环氧树脂的性能。为充分利用石墨烯的优异性能，将石墨稀作为增强体加入到聚合物基体中，改善聚合物基体的性能，得到性能优异的复合材料。
4.2 石墨烯/环氧树脂复合材料的制备
本文以环氧树脂为基体，改性石墨烯为增强体，制备了改性石墨烯/环氧树脂复合材料，具体实验步骤为：（1）称取一定量环氧树脂、改性石墨烯（环氧树脂质量的0 wt.%、0.1 wt.%、0.3 wt.%、0.5 wt.%）；（2）将改性石墨烯与一定量丙酮混合并超声3h（温度为30℃，功率为300W，频率为45KHZ），将环氧树脂于80℃水浴中预热15min；（3）将改性石墨烯、丙酮混合体系加入环氧树脂中并于80℃水浴中机械搅拌3h；（4）将混合体系放入真空干燥箱中抽真空12h（温度为80℃）；（5）将预热后的固化剂加入混合体系并置于70℃水浴中轻微搅拌10min，然后放入真空干燥箱中抽真空10min（温度为60℃）；（6）将混合体系浇入已预热的模具（涂抹少许甲基硅油）内，并置于真空干燥箱中，于60℃下固化1h 、80℃下固化1h、120℃下固化5h，冷却至室温后取样。
4.3 石墨烯/环氧树脂复合材料的性能
（1）力学性能方面
任小孟[4]等人研环究了石墨烯类材料对氧树脂的增韧效果，研究表明了石墨烯具有较好的增韧效果，随添加量的增加，效果更明显。同时，还研究了复合材料的拉伸强度，当石墨烯含量为1.0wt%时，其拉伸强度达到最大值（约62.7MPa）。
（2）热性能方面
唐波等人[5]围绕石墨烯对环氧树脂热导性能的提高相关机理开展研究，研究表明石墨烯能显著提高环氧树脂的热导率，当石墨烯的含量为15%时，在常温下复合热界面材料的热导率达到4.8W/（m？k）。
（3）电性能方面
王学宝等人[6]研究，采用溶胶一凝胶法和超临界干燥法制备石墨烯气凝胶（GA），高温热还原法制备热还原GA，超声共混法制备热还原GA/环氧树脂（EP）复合材料，，研究其导电性能。结果表明，S热还原GA质量分数的增加，热还原GA/EP复合材料的玻璃化转变温度先升高后降低，而其电导率逐渐增加。
5 结语
本文主要阐述了石墨烯的制备方法以及石墨烯-环氧树脂复合材料的研究现状。目前，在石墨烯的研究中，如何制造成本低廉、结构性能稳定的石墨烯材料、并量化生产，如何制备功能化的石墨烯并且能充分改善环氧树脂的各方面性能，如何使石墨烯在环氧树脂基复合材料中达到符合使用要求，并充分发挥其良好的力学、电学等性能以提高复合材料的综合性能是石墨烯-环氧树脂复合材料规模化生产以及应用的基础。
参考文献：
[1]Novoselov KS，Geim AK，Morozov SV，et al.Electric field effect in atomically thin carbon films[J]Science，2004，306（ 5696） ：666 -669.
[2]Novoselov， K. S.； Geim， A. K.； Morozov， S. V.； Jiang， D.； Zhang， Y.； Dubonos， S. V.； Grigorieva， I. V.； Firsov， A. A. Science， 2004， 306， 666？669
[3]郭增荣，赵 宇，张 新，吴双九，石墨烯/环氧树脂复合材料的研究进展[J]. 纤维复合材料，2016，（18）：9-10.
[4]任小孟，王源升，何特.石墨烯类材料对环氧树脂的增韧及其机理研究[J].化工新型材料，2013，41（9）：l14-l16.
