三维石墨烯泡沫

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  • 力学所发现三维石墨烯泡沫材料中的电导率极大现象
    p & nbsp & nbsp 在传统泡沫材料中,电学性能通常不是最关键的性能。但是,三维石墨烯泡沫材料则截然不同,电学性能对于该材料在功能器件方面的应用尤为重要。事实上,合成三维石墨烯泡沫材料的一个重要目的就是为了继承单层石墨烯卓越的电学性能。尽管实验上一直尝试研究甚至改进石墨烯泡沫材料的电学性能,但理论研究的缺乏制约了该方向的进一步发展。这一尴尬局面主要源于石墨烯泡沫材料的复杂性,如石墨烯薄片的多重自由度(层数、尺寸)以及该问题的多尺度特性(涉及到电子德布罗意波长、石墨烯薄片尺度、石墨烯薄片相互接触的特征尺度)。 /p p & nbsp & nbsp 近期,中国科学院力学研究所副研究员刘峰与王超合作提出了一种理论框架,系统研究了三维石墨烯泡沫的导电性能,并在该体系中发现了电导率极大现象。在该理论框架中,导电过程被分为两个等级。第一级,即最底层,利用介观输运理论结合紧束缚模型研究石墨烯薄片间的电导。第二级,通过分子动力学模拟研究三维石墨烯泡沫材料的网状结构,并提取平均接触面积、平均接触点密度等几何特征。结合这两方面信息即可理论计算石墨烯泡沫材料的电导及电导率。该研究发现石墨烯泡沫材料存在电导率极大现象(即随石墨烯薄片层数的增加,电导率先增大后减小),并进一步揭示了该现象的物理机制。 /p p & nbsp & nbsp 众所周知,在传统泡沫材料中,存在一个优化泡沫密度使热绝缘能力达到最强,这源于固体中热传导与热辐射之间的竞争。而该研究首次在理论上提出存在一个优化层数使三维石墨烯泡沫材料电导率达到最大,并对其物理机制进行了系统研究。该工作为优化三维石墨烯泡沫材料的导电性能提供了理论基础,并将促进该材料在功能器件方面的应用。 /p p & nbsp & nbsp 进一步,该研究还分析了变形下三维石墨烯泡沫材料的导电性能。在循环加载下,电阻的变化逐渐趋于稳定,同时伴随有滞回环的出现,这与实验观测定性一致。由于大变形是泡沫材料的一个重要特性,研究大变形下石墨烯泡沫材料的导电性能对于应变传感、应变调控等方面的实际应用具有重要的指导意义。 /p p & nbsp & nbsp 相关结果发表在Small上(F. Liu, C. Wang, Q. Tang,& nbsp Conductivity Maximum in 3D Graphene Foams,Small2018, 1801458)。该工作获得国家自然科学基金、中科院B类先导项目的支持。 /p p style=" text-align: center " img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201807/insimg/5addedc1-a85f-428b-8e87-abb19fb9b6da.jpg" title=" 9.jpg" / /p p /p p 图1.理论框架。(a)第一级:研究石墨烯薄片间的电导。(b)第二级:提取平均接触面积、平均接触点密度等几何特征。(c) 理论计算结果表明存在电导率极大现象。 /p p /p p style=" text-align: center " img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201807/insimg/b3859686-a4f8-4a85-bfb6-528a3612ed53.jpg" title=" 29.jpg" / /p p 图2. 外载作用下,三维石墨烯泡沫材料的电阻变化规律。(a)不同应变下,三维石墨烯泡沫材料的结构演化。(b)电阻随应变的变化。(c)循环加载下电阻的变化。(d)第七次循环加载下电阻随应变的变化。 /p p br/ /p
  • 美公司将利用石墨泡沫冷却提高LED性能
