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《AIP会议论文集》[作者 第三届数学与科学当前进展国际研讨会(ISCPMS2017)论文集 - 印度尼西亚巴厘岛(2017年7月26-27日)] - 用于吸附和光催化去除亚甲基蓝染料的新型材料Fe3O4/TiO2/CuO/NGP复合材料
摘要: 本研究采用溶胶-凝胶法合成了FCT纳米复合材料,并通过共沉淀法制备了Fe3O4/CuO/TiO2(FCT)/NGP复合材料。所有制备样品均通过X射线衍射(XRD)、能量色散X射线荧光光谱(EDX)、振动样品磁强计(VSM)和热重分析(TGA)进行表征。以亚甲基蓝作为有机染料模型,测定所有制备样品的吸附性能。采用吸附过程研究了亚甲基蓝从水溶液中的去除情况。所有样品均遵循准二级动力学反应,最大吸附容量为48 mg/g。
关键词: 四氧化三铁,二氧化钛,吸附,光催化,石墨烯
更新于2025-09-09 09:28:46
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利用原子分辨率显微镜对石墨烯进行深度敏感成像
摘要: 要确定材料的原子结构,需要获取原子位置的三维信息。然而,高分辨透射电子显微镜获得的图像通常是三维结构的二维投影。普通显微镜的深度分辨率仍在纳米量级,要实现原子级深度分辨成像则需要更小的景深。本文提出采用配备高阶几何像差校正器和单色器的低压原子分辨透射电子显微镜进行高深度灵敏度成像。低能电子的长波长特性与显微镜的大接收角可实现浅景深和原子级深度灵敏度。我们证明该技术的深度分辨率和深度精度分别可达埃级和亚埃级水平。应用这种高深度灵敏度显微镜时,通过离焦量差异可检测含位错单层石墨烯的深度偏差,并能通过单幅图像直接观测到位错偶极子与三极子的屈曲结构。将该深度灵敏度显微镜与离焦扫描成像技术相结合,将实现对各类低维材料的三维原子级深度分辨分析。
关键词: 原子分辨率显微镜、低压透射电子显微镜、单色器、三维原子结构分析、像差校正器、深度敏感成像、石墨烯
更新于2025-09-09 09:28:46
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化学气相沉积石墨烯中微结构制备工艺诱导的调制效应
摘要: 本文系统研究了"模拟"石墨烯器件制备过程中的拉曼光谱特征。光刻胶烘烤会在石墨烯中引入压应力,该应力在光刻胶去除后消失。电子束的间接辐照(透过光刻胶)不会显著改变石墨烯的特征拉曼峰,表明曝光过程保持了石墨烯的质量。直接金属沉积(钴和坡莫合金)会导致2D峰位移及2D与G峰强度比I(2D)/I(G)降低,这说明sp2碳碳键弱化引发了电子结构调制。相比之下,沉积有薄金属氧化物的石墨烯在金属沉积过程中既未出现显著的2D和G峰位移,也未显示I(2D)/I(G)比值下降,表明氧化物保护了石墨烯质量。
关键词: 压缩应力、制造工艺、拉曼光谱、石墨烯、金属沉积
更新于2025-09-09 09:28:46
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非共格二维异质结构中的弛豫与畴形成
摘要: 我们将构型空间作为计算非共面二维(2D)双层膜机械弛豫模式的自然表征方法。该方案通过结合连续介质模型与层间相互作用的广义堆垛错能,可适用于各类二维材料。我们展示了小角度扭转双层石墨烯和过渡金属硫族化合物二维半导体代表材料二硫化钼(MoS2)的计算结果。由于本方法不依赖层间耦合的经验原子势函数,即便在极小扭转角条件下仍能精确计算MoS2的弛豫行为。计算结果表明该构型空间方法能以极低计算成本实现高效弛豫模拟。我们还利用实空间与构型空间的关联关系,系统阐释了近晶格对齐二维双层膜中的畴形成机制。该构型空间方法同样适用于非共面多层体系的弛豫计算。
关键词: 不相称、畴形成、二硫化钼、双层、二维、弛豫、石墨烯
更新于2025-09-09 09:28:46
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利用交叉反应性石墨烯与金属氧化物传感器阵列实现精确气体鉴别
摘要: 对于半导体气体传感器而言,区分相似分子仍是一项极具挑战性的难题。本研究报道了一种利用金属氧化物半导体与石墨烯传感器构成的交叉反应阵列,实现对相似化学蒸气(间三甲苯、邻二甲苯和甲苯)进行精确气体区分的方法。由于这三种化学品在这些传感器上产生的响应极为相似,传统手段难以鉴别。然而通过对传感器响应特征进行交叉反应主成分分析,区分准确率从单一气体传感器的约70%提升至交叉反应传感器阵列的近100%。这种高精度区分能力与低成本平面工艺流程,使该方案成为智能气体检测及未来物联网应用的极具前景的候选技术。
关键词: 气体识别、金属氧化物、传感器阵列、交叉反应性、石墨烯
更新于2025-09-09 09:28:46
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[美国机械工程师学会2015年国际机械工程大会暨展览会 - 美国德克萨斯州休斯顿(2015年11月13日星期五)] 第10卷:微纳系统工程与封装 - 化学气相沉积法制备石墨烯的电子特性及应变敏感性表征(采用C?H?)