石墨烯材料范文3
1.石墨烯与聚苯胺的复合
1.1 石墨烯
石墨烯，是由一层碳原子构成的石墨薄片，是目前已知的导电性能最出色的材料，这使其在微电子领域极具应用潜力。除了在电子器件的应用外，石墨烯在电池电极材料、储氢材料、纳米复合材料、生物传感等领域的应用已广泛开展一种新型的碳材料，是由一层碳原子构成的石墨薄片。
1.2 聚苯胺
近年来，聚苯胺由于其良好的环境稳定性、导电性和独特的氧化还原性能成为人们研究的热点，但聚苯胺主链的刚性和相邻主链之间的氢键作用不利于测定聚合物本身的分子结构，以及质子、对离子和电子在聚苯胺链中低的扩散能力与转移速率，导致了中性环境中聚苯胺低的电化学和电催化性能，降低了其产业应用价值，因此提高聚苯胺的电化学及电催化活性成为科研工作者的焦点。目前，人们通过在聚苯胺链中引入-SO3H，-COOH等功能化基团来改变其性质，形成功能化聚苯胺。
1.3石墨烯与自掺杂聚苯胺的相互作用
Liu等[1]通过静电吸附构造了无需支撑物的石墨烯/聚苯胺纳米纤维复合材料。除了薄和有柔韧性的优点外，由于有大表面积的GS和高电容性的PANI指尖的良好结合，制备好的PSS-GS/PANI复合材料薄膜综合来说比纯的PSS-GS有更好的电化学性能。
2 .2 实验方法
2.1 氧化石墨的制备
将过硫酸钾2.5 g和五氧化二磷2.5 g在12 mL浓硫酸中溶解，加热至80 ℃，搅拌至溶解。加入3.0 g石墨粉，在80 ℃下保持4.5 h,稀释至500 mL，静置过夜。过滤，得到预氧化的石墨。
将预氧化的石墨在冰浴条件下缓慢加入120 mL浓硫酸，再向其中加入15 g高锰酸钾，在35 ℃条件下搅拌2 h，向混合物中缓慢加入250 mL水，控制放热在70-80 ℃左右(有烟雾出现为宜)。另取500 mL-700 mL水，加热到70-80 ℃，倒入混合溶液中。再加入20 mL左右30%的双氧水，至溶液由紫红色变为土黄色。静置过滤，水洗至pH为中性，晾干，研磨。
称取1.0 mg干燥的氧化石墨在10 mL的试剂管中配成水溶液。
2.2 自掺杂聚苯胺的制备
将0.23 g苯胺，0.43 g氨基苯磺酸，0.11 g十六烷基三甲基溴化铵在40 mL、0.15 mol/L的HCl中溶解，加入20 mL、0.06 mol/L的过硫酸铵溶液（APS），在5 ℃下静止24 h。
量取一定体积的聚苯胺溶液，晾干后称得固体质量，计算得出聚苯胺溶液浓度，稀释至0.2 mg/ mL。
2.3 碳糊电极的制备与预处理
将石墨粉和石蜡以3:1的质量比在研钵中混合，并将研钵放入烘箱中烘烤，烘烤温度控制在70度左右，石蜡完全融化后，取出研钵用力研磨，如此研磨5-6次，每次大概十 min左右，保证石墨粉和石蜡混合均匀，然后将其装入直径为4 mm的玻璃管中，在管子中央插入铜丝作为导电体，即可得到碳糊电极(CPE)。使用前将电极表面在称量纸上打磨成镜面。
2.4 复合材料及修饰电极的制备
在碳糊电极表面滴加10 μL制备好的氧化石墨烯，在室温下晾干，制的石墨烯修饰电极，记GNO/CPE。在碳糊电极表面滴加10 μL制备好的自掺杂聚苯胺，在室温下晾干，制的自掺杂聚苯胺修饰电极，记SPAN/CPE。将制得的氧化石墨水溶液与自掺杂聚苯胺水溶液按照相同的体积混合，配得氧化石墨与自掺杂聚苯胺质量比1:2的混合溶液，将混合溶液在超声机中超声30 min制得复合材料。取复合材料的悬浊液10 μL滴涂在处理好的碳糊电极表面，自然风干后制得GNO-SPAN/CPE。
