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石墨烯-碳纳米管三维结构吸附分离CO_2/H_2S/CH_4三元混合物的分子模拟
1
作者 雷广平 羊光耀 《石油化工》 CAS CSCD 北大核心 2018年第6期562-567,共6页
采用蒙特卡洛模拟研究了不同压力和温度下石墨烯-碳纳米管三维结构(GNHS)对CO_2/H_2S/CH_4三元混合物的分离能力。实验结果表明,GNHS可同时高效地分离CO_2与H_2S组分,两组分相对于CH_4的选择性均高达100左右。升高温度不利于混合物的分... 采用蒙特卡洛模拟研究了不同压力和温度下石墨烯-碳纳米管三维结构(GNHS)对CO_2/H_2S/CH_4三元混合物的分离能力。实验结果表明,GNHS可同时高效地分离CO_2与H_2S组分,两组分相对于CH_4的选择性均高达100左右。升高温度不利于混合物的分离。与具有相同摩尔比的二元混合物相比,三元混合物中H_2S的存在可显著提高GNHS对CO_2的分离能力,而CO_2的存在对H_2S的分离没有太大影响。 展开更多
关键词 石墨烯-碳纳米管三维结构 蒙特卡洛模拟 吸附等温线 吸附选择性
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石墨烯和碳纳米管改性水泥基材料孔隙结构表征
2
作者 楼晓强 高建科 +3 位作者 何建国 戴雨晴 陶金 曾强 《材料科学与工程学报》 北大核心 2025年第3期477-485,共9页
研究了不同掺量(0.1%和0.5%)的碳纳米管(CNT)和石墨烯纳米片(GNP)对水泥基复合材料孔隙结构的影响,采用氮气吸附测试NLDFT模型对孔隙结构进行分析,与传统的BET和BJH模型进行了对比,并对复合材料的力学性能、化学成分及微观形貌进行综合... 研究了不同掺量(0.1%和0.5%)的碳纳米管(CNT)和石墨烯纳米片(GNP)对水泥基复合材料孔隙结构的影响,采用氮气吸附测试NLDFT模型对孔隙结构进行分析,与传统的BET和BJH模型进行了对比,并对复合材料的力学性能、化学成分及微观形貌进行综合实验测量和表征。研究结果表明:掺有CNT和GNP的复合材料的抗压强度略有降低,但其抗折强度有较大幅度的提高,尤其是GNP组,当掺量为0.1%时,抗折强度提高了32.5%,具有显著的增强增韧效果;化学分析显示CNT和GNP的掺入不会改变水泥的水化产物和水化反应进程;复合材料中,10~50 nm范围内的介孔占总孔体积的比例最大,约为80%;GNP对水泥基复合材料孔隙结构的优化效果更好,可以明显减少孔隙体积,0.1%和0.5%的GNP掺量可分别导致NLDFT模型的孔体积减少9.7%和22.6%。 展开更多
关键词 碳纳米管 石墨烯纳米片 孔隙结构 氮气吸附 NLDFT模型
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三维石墨烯-碳纳米管对超高性能混凝土机敏性能的影响 被引量：2
3
作者 刘金涛 崔娇伟 +2 位作者 周煜 钱如胜 孔德玉 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第11期128-135,共8页
本工作探索了掺加三维石墨烯-碳纳米管(Graphene-CNT,GC)的超高性能混凝土(Ultra-high performance concrete, UHPC)复合材料的机敏性能,基于四电极法分析了不同GC掺量、加载幅度、加载速度、温度和含水率对UHPC的电阻率变化规律的影响... 本工作探索了掺加三维石墨烯-碳纳米管(Graphene-CNT,GC)的超高性能混凝土(Ultra-high performance concrete, UHPC)复合材料的机敏性能,基于四电极法分析了不同GC掺量、加载幅度、加载速度、温度和含水率对UHPC的电阻率变化规律的影响。研究结果表明:GC掺量对UHPC的28 d抗压强度影响不大;UHPC电阻率随着GC掺量的增加逐步降低,含有2.0%(质量分数,下同)GC的UHPC电阻率较R组下降了55.1%;UHPC试件电阻率随内部相对含水率的增加而降低,且二者存在线性关系;UHPC的电阻率随温度的升高而降低,电阻率的自然对数与绝对温度的倒数呈线性关系;UHPC电阻率变化率幅值随着加载幅度增大而增加,表现出良好的压敏特性,1.2%GC掺量下UHPC试件的压缩应力和应变灵敏系数分别达到0.2%/MPa和85.2。 展开更多