摘要: 我们采用乙炔化学气相沉积工艺成功合成了具有不同晶粒尺寸的大面积单层石墨烯片。所得石墨烯表现出高度均匀性,方阻低至1080Ω/□。通过制备基于石墨烯的场效应晶体管(FET),研究了成核密度与CVD石墨烯电学性能的关系。发现成核密度会显著影响石墨烯中的缺陷形成,从而导致其电学性能改变。我们还检测了CVD石墨烯的应变敏感性:将原位生长的石墨烯/铜薄膜用双面胶带固定在SiO2/Si衬底上,通过标准光刻和反应离子刻蚀(RIE)工艺直接在石墨烯包覆的铜表面制备应变器件,随后将该器件转移至可拉伸柔性聚二甲基硅氧烷(PDMS)衬底。利用电动平台测试了石墨烯基应变传感器的压阻特性,通过一维拉伸实验研究发现,在拉伸变形下获得了3.4的应变灵敏系数。
关键词: 场效应晶体管、化学气相沉积、应变灵敏度、石墨烯、乙炔
更新于2025-09-09 09:28:46
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聚合物泡沫支撑的化学还原氧化石墨烯导电网络用于气体传感
摘要: 本工作报道了基于化学还原氧化石墨烯(rGO)泡沫的氨气(NH3)气体传感器。以聚合物泡沫为支架支撑rGO,所得柔性传感器件在室温下对NH3检测表现出高灵敏度、高选择性和快速恢复特性。当暴露于1 ppm和50 ppm NH3时,传感器分别显示出超过0.90%和3.67%的电阻变化。该石墨烯泡沫气体传感器(FGS)还展现出优异的重复性。此外,rGO泡沫气体传感器对NH3的响应比稀释至饱和蒸汽浓度1%的甲醇蒸气高出两倍以上。最重要的是,其制备简单、成本低能耗少且传感性能优异等独特优势,使该传感器在氨气检测领域极具应用潜力。
关键词: 氨气,三维,石墨烯,气体传感器,泡沫
更新于2025-09-09 09:28:46
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通过模拟探究HAADF-STEM技术表征纳米复合材料中石墨烯分布的能力
摘要: 本文通过模拟高角环形暗场(HAADF)图像,探究了扫描透射电子显微镜(STEM)技术测定碳基体中石墨烯层分散程度的能力。结果表明:未标记的石墨烯层仅在其取向与显微镜电子束平行时方可被检测;而金标记的石墨烯层可用于评估结构复合材料中的分散程度。此外,当采用合适的重建算法及包含沟道效应的二维投影时,电子断层扫描技术能真实呈现基体内部石墨烯片的3D分布状态。
关键词: 高角环形暗场扫描透射电子显微镜(HAADF - STEM)、电子断层扫描、纳米复合材料、分散度、石墨烯
更新于2025-09-08 09:54:54
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电纺磁电石墨烯/四氧化三铁/聚乳酸-羟基乙酸共聚物短纳米纤维的制备与性能
摘要: 在组织工程应用中,具有磁电功能的聚合物纳米纤维可通过施加磁电刺激促进组织与细胞生长。这类高比表面积且能通过磁感应定向排列的短纳米纤维,在材料科学与生物医学工程领域具有应用潜力。本研究采用静电纺丝法制备了含纳米Fe3O4颗粒的聚乳酸-羟基乙酸共聚物(PLGA)纳米纤维,获得超顺磁性Fe3O4/PLGA纳米纤维。经均质机处理后,通过原位沉积法制备出长度为11.90±2.03微米、直径256.5±13.7纳米的石墨烯/Fe3O4/PLGA短纳米纤维。通过扫描电镜(SEM)和导电性测试研究了PLGA浓度与石墨烯浓度对短纤维形貌、尺寸及导电性能的影响,采用傅里叶变换红外光谱(FTIR)和X射线衍射(XRD)表征其化学组成,利用振动样品磁强计(VSM)测定磁学特性。最终获得导电率为9.34×10?2 S/m的超顺磁导电PLGA纳米纤维,可用于后续应用研究。
关键词: 磁电聚合物、短纳米纤维、石墨烯、聚乳酸-羟基乙酸共聚物(PLGA)
更新于2025-09-04 15:30:14
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利用纳米球光刻技术在石墨烯上制备均匀金纳米图案
摘要: 在本研究中,我们利用纳米球光刻技术(以聚苯乙烯(PS)球为模板),实现了原始单层石墨烯上金纳米图案的可控制备。该方法可在石墨烯表面均匀形成周期性有序的三角形金纳米图案。显微拉曼光谱显示,这些牺牲性PS模板对石墨烯表面结构无明显影响,而后续形成的金纳米图案通过表面等离子体共振效应增强了G峰和2D峰的拉曼强度。金属沉积过程中引入的压应力导致2D峰发生明显蓝移,此外金属诱导的掺杂效应降低了2D峰与G峰的强度比。这种金属纳米结构的均匀排列有望用于生长其他纳米材料,或作为生物医学、催化剂及光学领域的拉曼增强基底。
关键词: 金纳米图案、纳米球光刻、石墨烯、拉曼光谱
更新于2025-09-04 15:30:14