郑州大学
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以废治废——闪蒸石墨烯土壤改良技术助力黄泛区农业新质生产力发展
毛小菲团队的核心技术为农业废弃物热化学定向热转化制备涡轮结构状石墨烯。该技术可通过微波辅助焦耳热闪蒸手段,将农作物秸秆等废弃物高效转化为纳米碳材料,同步解决“农业固废资源化利用率低”和“石墨烯制备成本高”两大难题。与传统石墨烯生产方式相比,该技术通过定向热转化实现低能耗、低排放,且原料来源广泛,成本仅为市场价的十分之一。该团队进一步将石墨烯与微生物菌剂结合,开发出兼具固碳、保水、增强土壤透气性的新型土壤修复材料,为农业可持续发展提供创新方案。
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郑州大学JPS:木质素基石墨烯的快速合成及其多功能应用
研究系统地分析了导电剂添加量、脉冲电压和闪速时间等参数对FG产品质量的影响,通过拉曼光谱、X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)等先进表征技术,确定了从木质素生产FG的最优工艺参数。
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郑州大学刘佩Chemical Science :石墨烯氧化物异质结构膜实现酸碱中和反应中的高效能量转换
这一异质系统为捕获酸碱中和中储存的潜在能量并以电能形式释放提供了理想的平台。此外,这项研究不仅为处理工业酸碱废液提供了新视角,还展示了化学辅助因素在增强化学势驱动能量转换中的广阔潜力。然而,实际应用中废水溶液包含许多杂质,污堵仍然是膜技术在实际水条件下应用的主要挑战。除了严重的生物污染外,有机或无机污染物通常也会损害跨膜离子传输,表现为离子通量的急剧下降。另一个挑战是与纳米流体学发电机制作可靠的电气接口,因为目前使用的Ag/AgCl参比电极寿命有限。
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郑大许群团队: 精准引入含 B 官能团实现二维石墨烯磁学性能调控
首先以超临界二氧化碳手段将体相石墨烯剥离为多层纳米片,充分暴露 C=C 位点,为不完全烯烃加成反应提供丰富反应位点。同时以硼酸为 B 源,借助不完全烯烃加成反应向二维石墨烯结构中引入端基 -B(OH)₂ 官能团,进而引入铁磁交换作用 (Ferromagnetic Coupling) 所需未配对电子,成功制备了具有良好室温铁磁性的二维石墨烯材料。
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郑州大学申长雨/刘春太团队Water Research:嵌入功能化氧化石墨烯杂化膜的两亲性离子共价有机骨架用于废水中超快提取铀
GPX-5的吸附机制主要涉及铀原子的相对活跃的7s和5f轨道与磺酸基团中的硫和氧的2p轨道之间的相互作用,从而形成配位键。此外,主要由静电吸引力驱动的弱相互作用也在吸附过程中发挥作用。该研究提供了一种简单且可扩展的方法来制造GO-COF层状复合膜,展示了从废水中提取铀的有希望的应用前景。
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郑州大学,香港城市大学,Small:3D打印钒酸钾铵/氧化石墨烯气凝胶实现高容量长循环的钾离子电池正极的定制化构筑
该研究开发了一种通过3D打印技术制造的富含氧空位的钾铵钒酸盐(KNVOv)/还原氧化石墨烯(rGO)微格气凝胶正极材料,展示了其在钾离子电池中的优异性能。研究表明,这种3D打印的KNVOv/rGO电极在50 mA g−1的电流密度下经过200次循环后保持了109.3 mAh g−1的高放电容量,并且在500 mA g−1的高电流密度下经过2000次循环后仍然保持了75.8 mAh g−1的放电容量。
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郑大新材料创新成果,正被广东、福建看好|甲子汇科
自2001年7月课题组成立以来,许群教授课题组研究方向集中在利用绿色化学手段制备功能性纳米材料,包括超临界流体诱导聚合物结晶及其自组装、超临界流体技术制备层状纳米材料及其功能化、超临界流体作为外场制备生物功能材料、静电纺丝技术制备功能性吸附材料、不同聚合物体系衍生制备纳米碳材料及其功能性的研究等。