关键词 三维石墨烯-碳纳米管 超高性能混凝土 电阻率 压敏性能
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石墨烯/碳纳米管三维结构的电子输运特性 被引量：5
4
作者 娄利飞 潘青彪 +1 位作者 张军琴 周晓乐 《西安电子科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第3期85-89,共5页
根据石墨烯有无碳源的实际生长方式,构建了4种石墨烯/碳纳米管T型复合三维结构采用结合密度泛函理论与非平衡格林函数的计算方法对这4种结构的电子输运特性进行了研究.首先在ATK软件中构建双探针模型并进行了结构优化,然后对这四种结构... 根据石墨烯有无碳源的实际生长方式,构建了4种石墨烯/碳纳米管T型复合三维结构采用结合密度泛函理论与非平衡格林函数的计算方法对这4种结构的电子输运特性进行了研究.首先在ATK软件中构建双探针模型并进行了结构优化,然后对这四种结构的透射图谱和电子态密度谱线进行了仿真分析.研究结果可为基于碳纳米材料三维互连线结构的相关研究提供参考. 展开更多
关键词 石墨烯 碳纳米管 三维互连线 电子输运特性
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三维石墨烯晶体膜可控制备策略及其超级电容器的应用
5
作者 钟厉 徐政 +1 位作者 康俊 任凯翔 《表面技术》 北大核心 2025年第11期32-49,共18页
三维石墨烯晶体膜具有高晶体质量、大比表面积和高导电性,成为理想的碳基超级电容器的电极材料。然而,传统石墨烯电极材料受限于表面活性位点数量和宏观尺度下的电化学体积效应,难以达到理论性能。为此,重点介绍通过高能束流(如CO_(2)... 三维石墨烯晶体膜具有高晶体质量、大比表面积和高导电性,成为理想的碳基超级电容器的电极材料。然而,传统石墨烯电极材料受限于表面活性位点数量和宏观尺度下的电化学体积效应,难以达到理论性能。为此,重点介绍通过高能束流(如CO_(2)激光和高能电子束)诱导技术制备宏观厚度的三维石墨烯晶体膜,并探讨其修饰与复合方法。在此基础上,详细阐述CO_(2)激光和高能电子束制备三维石墨烯晶体膜的基本原理及其可控制备策略。采用CO_(2)激光,通过调节激光参数和前驱体材料,能够实现石墨烯晶体膜的厚度调控和结构优化。高能电子束具有高穿透力和低反射特性,能够在宏观尺度下制备均匀的三维石墨烯薄膜。此外,还介绍了通过非金属原子掺杂、金属氧化物和导电聚合物复合等方法,进一步提升三维石墨烯晶体膜的电化学性能等方面的研究内容。在超级电容器应用中,三维石墨烯晶体膜表现出优异的体积比电容和循环稳定性,具有广阔的应用前景。然而,随着厚度的增加,三维石墨烯晶体膜的体积效应和离子传输效率等问题仍需解决,提出通过构筑梯度孔道和优化孔隙结构来增强离子传输能力的解决方案。最后展望了三维石墨烯晶体膜在商用超级电容器中规模化应用的机遇与挑战。 展开更多
关键词 三维结构 石墨烯晶体 宏观厚度 薄膜电极 超级电容器
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隔离结构石墨烯-多壁碳纳米管/超高分子量聚乙烯导电复合材料阻温特性 被引量：3
6
作者 李阳 任鹏刚 许勐璠 《化工新型材料》 CAS CSCD 北大核心 2015年第3期58-60,99,共4页
