材料分析与应用

所制备的吸油袋不仅解决了传统二维油水分离膜材料分离驱动力单一的问题，提供了更多的分离方法，而且验证了将吸油袋应用于高粘度油类光热吸附领域的可能性，拓展了二维膜材料在海上溢油处理中的应用范围，为进一步探索提供了新的方向。

这种生物石墨的质量指标等同或超过了球化天然石墨，拉曼 ID/IG 比值为 0.051，与石墨烯层（La）平行的晶粒尺寸为2.08微米。这种生物石墨可直接作为液相剥离石墨烯的原始输入材料，用于规模化生产导电油墨。

首先，将浓硫酸预掺杂到石墨箔中，促进石墨箔均匀膨胀，将其转化为准单层石墨烯结构。随后，在还原性/氧化性电解质中进行后剥离会同时触发剥离和氧化过程，从而产生分散良好的石墨烯纳米片，其氧化程度可在数分钟内量化。综合表征研究证实了剥离氧化石墨烯的不同氧化程度，跨越了通过施陶登迈尔、霍夫曼和胡默斯方法获得的传统氧化程度。此外，我们还评估了该方法的可扩展性以及剥离氧化石墨烯纳米片的溶液可加工性，证明可以连续生产公斤级氧化石墨烯，并制造出具有优异机械性能的米长纳米复合薄膜。

在本研究中，通过在市场上可买到的非金属 AF/AFF 基底上直接进行石墨烯 CVD 生长，开创了GAF/GAFF的先河。值得注意的是，在γ-Al2O3-AF 上生长石墨烯的过程中，首次在非金属衬底上发现了石墨烯独特的 VSS 生长模式，这与在传统催化惰性非金属衬底上观察到的众所周知的 VS 生长模式截然不同，从而导致了石墨烯相对快速的低温生长。所提出的 VSS 生长模型大大推进了我们对非金属基底上石墨烯 CVD 生长的理解。除了实验室水平的 GAFF 制备，我们还实现了大规模 GAFF 的稳定量产。

合成材料的拉曼光谱显示出石墨烯基材料的光谱特征，并显示出缺陷和氧含量。X 射线衍射显示了石墨晶格的特征，层间距稍大，这归因于插层官能团。X 射线光电子能谱证实 sp2 杂化碳是主要成分。高分辨率透射电子显微镜可深入了解多层结构和层间距的变化。与氧化形式的石墨烯相比，合成的原始石墨烯吸附全氟辛酸的效率几乎高出十倍，但与石墨烯基纳米复合材料相比，吸附效率略低。

结果表明，煤化程度高的无烟煤在峰值温度约3300 K时往往会形成高度石墨化的碳材料，在电容储能方面具有较高的速率能力（30Ag-1 时的容量保持率为79.1%）和较低的弛豫时间常数（τ0= 0.27s）。此外，从褐煤和烟煤中提取的低煤级闪速碳材料显示出更好的电容性能，在1Ag-1时容量超过80Fg-1。这项研究证明，FJH 技术在将煤炭转化为有价值的碳材料方面具有巨大潜力。

与GGFF相比，在CNT/GGFF中构建三维导电和导热网络可使板材电阻降低>90%，抗拉强度提高4.5倍，热阻降低>70%，在复合材料、散热和除冰等领域的应用前景广阔。此外，CNT/GGFF的热阻表现出与温度无关，将应用扩展到航空和航天，因为传统材料的热导率随环境温度的变化会对飞机的热稳定性、可靠性和寿命产生不利影响。

这种复合电极具有出色的光电特性（T≈88%，R≈6Ω sq-1），表面光滑，这主要归功于乙醇蒸发产生的毛细力，确保了 rGO 在原始基底上分层过程的完整性。毛细力同时促进了rGO和AgNWs的紧密封装以及 AgNWs 结点的焊接，从而提高了电极的机械稳定性（20,000 次弯曲循环和 100 次绑带试验）、热稳定性（约30 °C、约25% 湿度条件下 150 天）和环境适应性（100 天的化学侵蚀）。该电极在柔性电致变色装置中具有出色的柔韧性和循环稳定性（经过 5000 次弯曲循环和 12000 秒的长期循环后，仍能保持 95% 和 98% 的亮度），验证了其实用性。

用这种方法生产的柔性传感器检测限低至 100mg，响应速度快，恢复时间分别为 40ms和 20ms，即使经过多达 30,000 次运动循环也不会出现性能衰减。我们开发的传感器能够相对准确地监测脉搏，这为将来取代笨重的设备和实现心血管检测正常化提供了机会。为了进一步拓宽应用领域，该传感器被安装成一个传感器阵列，用于识别不同重量和形状的物体，这表明该传感器在可穿戴人工智能领域具有很好的应用潜力。

PI 电热膜的最高温度可达 310 ℃，加热速率高达 450 ℃-min-1，电热辐射转换效率高达 44%，电热转换效率为 0.27 W-℃-1。相应的稳态温度分别是等效的单独 rGO 和单独 GP 的 5.1 倍和 12.7 倍。此外，在典型水流量为 380 mL-min-1 和功率为 2000 W 的条件下，最终的铝电加热管可在 6 秒内将流动的水加热到 100 °C。770 次循环加热和冷却验证了其出色的抗热震性和可重复性。这种电加热复合材料具有卓越的电热性能、瞬间加热功能、长期稳定性和高安全性，在电加热领域显示出巨大的潜力。

本综述首先提出了在绝缘基底上批量生产无转移石墨烯的现有挑战，包括制备时间长、样品量小、批次间均匀性差以及可扩展生产的设备不足。报告全面总结了解决这些问题的策略设计方面的最新进展。报告还进一步介绍了我们对生长路线和相关可扩展生产设备开发的见解，旨在促进无转移石墨烯的批量生产及其实际应用。

该毫米波石墨烯折叠反射阵列天线（FRA）采用在 RT5880 基板上丝网印刷石墨烯墨水的方法制造，然后用激光雕刻进行精确图案化。主反射器有 918 个贴片单元，极化栅的线宽和间距均为 100 微米。测量结果表明，该天线在 37.5 千兆赫时的峰值增益为 21.37 dBi。辐射模式显示，3 dB 波束宽度在 E 平面和 H 平面分别为 6° 和 4°，交叉极化超过 -18 dB。激光辅助丝网印刷方法为精密制造石墨烯通信器件提供了一种可行的策略。