2.5 电化学检测
在含0.1 mol/L H2SO4的溶液中于CHI 660C电化学工作站上记录修饰电极的循环伏安图，扫速为100 mV/s。
3 结果与讨论
3.1GNO-SPAN复合材料的协同作用
不同材料修饰碳糊电极在0.1 mol/L H2SO4溶液中的循环伏安曲线可以看出，裸碳糊电极不出峰，这是因为裸碳糊电极导电性差；而修饰了氧化石墨烯以后，电极同样不出峰，说明GNO本身导电效果并不优越。这与氧化石墨的结构有关，石墨烯的环氧基导电性差，超声后而产生的GNO在这过程中并没有发生化学变化，所以延续了氧化石墨的绝缘性。相比之下，修饰了自掺杂聚苯胺的碳糊电极已经有较明显出峰，但峰电流较小（曲线b），说明SPAN/CPE则可以有效地使H2SO4在电极表面氧化和还原。聚苯胺是一种重要的导电聚合物，因此由SPAN修饰的电极导电性也比较好。修饰了GNO-SPAN复合材料的碳糊电极出峰明显，复合纳米材料是由多种不同的纳米材料组成，它的性能不仅是各种组成纳米材料的加和，还具有协同效应。峰电流较大，证实了峰电流的增大是协同作用的结果。
3.2 聚苯胺与自掺杂聚苯胺的选择比较
从裸碳糊电极在0.1 mol/L H2SO4溶液中的循环伏安曲线得知，裸碳糊电极不出峰，而修饰了GNO-PANI复合材料以后，已经有了较明显出峰，聚苯胺随溶液pH的升高，电化学化性降低，在pH＞4时，电化学活性很小，导致峰电流较小。而修饰了GNO-SPAN复合材料的碳糊电极克服了这一缺点，在弱酸中仍有很好地导电性，所以出峰明显，峰电流较大。
3.3 氧化石墨烯与自掺杂聚苯胺组合方式的优化
氧化石墨直接与自掺杂聚苯胺混合超声得到的复合材料导电性较好，而先经过超声了的氧化石墨由于变成片状结构的氧化石墨烯，在与自掺杂聚苯胺复合的过程中将聚苯胺包裹起来，导致其导电性变差。
3.4复合材料制备中超声时间的优化
从超声20 min开始，峰电流呈增大趋势，过了30 min后随超声时间的增长，峰电流又开始减小。超声30 min的复合材料修饰电极的电活性表面积最大。
3.5 复合材料制备中自掺杂聚苯胺浓度的优化
从不同配比的GNO-SPAN复合材料修饰电极在硫酸中的曲线可以看出，当自掺杂聚苯胺在氧化石墨烯材料中所占比重逐渐增大时，修饰电极的峰电流也不断增大，并在质量比1:2时达到最大。当聚苯胺比重继续增大时，峰电流会减小。这是因为自掺杂聚苯胺纤维量过大，易发生团聚现象，修饰电极的电化学活性反而会减小。不同质量配比的自掺杂聚苯胺和氧化石墨烯复合物的扫描电镜图进一步证实了实验结果。当氧化石墨烯/自掺杂聚苯胺纤维在质量比1:2时得到良好的均质的复合物膜，当比例继续增大时，自掺杂聚苯胺纤维完全淹没在氧化石墨烯中。由此可知，在GNO-SPAN/CPE中，虽然SPAN是良好的导电聚合物，但其含量并不是越高越好，GNO与SPAN的质量比为1：2时达到最佳效果。
4 结论
本文对以前石墨烯与自掺杂聚苯胺复合材料的合成与电化学表征在铁氰化钾中自掺杂聚苯胺、氧化石墨烯的各项优化条件对峰电流的影响在硫酸中进行拓展，实验中用氧化石墨烯与自掺杂的聚苯胺对电极进行修饰。氧化石墨烯和自掺杂的聚苯胺复合修饰电极有明显协同效应。实验表明石墨烯与自掺杂聚苯胺以1:2的比例会出项最高峰电流；复合纳米材料超声30 min有最高峰电流；自掺杂聚苯胺与石墨烯的复合材料比聚苯胺与石墨烯的复合材料有更高的峰电流；并且氧化石墨直接与自掺杂聚苯胺混合超声得到的复合材料导电性较好，而先经过超声了的氧化石墨由于变成片状结构的氧化石墨烯，在与自掺杂聚苯胺复合的过程中将聚苯胺包裹起来，导致其导电性变差。