以多壁碳纳米管(MWCNTs)及石墨烯(GNS)为填料,超高分子量聚乙烯(UHMWPE)为基体,采用溶液共混及模压工艺制备了具有隔离结构的混合填充导电复合材料。扫描电镜(SEM)和电阻率测试发现,MWCNTs、GNS形成的导电通路相互协作,填料的含量比对... 以多壁碳纳米管(MWCNTs)及石墨烯(GNS)为填料,超高分子量聚乙烯(UHMWPE)为基体,采用溶液共混及模压工艺制备了具有隔离结构的混合填充导电复合材料。扫描电镜(SEM)和电阻率测试发现,MWCNTs、GNS形成的导电通路相互协作,填料的含量比对复合材料导电网络有明显的影响。复合材料的阻温特性曲线随填料含量比的变化而发生改变,当MWCNTs含量较高时(MWCNTs:GNS=3:1和1:1),复合材料的电阻率随温度升高而升高,在之后的降温过程中电阻率也逐渐升高;当GNS含量较高时(MWCNTs:GNS=1:3),复合材料的电阻率随温度升高而降低,降温过程中电阻率逐渐升高;经过热循环后复合材料的导电性能降低,此时复合材料中的隔离结构被破坏。 展开更多
关键词 多壁碳纳米管 石墨烯 超高分子量聚乙烯 隔离结构 阻温特性
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石墨烯/碳纳米管嵌入式纤维传感器对树脂基复合材料原位监测的结构-性能关系对比 被引量：2
7
作者 徐鹏 王冠韬 +1 位作者 刘奎 罗斯达 《材料工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第9期29-37,共9页
基于碳纳米材料的纤维传感技术已成为复合材料原位结构健康监测领域中一项十分有前景的技术。本研究采用两种不同的碳纳米传感元件—碳纳米管(carbon nanotube, CNT)涂层纤维(carbon nanotube coated fibers,CNTF)和还原氧化石墨烯(redu... 基于碳纳米材料的纤维传感技术已成为复合材料原位结构健康监测领域中一项十分有前景的技术。本研究采用两种不同的碳纳米传感元件—碳纳米管(carbon nanotube, CNT)涂层纤维(carbon nanotube coated fibers,CNTF)和还原氧化石墨烯(reduced graphene oxide, RGO)涂层纤维(reduced graphene oxide coated fibers, RGOF),分别制造合成具有自传感特性的复合材料,并比较研究两种嵌入式纤维传感器的传感性能和机理。从两种传感器的压阻效应可看出:RGOF的压阻灵敏度更高,并清晰地展现出从线性至非线性的两阶段压阻行为;而CNTF,则在发生断裂前始终呈现出平稳而有序的电学信号。这种强烈的结构-性能关系,可以用树脂渗透理论加以阐释。对CNTF而言,树脂分子可以渗透到其多孔的网络结构中,形成集成在纤维表面完整的CNT/树脂纳米复合结构。相比之下,具有大横向尺寸和表面一致性的RGO则可形成阻碍树脂渗透的无创网络结构。对实验结果和传感机理的进一步分析与研究表明,CNTF适用于材料的力学状态识别与长期监测,而RGOF则对结构损伤的早期预警更有实用价值。 展开更多
关键词 碳纳米管 还原氧化石墨烯 纤维传感器 复合材料 结构健康监测
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微波辅助法制备氢氧化镍-石墨烯纳米复合结构及在葡萄糖检测中的应用 被引量：12
8
作者 胡耀娟 黄梦丹 +1 位作者 陈昌云 张长丽 《高等学校化学学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2016年第3期468-474,共7页