    发光二极管点亮光明前程 发光二极管的英文简称为LED,通常它由镓与砷、磷的化合物制成。在接通电源后,其中的电子与空穴复合时能辐射出可见光。人们发现,磷砷化镓二极管发红光,磷化镓二极管发绿光,碳化硅二极管发黄光。与小白炽灯泡和氖灯相比,发光二极管的特点包括工作电压很低 工作电流很小 抗冲击和抗震性能好,可靠性高,寿命长 通过调制电流强弱可以方便地调制发光的强弱。基于这些特点,发光二极管在许多光电控制设备中用作光源,在电子设备中用作信号显示器。   冷却可提高发光二极管性能   在大力提倡节约能源的今天,发光二极管作为照明灯越来越受到人们的青睐,其市场在不断扩大。据介绍,上海世博园区内使用了10.5亿颗发光二极管灯泡,世博场馆室内照明光源中约有80%采用发光二极管作为照明光源,相较于普通白炽灯省电达90%左右。专家表示,2010年中国发光二极管销售产值将突破1500亿元人民币,相当于2008年的两倍。   面对广阔的市场需求,人们在努力提高发光二极管照明灯的性能。研究发现,虽然发光二极管工作电压和电流很低,但是它仍然存在着发热问题。发光二极管的温度每降低10华氏度,其发光部件的寿命就能增加一倍,因此冷却对提高发光二极管照明灯的性能十分重要。   新石墨泡沫冷却材料闪亮登场   美国能源部橡树岭国家实验室(ORNL)材料科学和技术部研究人员詹姆斯克勒特发明了一项称为石墨发泡的技术。利用该技术,人们能够获得石墨泡沫(graphite foam)材料。用石墨泡沫帮助冷却发光二极管照明灯,可以更有效地控制其发热,从而延长其寿命并降低价格。此举有望扩大发光二极管照明灯的用户群。   克勒特说:“在(石墨发泡)技术降低发光二极管照明系统、稳定并延长其寿命的同时,该技术能够取代普通照明灯设备的更换和维护开支,每年为城市节约数百万美元。”他希望石墨发泡技术能够为顾客节约开支。   与传统的利用金属铜和金属铝等散热材料相比,新技术制成的石墨泡沫具有多种优点,比如,石墨泡沫导热性高、重量轻和加工容易。这些特点使得石墨泡沫材料拥有更好的设计适应性,成为更轻、更廉价和更高效的发光二极管照明灯冷却材料。   据悉,石墨泡沫具有的特殊石墨晶体结构是形成其良好导热性的关键。晶体结构的“骨架”中充满了气穴,与石墨相比,石墨泡沫的密度只有石墨的25%,因此其重量较轻。石墨泡沫特有的纽带网能够快速地将热源的热量散发掉,因而它是一种理想的冷却材料。   作为首推的节能照明用品,发光二极管照明灯因其耗能低、紧凑和平均寿命长的特点得到了越来越多的利用,其在街道照明和停车场照明等方面的应用需求也在不断提高。   LED北美公司专门为在城市、商业和工业领域的应用提供发光二极管照明灯产品。为不断提高发光二极管照明灯的性能,确保自己在与对手长期的竞争中处于有利地位,日前公司与橡树岭国家实验室签订了石墨发泡技术合作协议,获得了该技术的使用权。公司准备用该技术生产石墨泡沫,并用石墨泡沫以被动式冷却方式帮助发光二极管照明灯部件散热。   LED北美公司设立在橡树岭国家实验室名为“技术2020”的实验孵化基地内,公司和实验室建立起了良好的关系。公司创始人之一安德鲁威廉表示,与橡树岭国家实验室为邻,公司与实验室的研究人员可以更方便地密切合作,以完善石墨泡沫材料与发光二极管照明灯。
  • 三维石墨烯带队“治污者联盟”
    p style=" text-indent: 2em " 科学技术的发展,为解决黑臭水体污染治理的世界性难题提供了新选择。我国科学家研发出一种新材料,将其平铺在黑臭水体表面,太阳光照射两周内,可明显改善水质。今年初,相关成果获得国家自然科学奖二等奖,拥有发明专利50多项,已在上海、安徽、江苏等地成功示范,正成为整治黑臭水体和污染防治的利器。 /p p style=" text-indent: 2em " 这一科研成果,由中科院上海硅酸盐研究所首席研究员、北京大学化学与分子工程学院教授黄富强带领两家科研机构,历经7年攻关获得。其成功研发的新材料,由三维石墨烯管和黑色二氧化钛两种特殊材料混合而成,治污原理是“物理吸附+光化学催化降解”。 /p p style=" text-indent: 2em " 有害有机物是黑臭水体的“元凶”,治理黑臭水体关键是消除这些有机物。自然环境条件下,借助生态的自修复功能,水体中的有害有机物可以自行降解,但污染严重的黑臭水体自修复能力很弱,生态净化周期会比较长。新材料可帮助黑臭水体加快有毒有机物的降解速度,缩短水体净化时间,并重新开启生态环境的自修复净化能力。 /p p style=" text-indent: 2em " 黄富强介绍:“三维石墨烯管负责快速、更多地牢牢‘抓住’各类有害有机物;黑色二氧化钛作为光催化剂,可对高达95%的全太阳光谱进行高效、充分吸收,进而快速地将捕获上来的有毒有机物降解为二氧化碳和水。” /p p style=" text-indent: 2em " 普通的石墨烯是二维的,形似平铺的纸张,而该团队研制的三维石墨烯管犹如立体的“蜂巢”,比表面积和中空体积增大,对有毒有机物的“抓取量”大大增加。 /p p style=" text-indent: 2em " 二氧化钛由于只能吸收仅占总太阳能5%的紫外光,不能吸收可见光和近红外光,降解有机物的效率较低。