石墨烯材料范文4
关键词 还原性石墨烯；4.硝基苯酚；纳米铜；计时安倍；计时库仑；微分脉冲伏安法
1 引 言
硝基苯酚是一类分子结构中包含苯环、硝基和酚羟基的化合物，常被用作合成染料、药物、橡胶添加剂、感光材料等的中间体[1]。其中对硝基苯酚（4.硝基苯酚，p.Nitrophenol（p.NP）或4.Nitrophenol（4.NP））是化工生产中重要的有机合成原料，用于生产农药、皮革着色、炸药合成以及木材防腐等[2]。4.NP能溶于水，性质稳定，在环境中残留时间较长，难以生物降解，对生态系统和人体有很强毒性[3，4]，被列入于世界“环境优先控制有毒有机污染物”的名单[5]。因此，开发简单、灵敏、准确的4.NP分析方法具有重要的实际价值。美国环保局在2012年的《饮用水水水质标准和健康指导》（Drinking Water Standards and Health Advisories）中规定饮用水中4.NP的终生安全饮用限值（LHA）为0.06 mg/L[6]。国内环境标准尚没有关于4.NP限量的规定[7]。国标GB 8978.1996仅规定挥发酚的最大允许排放量为0.5 mg/L[8]，GB 5749.2006规定饮用水中挥发酚（以苯酚计）的浓度限值为0.002 mg/L[9]。4.NP常用的检测方法有毛细管气相色谱和高效液相色谱法，具有较高的灵敏度和准确度。然而，水体中常同时存在多种酚类化合物，且4.NP由于苯环上硝基（NO2）和羟基（OH）随着取代位置的不同而具有多种同分异构体，彼此的结构和理化性质相似，色谱保留时间非常接近，难以分离，无法准确定性。而预处理程序比较繁琐、耗时，无法实时检测，检测仪器昂贵[10，11]。近年发展起来的快速检测方法，特别是电化学生物传感器因具有成本低、方法简单和可实时在线测定等优点，在环境监测中得到广泛应用[12～14]。
金属纳米颗粒具有独特的光电特性[15]。然而，化学合成的纳米金属颗粒易团聚或者易被表面活性剂包埋活性位点，无法与反应物充分接触，严重降低了催化活性[16]。石墨烯（Graphene）具有二维平面结构和良好的导电性、大的比表面积以及丰富的含氧官能团和表面缺陷，可以为负载纳米金属粒子提供位点[17，18]，目前已成功负载Ag[19]， Au[20]， Pd[21]， Pt.Au[22] 等多种贵金属纳米粒子，然而，贵金属昂贵的价格和有限的资源限制了它的广泛使用[23]。过渡金属Cu廉价且导电性好，特别是纳米尺寸的金属Cu在某些方面比贵金属具有更高的氧化电势[24]。Hang等[25]制备出纳米铜颗粒.氧化石墨烯（CuNPs@rGO）核壳阵列的纳米材料，电催化4.硝基苯酚的效果是AuNPs的14倍。Shaabani等[26]制备出纳米铜.纳米金.还原石墨烯和纳米铜.纳米银.还原石墨烯（AuCu@G.rGO 和AgCu@G.rGO）双金属纳米颗粒，Krishna等[27]制备出高催化活性的铜.镍.还原石墨烯纳米复合物（Cu@Ni/RGO），用于环境污染物4.NP的处理。
本研究采用石墨烯为基底，通过聚丙烯酸（PAA）键合氧化石墨烯（GO），以NaBH4为还原剂，将Cu2+还原为纳米铜（CuNPs），将GO还原为还原性石墨烯（GR），制备出新型铜纳米复合材料（CuNPs/PAA/GR），以此修饰玻碳电极快速检测4.NP，获得了满意的结果。