采用微波辅助合成法制备了氢氧化镍-石墨烯[Ni(OH)_2-graphene]纳米复合结构,利用扫描电子显微镜(SEM)、X射线光电子能谱(XPS)、电子能谱(EDS)、X射线衍射(XRD)及电化学阻抗谱(EIS)对其结构和性质进行了表征.电化学实验结果表明,与单独... 采用微波辅助合成法制备了氢氧化镍-石墨烯[Ni(OH)_2-graphene]纳米复合结构,利用扫描电子显微镜(SEM)、X射线光电子能谱(XPS)、电子能谱(EDS)、X射线衍射(XRD)及电化学阻抗谱(EIS)对其结构和性质进行了表征.电化学实验结果表明,与单独的Ni(OH)_2相比,Ni(OH)_2-graphene纳米复合结构对葡萄糖氧化反应表现出更高的电催化活性;同时,据此构建的无酶葡萄糖传感器具有良好的性能,检测线性范围为10μmol/L^7.5 mmol/L,灵敏度为174.7μA·cm^(-2)·mmol·L^(-1),检出限为2.0μmol/L(S/N=3),且该传感器具有良好的稳定性和选择性,可用于实际样品检测. 展开更多
关键词 氢氧化镍-石墨烯复合结构 微波辅助法 无酶葡萄糖传感器
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碳纳米管-石墨烯修饰电极测定洋葱中槲皮素的含量 被引量：3
9
作者 卞惠芳 魏杰 +1 位作者 王涛 张钱丽 《理化检验（化学分册）》 CAS CSCD 北大核心 2016年第11期1246-1250,共5页
制备了在水中有良好分散性的氧化石墨烯/碳纳米管复合材料,并用紫外-可见光谱法、透射电镜及热重分析等方法对其进行表征。将此材料滴涂于GCE表面,经电化学方法还原制得MWCNT/RGO修饰电极。用循环伏安法和差示脉冲伏安法研究了槲皮素在... 制备了在水中有良好分散性的氧化石墨烯/碳纳米管复合材料,并用紫外-可见光谱法、透射电镜及热重分析等方法对其进行表征。将此材料滴涂于GCE表面,经电化学方法还原制得MWCNT/RGO修饰电极。用循环伏安法和差示脉冲伏安法研究了槲皮素在此修饰电极上的电化学行为。结果表明:此修饰电极对槲皮素的氧化具有良好的电催化活性,能用于槲皮素的灵敏测定。在pH 4.2的乙酸盐缓冲介质中,开路富集150s,50mV·s-1的扫描速率下,槲皮素浓度在0.1~75μmol·L^(-1)范围内与其氧化峰电流呈线性关系,检出限(3S/N)为4.05×10-2μmol·L^(-1)。取粉碎的洋葱样品,用无水乙醇提取10h置于上述缓冲溶液中进行DPV扫描。所得提取液中槲皮素的测定值与高效液相色谱法测定值接近。加标回收率在82.1%~87.4%之间。 展开更多
关键词 碳纳米管-氧化石墨烯复合材料 碳纳米管-还原氧化石墨烯修饰电极 槲皮素 洋葱
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碳纳米管/石墨烯复合气凝胶的制备与光热辅助吸油性能评价
10
作者 郭启麟 郭适 +6 位作者 张瀛博 潘宜勇 陈志康 陈爽 刘会娥 申琦 郭蓉蓉 《化工进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第11期6317-6326,共10页
以氧化石墨烯(GO)、羧基化多壁碳纳米管(MWCNTs/COOH)为原料制备Pickering乳液,并以其为软模板合成具有“液滴状”孔道结构和大孔隙体积的碳纳米管/石墨烯复合气凝胶(CNTs/STRGA)。通过引入MWCNTs/COOH的方式,提高材料的光热转换性能。... 以氧化石墨烯(GO)、羧基化多壁碳纳米管(MWCNTs/COOH)为原料制备Pickering乳液,并以其为软模板合成具有“液滴状”孔道结构和大孔隙体积的碳纳米管/石墨烯复合气凝胶(CNTs/STRGA)。通过引入MWCNTs/COOH的方式,提高材料的光热转换性能。调整GO与MWCNTs/COOH的质量比、油水比、水热还原时间,得到一系列不同性质的CNTs/STRGAs。通过扫描电子显微镜(SEM)、X射线光电子能谱(XPS)、拉曼光谱仪(Raman)和傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)对所制备的材料进行表征。采用紫外-可见-近红外分光光度计、微机控制电子万能试验机评价材料的吸光能力和机械性能。结果表明,MWCNTs/COOH能显著提高材料的吸光度(95.2%)和光热转换性能,材料上表面通过光热转换可升温至130℃,材料的光热-吸油速率会明显提升,可达6.88g/(g·min),其吸附容量可达130.66g/g。 展开更多
