石墨烯自组装

格式：ppt
大小：1.76 MB
文档页数：23

下载文档原格式

类沸石咪唑骨架ZIF-8复合材料构筑及其应用——针对包装行业VOCs的监测和处理

金属有机框架材料在现代材料学领域发展前景诱人，潜在应用领域广泛。本文将 GQDs 与甲基咪唑和
锌离子复合，制备出复合材料以提高对 VOCs 的吸附、检测性能。以二甲苯、丙酮和甲醛三种有机挥发性气体作为监测目标，利用含有 GQDs 的类 ZIF 复合材料作为荧光探针来检测其用于 VOCs 监测时的效果。
摘要：本文以石墨烯量子点为基体，在边缘接枝甲基咪唑，再与锌离子络合形成含石墨烯量子点的类沸石咪唑骨架 ZIF-8 复合材料。其中，柠檬酸为碳源，组氨酸提供甲基咪唑为配体。利用扫描电镜、透射电镜、 X 射线衍射、红外光谱、吸附等手段研究复合材料的微观结构和对 VOCs 的监测效果。制备的类 ZIF-8 复合材料具有三维多孔结构，将其作为荧光探针，二甲苯、丙酮和甲醛三种 VOCs 作为监测目标，吸附结果表明复合材料对二甲苯、丙酮和甲醛均具有良好的监测灵敏度，其中对二甲苯的监测灵敏度更高，检测极限达到 0.014 μg/mL。关键词：石墨烯量子点；沸石咪唑酯骨架材料；复合材料；挥发性有机物；吸附中图分类号：TB48 ；TB33 ；TQ424 文献标识码：A 文章编号：1400 (2021) 06-0043-04
3 结果与讨论
图 1 类 ZIF-8 复合材料的 SEM 图 Fig.1 SEM of like ZIF-8 composites
形成。 3.2 类 ZIF-8 复合材料的结构分析
图 2(a) 是类 ZIF-8 复合材料的 FT-IR 图，其中大部分的吸收谱带与咪唑单元的振动有关。如在 1575cm-1 的特征峰归因于 C=N 伸缩振动，在 13501500cm-1 频带范围内与咪唑环伸缩振动有关。C-S 和 S-O 伸缩振动峰分别出现在 510cm-1 和 1050cm-1 处，3500cm-1 处的 O-H 伸缩振动峰与 GQDs 的吸收带相对应。图 2(b) 为类 ZIF-8 复合材料的 XRD 谱图。在 XRD 谱图上，25°附近处有一个微弱的衍射峰，对应于石墨的 (002) 晶面，10°和 18°处的衍射峰则分别对应于 ZIF-8 的（002）和（222）。结果验证了制备的复合材料不仅含有 His-GQDs，还具有类 ZIF-8 结构。

自组装图案与自组装修饰

自组装图案及自组装修饰利用自组装技术进行不同几何形状图案的构建以及对材料表面的修饰是自组装技术最简单、最初步的应用。

一方面可以选择一定结构、形状的分子, 通过自组装技术可以构筑不同几何形状的图案, 如: 利用基于DNA 碎片的自组装技术, 构筑了不同形状及图案的一维、二维、三维纳米结构, 作为自选性胶体的 DNA碎片为纳米材料定向自组装提供了平台, 在纳米光电器件及蛋白/配体纳米阵列等方面存在潜在的应用价值；又如，通过富勒烯衍生物的自组装, 构建了以 C60为中心以衍生物的长链为外壳的稳定的纳米球, 以及由这样不同的纳米球所形成的纳米网, 并且纳米球和纳米网不仅是热力学稳定的, 其尺寸也可以通过调节富勒烯衍生物中长链的分子量而得到控制。

另一方面可以通过自组装技术对材料表面进行修饰，以增强材料的力学性质、生物相容性, 或者获得本来根本不具备的光、电、磁、手性等性能的新材料。

利用自组装技术, 无论是对不同几何形状结构的构筑还是对材料表面所进行的修饰, 不仅有利于发现更多的可用于自组装的分子及元件,而且也为多样化功能器件的构筑提供更为丰富的原材料, 从而为自组装技术的进一步发展奠定基础。