为改善二氧化钛吸光效率、进而提升有害有机物的降解速度,黄富强团队采用特殊工艺,制备出的黑色二氧化钛实现了高达95%的全太阳光谱吸收。 /p p style=" text-indent: 2em " 中科院院士张洪杰认为,黑色二氧化钛是该成果“核心中的核心”。几年前,美国密苏里大学陈小波教授研发出黑色二氧化钛,将对太阳光的吸收效率从5%提升到30%,引起学术界关注。 /p p style=" text-indent: 2em " 除治理黑臭水体,黄富强团队研究的新材料在处理印染废水、制革废水等工业污水方面也有突出成效。例如,添加1克新材料可吸附1.476克铅离子,简单酸化处理后,重金属离子可回收并被加工成各类高附加值材料。 /p p style=" text-indent: 2em " 在示范应用期间,团队在上海、安徽、江苏等地共铺设新材料光降解网3000多张,覆盖水域总面积近4万平方米。 /p p style=" text-indent: 2em " 在上海天山公园和中山公园,团队将涂覆有新材料的光降解吸附网铺在湖面后,不动水底淤泥,吸附网就能将有机物分解为二氧化碳和水,进而提高水体含氧量,增强水体自净化和生态修复能力。 /p p style=" text-indent: 2em " 上海轻工业环境保护技术研究所检测中心和江苏省环境科学研究院环境工程重点实验室的检测结果显示,治理仅7天后,化学需氧量、氨氮、总磷等代表性指标均从劣五类水改善至五类水以上。 /p p style=" text-indent: 2em " 在安徽省肥东县,团队对定光河污染较严重的中上游河段进行了治理。肥东县环保局水环境管理科主任薛铁成说,定光河是典型的复合污染河道,此次治理后,污水各项指标的去除率达60%以上。 /p p style=" text-indent: 2em " 新材料还具备成本比较优势。黄富强介绍,将新材料与市面主流材料进行实验室对比测试,针对印染废水、制革废水、造纸废水等典型的难降解高浓度有机废水,市面材料20分钟可降解完成,而新材料只需2-3分钟,降解速度大幅提高,但制备成本与市面材料相当。 /p p style=" text-indent: 2em " 陈小波表示:“该团队研发的独特制备方法具有很多技术优势,让大规模低成本生产黑色二氧化钛成为可能,这是一项突破性成果,将有力促进该材料的实际应用和商业化。” /p p style=" text-indent: 2em " 记者了解,目前,这一成果的两大关键材料已走出实验室,实现快速、无污染、低缺陷规模化制备,由团队自主设计、搭建的低成本技术生产线已具备50吨年产能。 /p p br/ /p

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  • 【资料】泡沫吸附硫脲石墨炉原子吸收法测定化探样品中的金

    泡沫吸附硫脲石墨炉[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Wp][color=#3333ff]原子吸收[/color][/url]法测定化探样品中的金武警黄金第十二支队化验室 黄艳波一、方法提要:样品经焙烧后,用王水溶解,泡沫振荡吸附分离金,分离的泡沫洗净后于10g/L(1%)的硫脲溶液中经沸水解脱,用石墨炉[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Wp][color=#3333ff]原子吸收[/color][/url]测定。二、本方法测定范围:0.5×10-9~0.2×10-9 g/g三、试剂:1、硝酸(分析纯);2、盐酸(分析纯);3、王水(HCl+HNO3=3+1);4、硫脲(分析纯),配制成10g/L(1%)的水溶液,现用现配5、泡塑:聚胺脂型,剪成1×1×3cm形状,用水洗净后,用4%的盐酸溶液煮沸半小时,最后用清水洗至中性晾干备用;6、标准储备液:ρ(Au)=1mg/mL,称取国家标准物质纯金1.0000克于400mL烧杯中,加入新配制的王水20mL和氯化钾1克,稍加热溶解,冷却后移入1000mL容量瓶中,用水稀释至刻度、摇匀;7、标准工作液:ρ(Au)=100ng/mL 。将ρ(Au)=1mg/mL的储备液逐级稀释成100ng/mL的金标准工作溶液,介质10%王水(现用现配);8、标准系列:分别吸取0、0.1、0.2、0.5、2、5、10mL和3mL 100ng/L和1000ng/L的金标准工作液8个100mL的三脚瓶中,加10mL王水,用水稀释至体积100mL,加入泡塑,与样品一起振荡吸附,加10mL10g/L的硫脲于25mL比色管中,与样品一起于沸水中解脱半小时,趁热取出泡沫。