关键词 Pickering乳液 石墨烯 气凝胶 碳纳米管 光热-吸附
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CVD合成三维石墨烯-铜复合材料及其超高导电性(英文) 被引量：1
11
作者 杨军 马瑜 付金良 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第S01期364-370,共7页
石墨烯-铜复合材料具有广阔的应用前景。然而,具有超高导电性的石墨烯-铜复合材料仍未成功开发和应用。本研究利用铜粉烧结内部形成三维微孔,并通过化学气相沉积(CVD)法合成石墨烯-铜异质结构。将其挤压成直径为4 mm的铜-石墨烯复合线材... 石墨烯-铜复合材料具有广阔的应用前景。然而,具有超高导电性的石墨烯-铜复合材料仍未成功开发和应用。本研究利用铜粉烧结内部形成三维微孔,并通过化学气相沉积(CVD)法合成石墨烯-铜异质结构。将其挤压成直径为4 mm的铜-石墨烯复合线材,测量了其在室温和高温下的电导率,获得了导电率(101.0%IACS)高于国际退火铜(100%IACS)的铜-石墨烯复合材料,且石墨烯-铜复合导线的高温载流量比纯铜线高5.45%。本研究为获得超高导电性铜基复合材料提供了新的思路。 展开更多
关键词 石墨烯-铜复合材料 电导率 三维微孔结构 载荷强度
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三维石墨烯/碳纳米管复合材料及其超级电容器应用 被引量：5
12
作者 徐丽 巩学海 +8 位作者 盛鹏 陈新 韩钰 刘双宇 王博 赵广耀 刘海镇 毕辉 黄富强 《功能材料》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第B12期112-115,共4页
以化学气相沉积法,利用硅藻土作为天然催化剂,制备出三维石墨烯/碳纳米管复合材料,通过扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)和比表面及孔径分析(BET)等方法对材料的形貌和孔径分布进行表征。研究了复合材料在1 mol/L H_2SO_4电解... 以化学气相沉积法,利用硅藻土作为天然催化剂,制备出三维石墨烯/碳纳米管复合材料,通过扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)和比表面及孔径分析(BET)等方法对材料的形貌和孔径分布进行表征。研究了复合材料在1 mol/L H_2SO_4电解液中的超级电容器电化学性能。循环伏安测试结果表明,在扫描速率为2m V/s时,三维石墨烯/碳纳米管复合电极在1 mol/L H_2SO_4电解液中的比电容达到110 F/g。50 m V/s扫描速率下,复合电极稳定循环10000次容量保持稳定。 展开更多
关键词 石墨烯 碳纳米管 三维结构 储能
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碳纳米管/石墨烯复合填充交替多层硅橡胶的结构及性能 被引量：4
13
作者 贺婉 罗芳 +2 位作者 张风顺 罗世凯 张先龙 《高分子材料科学与工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第2期130-134,141,共6页