本文主要选取自组装技术在图案化或纳米结构和材料表面修饰的主要应用进行分别介绍：1.自组装纳米图案或纳米结构表面图案化是指在至少一维的方向上生成纳米级的规则表面结构，在材料科学、微电子学和细胞生物学等方面有着重要的科学意义和应用价值，其在纳米反应器、微型阵列器件、组合化学与药物筛选等方面的潜在应用也是巨大并可预见的。

此外，在纳米图案或纳米结构材料的制备过程中不仅会涌现出新技术，还将开辟异于信息处理和存储的全新应用领域，如在光电子、生物医学或材料科学中发挥作用。

常见制备纳米图案或纳米结构材料的方法主要有两类，分别可用“自上而下”和“自下而上”来描述。

前者主要由各种微影技术组成；后者一般利用分子间的相互作用，经自组装形成各种纳米图案。

石墨烯气凝胶的结构控制及其电化学性能

a—6 h; b—12 h ;c—24 石墨烯气凝胶的物化性质为了分析石墨烯气凝胶的物化性质，将其与制
备石墨烯的原料（石墨）及中间体（氧化石墨烯）进行比较。由图 3a 可以看出：在 26.6毅，12.1毅处分别检测到石墨的（002）晶面和氧化石墨烯的（001）晶面的特征衍射峰，而石墨烯凝胶在 12.1毅处的衍射峰消失。这说明在水热过程中氧化石墨烯完全被还原，同时，其在 26.6毅处的衍射峰弱且宽，说明该材料的石墨烯片层之间不是整齐地层层排列，而是随机地、相互交联地组成三维多孔结构。
采用 Arbin BT 2000 型电化学工作站（美国阿滨
第一作者简介：瞿静女 1982 年生本科工程师主要从事沥青深加工方面的研究
第8期
瞿静等：石墨烯气凝胶的结构控制及其电化学性能
·15·
公司）对扣电进行循环伏安测试、恒流充放电测试和倍率性能测试。
2 结果与讨论
2.1 氧化石墨烯水溶液的质量浓度对石墨烯气凝胶结构的影响反应条件设置为 180 益、12 h，所得石墨烯气凝
本研究首先采用水热法制取得到石墨烯气凝胶，然后对其用作锂离子电池负极材料进行了初探，
考察了其电化学性能。
1 实验部分
1.1 石墨烯气凝胶的制备采用 Hummer 法，以石墨作为原料，制取得到样
品———氧化石墨烯（GO），取 100 mg 氧化石墨烯粉末于 100 mL 烧杯中，量取一定量的蒸馏水配成 0.5~2.0 mg/mL 的氧化石墨烯分散液，将烧杯口密封，同时置入超声仪中进行超声震荡（此过程需保证超声仪中水温不超过 15 益）；超声分散 1 h 后，取出在室温下搅拌 30 min；将前述步骤制得的溶液倒入 80 mL 的水热反应釜中，180 益下反应 6~24 h；待反应结束后，整体冷却至室温，将样品取出并冷冻干燥 48 h，即可得到实验成品— ——石墨烯气凝胶。 1.2 材料的分析表征

石墨烯气凝胶的制备方法及去除水中抗生素研究进展

JU Long1 et al. （1College of Agricultural Resource and Environment, Heilongjiang University, Harbin 150080, China） Abstract: The problem of water pollution caused by antibiotics is becoming more and more serious. Adsorption and photocatalysis are the most promising technologies among various methods to remove antibiotics in water. Graphene aerogel（GA）is a three-dimensional carbon-based material formed by the hybridization of sp2 carbon atoms. It has many advantages such as high porosity and surface area etc. These unique structures of physical and chemical prop⁃ erties make it effectively adsorb and photocatalytic degradation of antibiotics. In addition, we present an overview of the recent progress of removing antibiotics from water by GA. Next, we cover the main factors affecting the adsorption and photocatalytic degradation of antibiotics. Finally, we discuss the mechanism and put forward prospective re⁃ search directions in the future. Key words: Antibiotics; Graphene aerogel; Adsorption; Photocatalytic degradation

