科研进展
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Nano Res.[能源]│郭晓辉教授课题组:rGO包覆Ag掺杂Cu空心纳米方块用于超稳定水系锌离子电池负极
在本文的研究中,作者设计了一种巧妙的局部平整宏观立体三维主体材料作为锌电镀剥离的基底。以柔性三维碳布为前驱体和导电框架,在其表面涂覆 Ag-Cu-rGO 和 Ketjen 黑混合浆料。得益于空心Cu纳米方块及其表面均匀分散的亲锌银,材料具有更高的析氢过电位以及更多的锌成核位点,最终抑制了析氢副反应并降低了电极表面局部电流密度。此外,rGO 的高导电性和大比表面积使电极表面的离子通量和电场均匀化,更有益于锌的均匀沉积。
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研究前沿:莫尔超晶格-魔角石墨烯/hBN | Nature Materials
通过电子输运测量和低温纳米光电压测量揭示了,双层魔角石墨烯与六方氮化硼紧密排列的二阶超晶格,并通过长程周期性光电压调制进行了证明。结果表明,即使是微小应变和转角变化,小到0.01°,也会产生二阶超晶格结构的剧烈变化。因此,实空间观测可作为应变和转角的“放大镜”,并可说明双层转角石墨烯中,空间对称性破缺的机制。
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泰国孔敬大学《JMS》:水泥/石墨烯复合材料开发功能性建筑材料,能够以更高的机械强度发电
一种称为“摩擦纳米发电机 (TENG)”的能量收集装置由水泥还原的氧化石墨烯 (rGO) 复合材料制成,可将机械能转化为电能。发现 rGO 掺入水泥可以通过空间电荷极化增强 TENG 的电输出,从而导致摩擦电荷密度增加。水泥-rGO 复合 TENG 实现的最大功率密度为 1.72 W/m2,是未改性水泥 TENG 的六倍。此外,rGO将水泥复合材料的抗压强度提高了 50%。这种增强归因于rGO的大比表面积,它会产生成核位点,导致水泥水化产物的结晶增加。这项工作的结果突出了开发具有更高机械强度的智能能源建筑的功能性建筑材料的前景。
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江苏大学《Small》:优化石墨烯上的氧基团轻松制备高性能独立式微型超级电容器
通过优化氧基团,可以调节活性位点、电导率、离子扩散、水稳定性等,还能促进简便的制备方法在实际应用中的应用。基于这一优势,我们利用优化后的石墨烯制备了无衬底柔性MSC器件。这种方法具有大规模、环保、低成本、可设计图案等优点。
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Nano Lett.:铁电极化驱动石墨烯的非易失性电-光响应
有鉴于此,近日,西湖大学李兰研究员团队通过将石墨烯-Al2O3-In2Se3异质结与微环谐振器(MRRs)集成,开发了非易失性电-光响应。在这种紧凑的器件中,石墨烯的光学吸收系数被α-In2Se3中的面外铁电极化大大调节,从而在MRRs中实现非易失性光传输。这项工作表明,将石墨烯与铁电材料相结合,为开发用于光学神经网络等新兴应用的光子电路中的非易失性器件铺平了道路。
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东华理工大学张爽团队Small:电荷动力学和界面极化的MoS2/GO异质结电极用于增强电容去离子提铀
东华理工大学张爽团队开发了一种新型二硫化钼/氧化石墨烯异质结(MoS2/GO-H)作为电容去离子(CDI)的有效电极,用于去除水中低浓度的铀离子(UO22+)。这种异质结通过结合电吸附和电催化的优势,引入了一种创新的电吸附-电催化系统(EES)策略。EES系统利用MoS2和GO界面处的界面极化产生额外的电场,显著影响载流子的行为。
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阿拉伯新城信息学研究所、英国利兹大学–开发一种高效、低操作压力的氧化石墨烯/聚醚砜纳滤膜,用于去除各种水污染物
综上所述,制备的GO/PES膜的吸附效果是最重要的,其次是Donnan排除效应和位阻效应。因此,有望建立新的生态友好的纳滤膜,价格合理,稳定,并且能有效地从水系统中去除各种污染物。
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青岛大学–原位合成固定在还原氧化石墨烯上的MnO/C纳米颗粒作为高性能锌离子电池阴极,具有增强的锌存储性能
本文通过将Mn – MOFs直接锚定在还原氧化石墨烯(rGO)片上,然后在氩气和氢气气氛中热处理,合成了MnO/C@rGO复合材料。作为ZIBs的阴极,氧化石墨烯促进了小尺寸纳米颗粒的生成,并将包裹在碳层中的MnO固定在氧化石墨烯薄片上,这样不仅可以减缓锰的溶解速度,还可以提高电导率。
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基于门控石墨烯微波波导的高灵敏度葡萄糖传感器
这项研究提出了一种全新的方法,通过水溶液中葡萄糖分子与在石墨烯通道中传播的微波频率依赖性相互作用,以及物理吸附分子引起的石墨烯射频(RF)电导率变化的综合效应,来识别水溶液中的葡萄糖浓度。所设计的葡萄糖传感器由嵌入CPW结构中的石墨烯场效应晶体管通道组成,并在CPW上集成了微流控通道。这种方法使得单个器件能够同时实现宽带微波传感和化学场效应晶体管传感,并生成以散射参数形式呈现的信息丰富的多维数据集。
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ACS Nano:大面积高产量石墨烯悬空膜的制备及其在传感器中的应用!!