2 实验部分
2.1 仪器与试剂
CHI620E电化学分析仪（上海辰华仪器有限公司）； PHS.3C型pH计（上海精科实业有限公司）； TGL.16C离心机（常州朗越仪器制造有限公司）； EVO MA 15/LS 15扫描电子显微镜（德国卡尔蔡司公司）。
聚丙烯酸（PAA，天津市科密欧化学试剂公司）； KMnO4， NaBH4，CuCl 2・2H 2O（国药集团化学试剂有限公司）； 30% H 2O 2（成都市科龙化工试剂厂）； 4.硝基苯酚（Aladdin公司）。以上试剂均为分析纯。膨胀石墨（青岛福金石墨有限公司）； 实验用水均为二次蒸馏水。
2.2 氧化石墨烯和CuNPs/PAA/GR复合材料的制备
采用改进的Hummers法制备氧化石墨[28]， 将45.00 mg氧化石墨超声分散在45 mL二次蒸馏水中，加入20 mL PAA（15%， w/w），超声分散5 h，静置过夜。加入75 mL 0.2 mol/L CuCl 2，室温下磁力搅拌2 h。逐滴加入0.4 mol/L NaBH4，直到呈现棕褐色，静置分层。将得到的还原石墨烯（GR）和纳米铜（CuNPs）混合物进行抽滤，再分别用CH 3OH和H 2O各洗涤4次。最终产物在50℃真空干燥。
2.3 GCE/CuNPs/PAA/GR修饰电极的制备
将2.0 mg CuNPs/PAA/GR纳米复合材料超声分散在1.0 mL水中，取2 μL滴涂在预先处理好的玻碳电极表面，室温下晾干，得到修饰电极GCE/CuNPs/PAA/GR。
2.4 电化学测定
电化学检测采用三电极体系：以修饰的玻碳电极（GCE，直径3 mm）为工作电极，饱和甘汞电极（SCE）作为参比电极，铂柱电极作为对电极。电解质溶液为0.1 mol/L PBS （pH 7.0）。
3 结果与讨论
3.1 扫描电镜和能谱表征
由氧化石墨烯（GO）的扫描电镜图（图1a）可见，石墨烯在玻碳电极表面形成一层均匀的单层膜。由纳米复合材料PAA/GR/CuNPs的扫描电镜图（图1b）可见，均匀分散在石墨烯中，未出现团聚现象，这是因为PAA分子上存在大量羧基，当与氧化石墨烯中羟基键合后，会增加石墨烯表面的配位氧原子，与铜形成稳定的络合物。图1c为EDX能谱图，表明此材料含有元素C（1.70%）和Cu（1.08%），其中Au是测样喷金的缘故。
3.2 4.NP在不同修饰电极上的电流响应
考察了不同修饰电极在0.1 mol/L PBS （pH 7.0）和10 μmol/L 4.NP溶液中的电流响应情况（图2）。玻碳电极（GCE） 在0.1 mol/L PBS中未观察到电流响应（曲线a），而在10 μmol/L 4.NP溶液中，在0.92 V出现了4.NP的特征峰（曲线b），
但电流比较微弱。与GCE相比，GCE/GO上4.NP的特征峰电流增加0.03 μA（曲线c）。当GCE上修饰CuNPs/PAA/GR后，峰电流与GCE相比增加了1.3倍（曲线d），这是因为在PAA的协助下，CuNPs被均匀而稳定地分散在改性后的石墨烯中，活性位点暴露于材料表面，更好地发挥了协同催化效应[29，30]。
3.3 pH值和扫速对响应电流的影响
考察了GCE/CuNPs/PAA/GR修饰电极在不同pH值（4.0，5.0，6.0，7.0，8.0和9.0）下的4.NP峰电流响应信号。随着pH值从4.0增至 7.0，峰电流呈上升趋势；继续增大pH值，峰电流减小。因此，本研究选择0.1 mol/L PBS缓冲溶液（pH 7.0）为电解质溶液。