以碳纳米管(CNTs)/石墨烯(GNs)为复合填充料,通过交替多层共挤出设备制备了一系列不同层数交替多层硅橡胶片材,获得了2^(n+1)+1层结构的多层复合硅橡胶;研究了多层结构硅橡胶微观形貌对其力学性能和介电性能的影响。扫描电镜结果表明,... 以碳纳米管(CNTs)/石墨烯(GNs)为复合填充料,通过交替多层共挤出设备制备了一系列不同层数交替多层硅橡胶片材,获得了2^(n+1)+1层结构的多层复合硅橡胶;研究了多层结构硅橡胶微观形貌对其力学性能和介电性能的影响。扫描电镜结果表明,所制备的多层材料具有清晰、规整的连续层状结构,且随着层数增加,填料的分散状态获得改善且取向度增加;拉伸实验结果表明,多层硅橡胶的拉伸强度和断裂伸长率均有所增加,且均大于共混材料;介电性能测试结果表明,多层材料的介电常数随层数增加而增加,并且具有介电的各向异性,其在面内方向上的介电常数高于面外方向。 展开更多
关键词 碳纳米管 石墨烯 硅橡胶 交替多层结构 力学性能 介电性能
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基于碳纳米管@氧化石墨烯纳米带核壳结构复合物的甲萘胺电化学传感研究 被引量：2
14
作者 朱刚兵 裴元鹏 +3 位作者 陈煜轩 易银辉 孙恒 吴向阳 《高等学校化学学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2015年第10期1888-1893,共6页
通过部分氧化剥离多壁碳纳米管（MWCNTs）,制备了氧化石墨烯纳米带（GONRs）包覆的MWCNTs核壳结构复合物（MWCNTs@GONRs）;采用扫描电子显微镜、透射电子显微镜、傅里叶变换红外光谱仪、热重分析仪和拉曼光谱仪等对MWCNTs@GONRs的形貌... 通过部分氧化剥离多壁碳纳米管（MWCNTs）,制备了氧化石墨烯纳米带（GONRs）包覆的MWCNTs核壳结构复合物（MWCNTs@GONRs）;采用扫描电子显微镜、透射电子显微镜、傅里叶变换红外光谱仪、热重分析仪和拉曼光谱仪等对MWCNTs@GONRs的形貌和结构进行了表征;并将该复合物修饰玻碳电极（GCE）应用于甲萘胺（1-NA）的电化学传感研究.由于MWCNTs和GONRs的协同作用（如MWCNTs可提供快速的电子传递通道,GONRs表面带负电含氧官能团提高其对目标分子1-NA的富集量）,MWCNTs@GONRs/GCE可实现对1-NA的高灵敏检测,线性范围为8.0-400.0 nmol/L,检出限为2.5 nmol/L. 展开更多
关键词 石墨烯纳米带 甲萘胺 电化学传感 碳纳米管 核壳结构
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石墨烯含量对碳纳米管电极发射器结构和运行稳定性的影响
15
作者 张冬冬 李明 《真空科学与技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第3期291-295,共5页
利用石墨烯电学特性与碳纳米管场发射特性,加入不同含量的石墨烯浆料并对比了各试样场发射特性与器件运行稳定性。实验测试研究结果表明:石墨烯对碳纳米管实现了良好的分隔作用,形成了更大的碳纳米管间隙,降低了电场屏蔽的程度。碳纳米... 利用石墨烯电学特性与碳纳米管场发射特性,加入不同含量的石墨烯浆料并对比了各试样场发射特性与器件运行稳定性。实验测试研究结果表明:石墨烯对碳纳米管实现了良好的分隔作用,形成了更大的碳纳米管间隙,降低了电场屏蔽的程度。碳纳米管周围被石墨烯紧密填充,起到了良好的固定作用,能够使碳纳米管获得多级场发射效应。随着石墨烯加入量由2%提高到6%时,由石墨烯与碳纳米管组成的复合阴极也表现出了更强的场发射能力。6%的试样表现出最优的性能,提高电场强度后,获得了更快增大的电流密度。石墨烯含量为2%、4%、6%的三种试样表现出了良好的阴极稳定性,石墨烯含量为6%时达到该阈值电流密度所需的电场最低。 展开更多
关键词 石墨烯 碳纳米管 结构 运行稳定性
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碳纳米管/氧化石墨烯/硫复合正极材料的制备及其电化学性能 被引量：8
16