碳基材料的制备与应用

碳基材料的制备与应用碳是地球上最丰富的元素之一，它具有良好的化学稳定性、热稳定性、机械性能和导电性能，因此，碳基材料广泛应用于电子、能源、环保等领域。

本文将介绍碳基材料的制备方法和应用。

一、碳基材料的制备方法1.碳纳米管制备方法碳纳米管是以碳为基础的一种新型材料，它的制备方法主要包括化学气相沉积、电弧放电法和激光热解等。

其中，化学气相沉积法是一种最常用的方法。

利用化学气相沉积法制备碳纳米管，在高温、高压、惰性气体环境下，将碳源气体导入反应室，通过合适的温度和催化剂，在纤维或底板上生长一定长度的一维碳纳米管。

在这种制备方法中，催化剂通常是金属纳米颗粒。

由于碳纳米管的特殊性质，它广泛应用于电子和化学传感器、储能材料、纳米催化剂等领域。

2.石墨烯制备方法石墨烯是由单层碳原子构成的二维晶体材料，它具有高强度、高导电性、高导热性、光学透明等特点，因此在透明导电材料、柔性电子、生物传感器、能源材料等领域有着广泛的应用前景。

当前，石墨烯的制备方法主要包括机械剥离法、化学气相沉积法和化学还原法等。

其中，化学气相沉积法是石墨烯制备的主要方法。

该方法通过在惰性气体环境下，将碳源化合物（如甲烷、乙烯等）在金属催化剂表面裂解分解，生成石墨烯，之后将其转移到目标基底上。

这种方法制备的石墨烯单层结构完整性高、质量稳定性好，但是制备成本高。

3.碳纳米材料制备方法碳纳米材料是指粒径小于100纳米的碳材料，包括纳米碳管、石墨烯、纳米球和各种形状的碳纳米材料等。

碳纳米材料的制备方法主要包括化学法、物理法和生物法等，其中，化学法制备的碳纳米材料应用最为广泛。

在化学法中，主要有溶剂热法、水热法、溶胶凝胶法、共沉淀法等。

这些方法的共同点是利用化学反应，通过超分子自组装或化学还原等过程，在相应的物理结构或表征上形成纳米碳材料。

使用这些方法制备的碳纳米材料表面活性高、相对应用性能稳定、表面还原性强。

二、碳基材料的应用1.能源领域碳基材料在电池、超级电容器、储氢材料、燃料电池等能源领域具有重要应用。

2017年山西省科学技术奖名单

吴娟寇子明崔功军高贵军魏耀成范舒云
山西省教育厅
27
重载机械装备多缸协同控制液压伺服系统开发与应用
太原科技大学太原科大重工科技有限责任公司
韩贺永张华君王晶周研姬亚锋胡啸
山西省教育厅
28
沁水盆地煤层气增产及高效作业方法创新应用
中国石油天然气股份有限公司山西煤层气勘探开发分公司
梅永贵连小华郭军峰张全江郭简秦利峰
大同煤矿集团有限责任公司中国矿业大学
赵军兰奕文吴锋锋张学峰孟祥斌杨敬轩纪润清刘长友
大同煤矿集团有限责任公司
33
综合电磁法高精度采空区积水探测技术研究
山西省煤炭地质115勘查院江苏大学中国科学院地质与地球物理研究所
邱卫忠闫述薛国强张统军王国新朱娜陈潇君黎刚
山西省煤炭地质局
34
锚固复合承载体承载特性及潞安矿区巷道精准支护研究与应用
贺凯程晓涵孟国营夏云杨杰付峻青翟宇沃磊
山西晋城无烟煤矿业集团有限责任公司
31
瓦斯抽采钻孔分体组合式囊袋无管封孔技术、材料及装备研究
西山煤电（集团）有限责任公司中国矿业大学山西焦煤集团有限责任公司官地煤矿
贺志宏林柏泉田晓平郝志勇杨树军陈云龙李志强李博洋
山西焦煤集团有限责任公司
32
特厚煤层综放大空间坚硬覆岩结构及控制技术
高治双席亚滨雷军梁永忠都强张品赵香萍潘奕庭
中铁十二局集团有限公司
59
采煤沉陷区地质灾害形成机制及其综合防治技术研究
太原理工大学山西省交通规划勘察设计院
张永波赵雪花张志祥窦随兵时红杨朝晖杨军耀陈军锋
太原市科技局
60
中阶煤岩储层合采关键技术及工业化应用
中联煤层气有限责任公司柳林项目经理部中联煤层气有限责任公司中国石油大学（北京）