图3为扫速对4.NP氧化峰电流和电位影响的循环伏安图，在扫描速率50～300 mV/s范围内，当扫速以50 mV/s的规律不断递增时，4.NP的氧化峰电流或峰电位呈线性递增关系。氧化峰电流与扫速的线性方程分别为I pa= 0.09ν-6.25（R2=0.9978）， 说明4.NP在GCE/CuNPs/PAA/GR电极表面是受吸附控制。氧化峰电位与扫速对数的线性方程E pa=0.022lnν +0.81（R2= 0.9962），根据Laviron方程[31]， 计算电子转移数n=2.3，表明电极过程为两电子的传递过程。
3.4 电化学有效面积及吸附量的计算
GCE/CuNPs/PAA/GR修饰电极的电化学有效面积用公式（2）计算[32]。其中K3[Fe（CN）6＼] 可作标准物质，浓度0.1 mmol/L，扩散系数D为7.6×10 6cm2/s，电子转移数n为1，法拉第常数F为96480 C/mol， Q dl为双层电荷， Q ads为Faradaic电荷。
3.5 催化速率常数的计算
3.7 GCE/CuNPs/PAA/GR电极稳定性、重现性、干扰性
将制备好的GCE/CuNPs/PAA/GR修饰电极于4℃避光保存，每5天取出测定一次。结果表明，随着存放天数增加，电流响应值不断降低，20天后降为初始电流的93%，相对标准偏差（RSD， n=3）小于3.2%，表明制备的修饰电极稳定性和重现性良好。
3.8 分析应用
为进一步研究此修饰电极的实用性，采用本方法测定了广西民族师范学院校区内湖水、自来水以及生活废水，水样经简单过滤直接测定，3种水样中均未检测到4.NP。对上述水样进行加标回收实验，结果如表2所示，相对标准偏差均小于5%，回收率在88.6%～100.7%之间，表明此修饰电极测实际水样中的4.NP含量准确度高，精密度好，具有良好的实用性。
4 结 论
采用一种简单、温和的原位生长法将铜纳米粒子和石墨烯非共价键合，制备得到纳米复合材料CuNPs/PAA/GR，用于修饰玻碳电极（GCE/CuNPs/PAA/GR），对4.NP具有良好的电催化活性。采用DPV方法进行检测， 4.NP的浓度在1～150 μmol/L范围内与电极响应呈良好的线性关系，检出限为0.23 μmol/L （S/N=3）。此修饰电极具有良好的稳定性和重现性。测定了实际水样品中的4.NP含量，表明此电极具有良好的实用性。
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石墨烯材料范文5
在他从事彩电研发的2017年间，面对激烈的彩电市场竞争，常年恶性循环的价格战，他坚持走技术创新之路，彩电研发工作在他的主持下不断提出新概念，做到“人无我有，人有我精”的产品设计思想。**同志首次研发了3480g、2980g系列纯屏机并在行业内率先开发了以2999uz为代表的飞利浦超级单片系列机型，还组织取得了《实现电视机音频频普的动态图形均衡显示装置》、《实现对电视频道进行加解销方法》两项研究取得了国家专利。**同志与其它研发人员克服重重困难，不断向社会推出了技术含量高、深受群众欢迎的彩电新品，这些产品的开发为提高彩电的技术，超越“价格战”提供了好的示范，在同行中引起了强烈反响，[文章-帮您找文章]国内一些知名彩电厂家纷纷跟进，带动了彩电行业进入良性竞争阶段。