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郑州大学《Langmuir》:柔性网格石墨烯电热薄膜,用于管道/机翼去冰等
网格结构的设计使电热膜具有一定的整体透明度。可以通过石墨烯线之间的透明网格实时观察加热。石墨烯网格结构的电导率可以通过优化石墨烯线宽来调节。对于线宽为1575μm的柔性电热膜,在15V的外加电压下可以达到165°C的高温。柔性电热膜可以包裹在需要加热的器件表面,网格设计保证实时检测,在除冰、加热等领域展现出巨大的应用前景。
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【材料】超临界二氧化碳赋予氧化石墨烯宏观室温铁磁性
具体来说,由SCCO2携带H2O2,在石墨烯层间引入羟基和羰基等含氧基团,有效破坏了石墨烯的共轭大𝜋 键,改变了其电子的自旋密度和磁矩;进一步SCCO2提供的局部应力将有效克服反应能垒,通过平面外的氧桥接相邻的石墨烯层,进一步增强其铁磁性。
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新材料产业“生根”,90 后博士返乡成“双一流” 高校硕导丨爱上河南的N个理由
在实验室里,赵楠正穿着一件白大褂,全神贯注地测试着产品的稳定性,他说,“我研究的材料主要以生物基石墨烯为主,看着自己的研究成果应用到了现实生活中,真的很有成就感。”
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郑州大学《Small》:综述!垂直石墨烯的制备、结构工程及新兴能源应用研究进展!
为了获得更好的电极反应动力学和更高的电化学性能结构稳定性,垂直取向石墨烯纳米片已成为比其他材料(如碳纳米管、碳纳米管、随机分布的石墨烯和类石墨烯粉末)更有前途的候选材料。本综述对 VG 的制备方法进行了阐述,主要分为溶液法和真空法。
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郑州大学许群、崔鑫炜/阿尔伯塔大学曾宏波:分子限域传输新现象
报道了一种富含0.6 nm石墨烯限域孔道的二维纳滤膜,发现了在纳米限域条件下类晶态二维有序水的存在,以及基于牛顿摆机制的非扩散、快速水分子传输机制,成功达成了高效离子阻隔(~10–4 mol m–2 h–1)与高速水通量(45.4 L m–2 h–1)的同步实现。
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Adv. Funct. Mater.: 通过化学破坏自组装Janus氧化石墨烯用于大面积高性能的忆阻器
结果显示:Ag/J-GO/Au忆阻器展现出优异的阈值型阻变开关行为,例如低泄漏电流(≈10-12A),低工作电压(≈0.3 V),高耐久性(>12,000 次),以及成功模拟了生物突触的部分典型可塑性行为。这项工作提供了一种获得大面积、连续和均匀Janus 2D薄膜的新策略,并验证了Janus 2D材料在固态微电子领域(电学仿生突触)中的新应用。
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郑州大学许群课题组Small:超临界CO2定向辅助合成低维功能材料
文章首先讨论了超临界流体特点及超临界CO2绿色溶剂体系的优势,以及材料构筑过程中的物理化学作用。接着从一维材料出发介绍了超临界CO2在不同溶剂体系条件下对碳纳米管的定向修饰,借助不同聚合物外延生长手段得到多种类型的杂化结构;随后分析了二维材料体系中超临界CO2在层状材料剥离、原子结构调控、相工程及应力工程中的独特作用,材料涵盖了石墨烯、过渡金属硫化物及氧化物、氮化硼、石墨炔等;在此基础上,进一步总结了借助超临界技术实现包括横向异质结、纵向异质结、多元异质结和非晶异质结等多种类型二维异质结的构筑。
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非晶态磷化硒/石墨烯有效耦合实现高比容、长循环、结构稳定非金属钠离子电池
郑州大学邵国胜课题组依托自主研发的高导电性晶体石墨烯(HCG)为基底材料,通过一种简单的球磨工艺将大量非晶态磷化硒(SeP)负载在三维连通的HCG框架中制备了高容量SIB负极。HCG衬底可以实现钠离子和电子的快速传输,同时可以容纳SeP负极活性物质的巨大体积变化。并且,基于NaxSeP的强玻璃相形成能力,有效避免除Na2Se和Na3P的超细纳米晶外的所有稳定化合物的结晶,极大促进了电池的氧化还原动力学过程。