石墨烯的应用——散热

石墨烯的应用1.石墨散热片1.1 石墨散热片概述导热石墨片（TCGS-S）也称石墨散热片，是一种全新的导热散热材料，具有独特的晶粒取向，沿两个方向均匀导热，平面内具有150-1500 W/m-K 范围内的超高导热性能，片层状结构可很好地适应任何表面，屏蔽热源与组件的同时改进消费类电子产品的性能。

其分子结构示意图如下：石墨散热片（TCGS-S ：Thermal Flexible Graphite sheet)的化学成分主要是单一的碳(C)元素，是一种自然元素矿物。

薄膜高分子化合物可以通过化学方法高温高压下得到（TCGS-S）石墨化薄膜，因为碳元素是非金属元素，但却有金属材料的导电、导热性能，还具有象有机塑料一样的可塑性，并且还有特殊的热性能，化学稳定性，润滑和能涂敷在固体表面的等一些良好的工艺性能，因此，在电子、通信、照明、航空及国防军工等许多领域都得到了广泛的应用。

1.2.石墨散热片的散热原理：典型的热学管理系统是由外部冷却装置，散热器和热力截面组成。

而散热片的重要功能是创造出最大的有效表面积，在这个表面上热力被转移并有外界冷却媒介带走。

石墨散热片就是通过将热量均匀的分布在二维平面从而有效的将热量转移，保证组件在所承受的温度下工作。

图 1 TCGS-S 石墨散热片热扩散示意图1.3.石墨散热片的应用：石墨散热片通过在减轻器件重量的情况下提供更优异的导热散热性能，能有效的解决电子设备的热设计难题，广泛的应用于PDP、LCDTV 、Notebook PC、UMPC、Flat Panel Display 、MPU 、Projector 、Power Supply、LED 等电子产品。

目前石墨散热片已大量应用于通讯工业、医疗设备、SONY/DELL/Samsung 笔记本、中兴小米等手机、Samsung PDP、PC 内存条，LED 基板等散热等。

中国石墨烯产业技术创新战略联盟报道：石墨烯在散热领域的应用石墨烯具有极高的热导率和热辐射系数，单层石墨烯的导热系数可达5300W/mK，不仅优于碳纳米管，更是远高于金属中导热系数最高的银、铜、金、铝等，因此石墨烯作为辅助散热的导热塑料或者膜片具有巨大的应用前景。

胶原蛋白自组装生物功能材料的研究进展

2017年第36卷第6期 CHEMICAL INDUSTRY AND ENGINEERING PROGRESS·2215·化工进展胶原蛋白自组装生物功能材料的研究进展王瑞瑞1，2，王鸿儒1（1陕西科技大学轻工科学与工程学院，中国轻工业皮革清洁生产重点实验室，陕西西安710021；2青海师范大学化学化工学院，青海西宁 810008 ）摘要: 胶原蛋白在体外自组装形成高度有序的网状结构，有利于细胞的黏附、增殖、扩散和迁移，具有良好的生物相容性、优异的力学性能、可生物降解性和弱抗原性。

本文首先介绍和分析了胶原蛋白自组装功能材料的4种组装方法，即模板自组装法、原位自组装法、定向自组装法和诱导自组装法和分析的研究现状；比较了4种自组装方法的组装原理和组装特点；然后总结了胶原蛋白自组装生物功能材料作为组织替代材料，靶向给药材料，光、电、声特异传导功能材料在再生医学、基因治疗、药物设计、组织工程、医学影像等领域的应用现状和发展趋势；最后指出了胶原蛋白自组装生物功能材料今后的研究方向，表明胶原蛋白自组装生物功能材料在生物医学领域具有广阔的应用前景。