研究者们成功展示了一种可扩展的、高产量的石墨烯悬空膜制造技术,适用于大面积和工业级应用。通过神经网络自动评估产量,以及将这些技术应用于基于石墨烯的NEMS压力传感器,证明了该技术的实用性和有效性。
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南开大学团队首次实现西西弗斯泵浦下的光涡旋阶梯
不同于传统的高斯光激发,研究人员通过具有贝塞尔包络的探测光激发狄拉克锥,实现了光子石墨烯中两个不同赝自旋态的完全转换。并且进一步通过在光子石墨烯中对赝自旋模式进行类似西西弗斯式的泵浦,实现了任意阶数的光涡旋。
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复旦大学环境科学与工程系、北京大学Rui An等–在超薄石墨烯片内包覆Co3O4,通过调整表面电子结构来增强过一硫酸盐活化
本研究通过钴MOF热解合成了一种包覆Co3O4的石墨烯片异质结材料(GCO-500),并将其应用于活化PMS去除洛美沙星。
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北化工《Small》:轻质超弹性石墨烯气凝胶,用于电磁干扰屏蔽
乳液型石墨烯气凝胶的密度超低(约3.0 mg cm-3),具有出色的导电性、空气口径的热绝缘性、75.0dB的高 EMI 屏蔽效果、90% 的应变可压缩性和超强的抗疲劳性。有趣的是,得益于乳液的凝胶状流变行为,可通过三维打印获得具有可编程几何形状的超轻石墨烯支架。这项工作为制备具有优异电磁干扰屏蔽性能的超轻、超弹性石墨烯气凝胶提供了一种通用方法,在各个领域展现出广阔的应用前景。
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江苏大学刘瑜JCIS:利用碳纳米管和氮掺杂石墨烯量子点改性(NiMn)Co₂O₄提升超级电容器性能的研究
首先,通过水热法精细调节反应条件,制备出CNT/(NiMn)Co2O4前驱体,使CNTs均匀分散在纳米球中,形成紧密的前驱体结构。随后,进行表面磷化处理,将磷元素引入材料中,这有助于提高材料的电性能,改善其速率能力和循环稳定性。接着,通过化学方法在纳米尺度上高效负载NGQD,这不仅增加了材料的比表面积,还为N的掺入提供了更多空间。最终得到的CNT/P – (NiMn)Co2O4@NGQD表现出了优异的性能
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西南科技大学/河南工业大学/泰山学院:三维石墨烯铁基催化剂的普适化合成及对锂硫化学的优化研究
研究者们设计了一种通用的合成策略,构建了一系列三维多孔石墨烯-铁基电催化剂(3DGr-FeP、3DGr-Fe3C和3DGr-Fe3Se4)并用于调控锂硫电池的电化学反应。所合成的催化剂中,三维多孔石墨烯可以形成良好的导电网络,而均匀分散的铁基纳米粒子可作为高活性的催化中心。这种有效集成促进了多硫化物的吸附和催化转化,从而提高了电池的整体电化学性能。