作者 徐桂银 丁兵 +2 位作者 聂平 骆宏钧 张校刚 《物理化学学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2013年第3期546-552,共7页
以碳纳米管和氧化石墨烯(CNTs/GO)为主体材料,通过化学还原法制备了CNTs/GO负载硫的复合正极材料CNTs/GO/S.扫描电子显微镜(SEM)及透射电子显微镜(TEM)测试表明,CNTs均匀插层在GO片间,从而形成三维多孔结构,有利于电解液的浸润;活性物... 以碳纳米管和氧化石墨烯(CNTs/GO)为主体材料,通过化学还原法制备了CNTs/GO负载硫的复合正极材料CNTs/GO/S.扫描电子显微镜(SEM)及透射电子显微镜(TEM)测试表明,CNTs均匀插层在GO片间,从而形成三维多孔结构,有利于电解液的浸润;活性物质硫均匀地负载在CNTs/GO表面.电化学测试表明,CNTs/GO/S复合材料具有高的比容量和良好的循环稳定性:在1C倍率电流密度下,复合材料首次放电比容量高达904mAh·g-1,经过50圈循环之后,复合材料的比容量仍保持在578mAh·g-1. 展开更多
关键词 锂-硫电池 氧化石墨烯 碳纳米管 复合材料 循环性能
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具有限域传质效应的碳基分离膜——从碳纳米管膜到石墨烯膜 被引量：5
17
作者 刘壮 汪伟 +2 位作者 巨晓洁 谢锐 褚良银 《化工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第1期166-174,共9页
限域传质是流体分子通过与其运动自由程相当的传质空间的过程,流体分子与限域壁面的作用与和流体分子间的相互作用决定了传质效率。当碳通道尺寸小于10 nm时,由于其壁面具有无摩擦效应,导致传质阻力小;因此,具有限域传质效应的碳基分离... 限域传质是流体分子通过与其运动自由程相当的传质空间的过程,流体分子与限域壁面的作用与和流体分子间的相互作用决定了传质效率。当碳通道尺寸小于10 nm时,由于其壁面具有无摩擦效应,导致传质阻力小;因此,具有限域传质效应的碳基分离膜传质通量和选择性都高,有望成功突破渗透性和选择性的博弈效应。本文综述了近年来具有限域传质效应的碳基分离膜的研究进展,主要介绍了两类碳基分离膜,规整排列的碳纳米管膜和层层堆叠的石墨烯膜,概述了这两类膜的限域传质机理、构筑方法及其在水处理、脱水、脱盐、离子分离、气体分离等领域的应用。此外,展望了具有限域传质效应的碳基分离膜的发展及需要解决的问题。为创制新一代兼具高渗透性和高选择性的限域传质效应的分离膜的设计制备与应用提供了参考。 展开更多
关键词 膜 传质 分离 限域结构 碳纳米管 石墨烯
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石墨烯/纳米管复合结构吸附分离CO_2/CH_4混合物的分子模拟 被引量：9
18
作者 雷广平 刘朝 解辉 《物理化学学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2015年第4期660-666,共7页
采用巨正则蒙特卡洛(GCMC)及分子动力学(MD)方法探讨了石墨烯/碳纳米管三维骨架结构(GNHS)对等摩尔CO2/CH4二元混合物的吸附分离性能.模拟结果表明CO2比CH4更易吸附于GNHS中,GNHS与(6,6)SWCNT(单壁碳纳米管)相比具有更高的分离性能.随... 采用巨正则蒙特卡洛(GCMC)及分子动力学(MD)方法探讨了石墨烯/碳纳米管三维骨架结构(GNHS)对等摩尔CO2/CH4二元混合物的吸附分离性能.模拟结果表明CO2比CH4更易吸附于GNHS中,GNHS与(6,6)SWCNT(单壁碳纳米管)相比具有更高的分离性能.随着温度升高,CO2的吸附量快速降低,而CH4的吸附量则呈现出先升高后降低的趋势.最后采用分子动力学方法计算了CO2与CH4的自扩散系数及停留时间等动力学相关参数,发现CO2在GNHS内扩散的阻力更大.而各组分在吸附剂外部吸附层内的扩散过程对混合物的分离也存在一定影响. 展开更多