关键词：蛋白质；自组装；制备；功能材料；生物医学工程中图分类号：TQ93 文献标志码：A 文章编号：1000–6613（2017）06–2215–07 DOI ：10.16085/j.issn.1000-6613.2017.06.034Progress of research on collagen self-assembly biological functionalmaterialsWANG Ruirui 1，2，WANG Hongru 1（1 Key Laboratory of Leather Cleaner Production ，China National Light Industry ，College of Bioresources Chemical and Materials Engineering ，Shaanxi University of Science & Technology ，Xi’an 710021，Shaanxi ，China ；2College ofChemistry and Chemical Engineering ，Qinghai Normal University ，Xining 810008，Qinghai ，China ）Abstract ：Collagen self-assembled into highly ordered network structure in vitro ，which helps to cell adhesion ，proliferation ，spreading ，and migration. Collagen self-assembly biological functional materials have highly ordered structure characteristics ，excellent mechanical properties ，good biocompatibility ，biodegradability ，and low immunogenic idiosyncrasy. The assembly process of the four self-assembly technologies ，which are template self-assembly technology ，in situ self-assembly technology ，directed self-assembly technology and induced self-assembly technology ，is described. The status of research on those four self-assembly technologies is presented. The theory and characteristic of four self-assembly technologies is discussed. Then ，the application of collagen self-assembly biological function materials as tissue replacement material ，targeted drug delivery material ，functional material of specific conduction of light ，electricity ，sound ，is summarized. The development trend of collagen self-assembly biological function materials in regenerative medicine ，gene therapy ，drug design ，tissue engineering ，medical imaging ，etc ，is identified. Finally ，the direction of future development of collagen self-assembly biological function material is proposed. Results show that the collagen self-assembly biological functional materials have broad application prospects in biomedical field.Key words ：protein ；self-assembly ；preparation ；functional materials ；biomedical engineering*********************。

多孔石墨烯材料的制备研究进展

多孔石墨烯材料的制备研究进展曾旸;何星【摘要】多孔石墨烯材料结合了多孔材料与石墨烯的优点,因其比表面积大、孔结构独特、组成多样、导电性能优异等特点,逐渐成为了石墨烯材料领域的研究热点.因此,为了实现大规模合成高性能的多孔石墨烯材料,本文阐述了多孔石墨烯的制备原理并对多孔石墨烯材料的典型制备方法进行了总结,讨论了各种制备方法存在的优缺点,以及多孔石墨烯材料具备的优势与不足.基于现有的多孔石墨烯制备技术以及对未来发展需求的展望,多孔石墨烯材料的制备及调控将达到分子水平,并且将展现更加巨大的应用潜力.【期刊名称】《广州化工》【年(卷),期】2019(047)007【总页数】3页(P19-21)【关键词】石墨烯;多孔石墨烯材料;材料制备;合成方法【作者】曾旸;何星【作者单位】上海理工大学材料科学与工程学院, 上海 200093;上海理工大学材料科学与工程学院, 上海 200093【正文语种】中文【中图分类】TB321石墨烯(Graphene)，由单层sp2杂化碳原子呈六边形排列的而组成的一种二维碳材料。

由于其独特的结构和性质，石墨烯已逐渐成为最具吸引力的应用材料之一。

石墨烯具有较大的理论比表面积(2630 m2/g)，较高的本征载流子迁移率(2×105 cm2/(V·s))，较高的导热系数[5000 W/(m·K)]，室温下超高的电导率(106 S/m)等优点[1-2]。

多孔材料(Porous materials)，是指内部具有形状大小不同的孔洞的一类材料，由于孔结构的存在，使其不仅能够在表面与各种有机或无机物质相互作用，而且可以通过它们的多孔骨架相互作用，这在物质分离及运输中具有非常突出的优势[3-6]。

多孔石墨烯材料(Porous graphene materials)，通常是指在二维石墨烯基面上具备纳米孔结构或由石墨烯片通过三维堆积形成孔结构的碳材料。

多孔石墨烯材料结合了石墨烯与多孔材料的优点，并且与其他多孔材料相比具有明显的优势。

1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。