他对科研项目锲而不舍，刻苦攻关，把不断接受新挑战、研制新产品当成人生的乐趣，把提升彩电高科技含量，造福社会，造福人民群众当成自己不懈追求的目标。自2017年走上技术管理岗位后，tv内销研发所在他的带领下研发项目设计按时完成率由2017年的48大幅提高到了2017年的80.2，2017年设计按时完成率由2017年的20.8提高到了2017年的73.33。凭着对项发管理技术的独到见解，在2017年7月他还兼任tte全球crt产品规划总经理，对tv产业及产品发展规划工作有较深的认识，并有效推动了tte全球crt产品的整合与规划工作。
在平时工作中，**同志不仅自己干好工作，还注意培养身边的年轻人。他将年轻同志置身于关键岗位，毫无保留地传授自己多年来积累的丰富经验，在他的言传身教下，年轻技术人员避免了许多弯路，在研发工作中脱颖而出，逐渐成为新品开发的主力。
石墨烯材料范文6
关键词：金属材料 磨损失效 防护措施
中图分类号：TH117.1 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2013）06（b）-0074-01
在内容繁多的基础科学中，材料科学的地位无疑是举足轻重的，材料科学的存在促进着工业企业的长远发展。而在材料科学中，金属材料则是其中最重要的材料之一。因此，金属材料的磨损失效现象往往会引起从业者的格外关注。在金属材料的众多失效形式中，磨损、磨蚀和断裂是最主要的三种形式，而在这三种形式之中，磨损失效又是最为常见的。所以，在金属材料的防护领域中，如何解决金属材料的磨损失效是其中的重中之重，并且是工业发展不可缺少的组成部分。
1 金属材料磨损失效的危害
在金属材料的使用过程中，不同金属材料副表面之间的相互接触摩擦和相互运动是不可避免的；而这种金属的相互作用则会引起材料表面的损耗，这种损耗就是本文要研究的摩擦损耗。摩擦损耗往往会对金属材料的尺寸、外形、结构及性能造成不同程度的影响。在工业机械设备的运转过程中，周围环境相对而言较为恶劣，条件苛刻，同时机械设备往往是高速运转，所以，在机械设备工作时经常会有不少的杂物，如粉尘、水汽和其他有害气体，进入设备中，之后会和设备中的金属材料相互运动摩擦，如果这些杂物不能及时地清除，那么就会发生设备金属材料的摩擦损失。如果这种磨损积聚到一定程度，就会破坏设备各零件的相互协调运作，降低设备的各项性能，更有甚者会导致意外事故的发生，这不仅会损害企业的经济效益，还可能危害从业人员的人身安全。
2 金属材料磨损失效的基本形式
金属材料的磨损失效在工业建设中是不可忽略的问题，也是亟待解决的问题。而在工业建设中，要想及时有效地解决这种金属失效问题，清楚掌握造成这种金属磨损失效的形式及机理显得尤为重要。在现代的工业建设中，金属的磨损失效主要有以下几种形式：
2.1 磨粒磨损失效
磨粒磨损失效是由于金属的磨粒磨损造成的金属材料相应性能的损失，是材料磨损失效的普遍形式。根据磨粒磨损过程中金属材料磨损表面所受的应力和冲击力不同，我们可将磨粒磨损分为凿屑磨损、擦伤磨损以及碾碎磨损。通常情况下，在高应力和硬磨粒的状态下，会出现凿屑磨粒现象；而在磨损过程中，如果磨粒硬度相对较小，则会划伤金属材料表面，使得金属材料上出现凸凹不平的现象，这种磨损叫做碾碎式磨损；如果造成磨粒的应力相对较小，则会出现擦伤磨损。
2.2 黏着磨损失效