四、仪器条件:日立 Z—5000型塞曼[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Wp][color=#3333ff]原子吸收[/color][/url]分光光度计(一)、仪器条件:波长(nm):242.8 狭 缝(nm):1.3 时间常数(s): 0.2灯电流(mA):7 负高压(V):382 取样体积(uL): 20测量方式:PeakHight 石墨炉原子化器:Tube A背景校正:BKG Corr. 方程式线性:Quadratic(二)、原子化条件: 起始/结束温度 斜坡/保持时间 载气流量 (℃) (sec) (mL/min)干 燥 80/160 35/0 200灰 化 400/400 15/0 200原子化 2400/2400 0/5 30清 除 2600/2600 0/4 200冷 却 0/0 0/12 200五、分析手术:称取10克已加工好的样品于40mL瓷坩埚中,经650-700℃高温灼烧1h(在400℃保温0.5h),取出冷却后,将样品转移至250mL三角瓶中,加少量水润湿样品,加新配制的1:1的王水约40mL,用手摇动三角瓶,使样品在溶液中散开,置于电热板上加热分解样品,溶解至体积剩有10mL左右,取下,用自来水稀释体积至100mL左右,加入已经浸泡好的泡沫塑料,盖上塞子,放在振荡器上振荡30min,取出泡沫,用自来水冲洗至中性,挤干,放入预先加有10g/L硫脲的25mL比色管中,沸水浴中保持30min,取出泡塑,冷至室温,在石墨炉[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Wp][color=#3333ff]原子吸收[/color][/url]分光光度计上测定。从工作曲线上查出相应的金量。六、注意事项:1、痕量金测试过程中易发生污染,所以玻璃器皿要洗涤干净,焙烧样品的坩埚要擦拭干净(遇到高含量样品,相应的坩埚用王水浸泡)。避免与常量分析物品,设备混用。2、配制金标准系列的移液管、容量瓶、烧杯要用水彻底、反复浸泡,否则低含量金标准溶液很容易污染而变高。较低含量的金标准溶液极不稳定,放置时间过长,器皿产生吸附,使浓度变低,应现配现用。3、泡沫塑料应处理干净,否则影响测试结果。4、振荡吸附时,溶液必须在室温下,热溶液会造成吸附率降低。酸溶液要控制在10%左右,超过30%,泡沫会失去弹性,降低吸附率。5、解脱出来的待测溶液应立即上机测试,否则器皿产生吸附,使结果偏低。[img]http://www.instrument.com.cn/bbs/images/affix.gif[/img][url=http://www.instrument.com.cn/bbs/download.asp?ID=88238]泡沫吸附硫脲石墨炉[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Wp][color=#3333ff]原子吸收[/color][/url]法测定化探样品中的金[/url][img]http://www.instrument.com.cn/bbs/images/affix.gif[/img][url=http://www.instrument.com.cn/bbs/download.asp?ID=88237]泡沫吸附硫脲石墨炉[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Wp][color=#3333ff]原子吸收[/color][/url]法测定化探样品中的金[/url]

  • 【第三届原创作品】泡沫塑料吸附-石墨炉测定痕量金的方法改进

    维权声明:本文为albert800922原创作品,本作者与仪器信息网是该作品合法使用者,该作品暂不对外授权转载。其他任何网站、组织、单位或个人等将该作品在本站以外的任何媒体任何形式出现的,均属侵权违法行为,我们将追究法律责任。 泡沫塑料吸附-石墨炉测定痕量金的方法改进 近年来,随着各种新技术新方法应用到金的找矿领域中,越来越多的化探样品弱异常要求更准确的测定方法,本文将从样品预处理、测定曲线、添加抗坏血酸做些方法改进,通过改进以降低方法检出限,满足化探样品低含量的准确测量。通过引进密封溶样技术,不但提高的生产效率,降低了成本,减少了对人的伤害,而且标样测定结果符合规范,样品测定结果令人满意。