关键词 石墨烯/碳纳米管三维骨架结构 吸附等温线 停留时间 吸附选择性 吸附系数
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碳纳米管与石墨烯协同改性天然石墨及其电化学性能 被引量：15
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作者 邓凌峰 彭辉艳 +1 位作者 覃昱焜 吴义强 《材料工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第4期121-127,共7页
以碳纳米管和氧化石墨烯为原料,二者按5∶3混合超声分散再高温还原制备碳纳米管/石墨烯/天然石墨(CNTs/rGO/NG)锂离子复合负极材料。采用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、红外光谱(FTIR)和电化学测试等分析技术对复合材料的形貌、结构... 以碳纳米管和氧化石墨烯为原料,二者按5∶3混合超声分散再高温还原制备碳纳米管/石墨烯/天然石墨(CNTs/rGO/NG)锂离子复合负极材料。采用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、红外光谱(FTIR)和电化学测试等分析技术对复合材料的形貌、结构、电化学进行表征。结果表明:石墨烯和碳纳米管在天然石墨表面形成三维立体网络结构。与纯天然石墨相比,CNTs/rGO/NG复合材料具有良好的倍率性能和循环寿命,在0.1C时首次放电比容量为479mAh/g,可逆容量达473mAh/g,循环100次后容量为439.5mAh/g,容量保持率为92%,在0.5,1,5C不同电流倍率时容量依次为457,433,394mAh/g。 展开更多
关键词 碳纳米管 氧化石墨烯 负极材料 电化学性能 三维网络结构
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氮掺杂空心碳纳米球嵌入氮掺杂石墨烯负载钯纳米粒子作为甲酸氧化的高效电催化剂 被引量：2
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作者 房越 杨富开 +2 位作者 曲微丽 邓超 王振波 《新型炭材料（中英文）》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2024年第2期321-333,共13页
低成本、高活性、耐久性好的高效电催化剂对直接甲酸燃料电池的应用起着至关重要的作用。本文采用简单经济的方法,研究了以三维层状多孔结构嵌入氮掺杂石墨烯(NG)的氮掺杂空心碳纳米球(NHCN)负载Pd纳米粒子作为直接甲酸燃料电池催化剂... 低成本、高活性、耐久性好的高效电催化剂对直接甲酸燃料电池的应用起着至关重要的作用。本文采用简单经济的方法,研究了以三维层状多孔结构嵌入氮掺杂石墨烯(NG)的氮掺杂空心碳纳米球(NHCN)负载Pd纳米粒子作为直接甲酸燃料电池催化剂。由于具有独特的氮原子掺杂三维互联层状多孔结构,Pd纳米颗粒尺寸较小的Pd/NHCN@NG催化剂具有较大的催化活性表面积、优越的电催化活性、较高的稳态电流密度和较强的抗CO中毒能力,明显超过传统的Pd/C、Pd/NG和Pd/NHCN催化剂对甲酸电氧化的催化性能。通过优化HCN/GO比,当HCN/GO质量比为1∶1时,Pd/NHCN@NG催化剂对甲酸的催化氧化性能最佳,其活性是Pd/C的4.21倍。本工作开发了一种优越的碳基电催化剂载体材料,为燃料电池的发展带来了广阔的应用前景。 展开更多
关键词 甲酸电氧化 氮掺杂中空碳纳米球 氮掺杂石墨烯 载体材料 三维互连层状多孔结构
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