黏着磨损失效则是由黏着磨损造成的金属性能失效，而这种黏着磨损则是一种较为复杂的磨损。一般情况下，如果两个相对滑动的金属材料表面不良或者超负荷工作，这就会造成金属表面的应力过高；当相对滑动的金属表面的应力达到一定程度时，就会造成接触面温度急剧上升，致使金属局部熔化，在之后的冷却过程中，接触面会固相焊接。当金属表面再次滑动时，足够的切向力会使得黏接点断开，破坏金属的摩擦表面，从而会产生金属磨屑，产生黏着磨损。
2.3 疲劳磨损失效
当金属材料的摩擦副表面在相对滑动过程中，往往会忽略周期负荷的作用，这在循环往复的工作回合中，会使得接触应力增大，直到超过金属材料的承受范围，最终导致金属材料的变形以及其它各种失效现象。在摩擦学中，疲劳磨损往往会被认为是由长期的周期负载造成的。长期的周期负载会使金属材料结构变形，表面塑像变形，更有甚者会使金属表面出现裂纹。在弹力学中，金属材料的疲劳磨损则是十分严重的问题，必须快速有效地解决疲劳磨损。
2.4 腐蚀磨损失效
在工业机械设备工作的过程中，其中的金属材料难免会和空气及水汽等介质接触，而金属的活泼性又使得金属极易和这些介质发生相应的化学或电化学反应，这就会造成金属的腐蚀磨损。在腐蚀磨损中，腐蚀物是不可避免的，而这些腐蚀物则会继续产生其他磨损，使得磨损重叠，加剧金属材料的磨损程度，产生更严重的失效。
2.5 微动磨损失效
在机械设备的金属材料中，相对滑动的金属材料很容易产生磨损，而相对固定的金属材料也会产生磨损，只不过磨损情况相对较轻。在相对固定的金属材料和副材料的摩擦表面之间，往往会因为周围环境的影响产生接触面微小的相对运动，而这种振幅较小的相对振动则是产生微动磨损的原因。
3 金属材料磨损失效的防护措施
3.1 提供良好的工作环境
机械设备的工作环境是造成金属材料磨损的主要因素之一，因此改善机械设备的工作环境是处理金属磨损的有效方法。在机械设备的工作过程中，要最大程度的优化其工作环境，减少设备的超额工作时间，同时防止各种腐蚀性物质因操作不当而浸入机械设备中，从而营造一个良好的工作环境，增强金属的防护能力，保持金属材料的连续使用性。
3.2 合理选择金属材料
在良好的工作环境的前提下，合理地选择抗磨性的金属材料也是金属材料的防护手段之一。通过上文的分析，金属材料的自身性质是金属磨损的决定性因素，所以在金属材料的选择过程中，要根据金属材料的工作环境，合理的选择工作材料。同时，在选定材料后，也可对金属材料进行表面强化，提高材料硬度，增强其耐磨性。
3.3 金属材料表面和结构强化
在金属材料相对运动的过程中，材料的表面特征则会大大影响金属的磨损；因此，改善金属材料摩擦便面的光滑程度，降低摩擦表面的摩擦系数，可大大降低金属磨损。同时，金属材料的结构也大大的影响着金属材料的磨损，合理的金属配合方式便可在很大程度上降低金属磨损。
3.4 定期进行金属材料保养
在做好了所有的前期处理之后，金属材料的定期保养也是非常重要的。在设备运作一段时间之后，对金属材料进行保养，可很大程度的修复和改善金属的性能，增强其抗磨性，从而提高金属材料的使用寿命。
4 结语
由上文的分析可知，金属材料的磨损大大降低了金属的使用可靠性，同时减少了金属材料的使用寿命。所以，我们必须通过对金属材料磨损形式和机理的分析，采取合理的防护措施来增强金属材料的抗磨性，同时也要不断地研发新型耐磨金属材料，来降低金属材料磨损失效的可能性，这样才能避免工业生产中意外事故的发生，从而保证工业企业的经济效益和从业人员的人身安全。
参考文献