1 实验部分1.1 仪器与主要试剂Z-5000石墨炉原子吸收分光光度计,石墨管、金空心阴极灯。金标准储备溶液:ρ=0.1µg/ml。实验所用的盐酸、硝酸、硫脲均为分析纯,水为蒸馏水。1.2 仪器工作条件实验条件及配制参照文献。2 实验结果与讨论2.1方法改进一:降低检出限2.1.1根据不同含量选用不同的标准点做标准系列标准重复测量两次,在日立Z-5000上,选用标准点不等,分别有五点法、四点法、三点法等,由仪器自行建立标准曲线,每份样品(标样)的重复测量不低于3次,其结果如表1所示。 表1标样或偏提取金分析结果对照(ωAu/10-9)方法5点法4点法3点法标准推荐值GAu-20.30.50.70.8GAu-8-0.3-0.10.40.5GBW072431.01.31.41.5GBW072445.05.25.65.320700426.27.17.22070057[/font

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  • 石墨烯泡沫片 400-860-5168转2205
    产品名称:石墨烯泡沫片(进口料)产品简介:石墨烯泡沫片是用化学气相沉积(化学气相沉积)方法制作的,通过此种方法获得的石墨烯泡沫片是一种超轻型低成本工程材料,具有机械强度高,弹性好的优点。技术参数:碳含量:99%,no metal support孔径:580微米密度Density:4 mg/cm3 使用建议:1.lion-air battery assembly2.辊压机制作具体请点击产品规格:50.8mmx50.8mmx1.2mm标准包装:1000级超净室100级超净袋真空密封膜盒包装
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  • 高压泡沫分析仪 400-860-5168转4058
    我们的高压泡沫分析仪 (HPFA) 是世界上首台同时分析高压液体泡沫数量和结构的测量器。该仪器提供了多种选项,用于在三次采油和水力压裂泡沫辅助喷射法实际工艺条件下研究泡沫行为。测量方法基于随时间变化的泡沫高度和体积测定起泡性和泡沫稳定性基于气泡数量、尺寸和统计尺寸分布分析泡沫结构及其相对于时间的变化测量压力高达 350 bar,温度可达120 °C与各种气体反应发泡,如空气、氮气或二氧化碳可选配测量中加液模块泡沫辅助气驱泡沫压裂和压裂增产液
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  • 全自动泡沫分析仪 400-860-5168转2438
    一、主要特点1、检测灵敏,精确,无污染 2、模块化设计,玻璃样品管可随意拆卸,极易清洗 3、外接空压机,多种模式产生泡沫 4、良好的重现性和稳定性 5、样品用量少—最少仅需20ml溶液6、全自动电脑控制,结构坚固稳定7、用户可以自定义气体流速,鼓泡时间二、技术参数1、气泡方式:鼓气法★2、气体流量: 0-500ml/min,精度0.5%,气泵压力0.5MPa★3、泡沫高度:通过视频的方式采集,测量高度0-280mm4、液体体积:测试液体样品最小体积20ml★5、电导:泡沫管有5路电导测量电导率,电导分辨率0.01us/cm6、视频系统:5mm远焦镜头,130万像素数码相机,速度25帧/秒7、测量:a、气体流速 b、泡沫体积 c、液体残余体积 d、泡沫电导 e、液体百分数8、计算:a、泡沫最大密度 b、Bikerman指数 c、泡沫体积稳定性 d、泡沫内液体稳定性 e、泡沫膨胀系数 f、气泡能力 h、泡沫容量9、泡沫发生器孔径分布范围分别为:1.0μm-1.6μm(标配),(可选配其他孔径)10、全自动电脑控制,结构坚固稳定11、电压:220V,功率:300W12、样品管保温:内置加热棒,可控温度室温-90 度(选配)13、预装应用程序和驱动程序的数据采集处理微机操作系统,与设备相连,运行专业软件,对设备进行设置和控制,显示、存储运行数值和曲线14、外观规格:690×310×480mm15、顶部泡沫实时观测系统(选配):专用工业CCD,配套专业分析软件,可将数据导出excel表格16、可增加气泡方式:搅拌法(选配)三、主要配置1、主要由设备主机、数据采集显示控制系统等。2、光学系统 1套3、电导系统 1套4、加热系统 1个5、气泵 1份6、流量控制系统 1套7、顶部泡沫观测系统 1套8、配套数据采集显示系统 1套9、搅拌装置 1套
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