摘要：通过电化学方法来减少二氧化碳(CO_(2)),同时生产燃料和高附加值化学品,是一种克服全球变暖问题的有效策略,对于缓解能源和环境的双重压力具有重要的现实意义。由于CO_(2)稳定的分子结构,设计高选择性、高能效和低成本的电催化剂是关键。石墨烯及其衍生物因其独特且优异的物理、力学和电学性能,相对较低的成本,使其在CO_(2)电还原方面具有竞争力。此外,石墨烯基材料的表面可以通过使用不同的方法进行改性,包括掺杂、缺陷工程、构建复合结构和包覆形状。首先,本文综述了电化学CO_(2)还原的基本概念、评价标准,以及催化原理和过程。其次,简要介绍了石墨烯基催化剂的制备方法,并按照催化位点的类别,总结了石墨烯基催化剂近年来的研究进展。最后,对CO_(2)电还原技术未来发展方向进行了探讨与展望。

摘要：由于能源消费需求的持续增长和传统化学燃料的日益枯竭,对可再生能源的需求日益迫切。以地热能、太阳能为代表的可再生能源脱颖而出。然而,这些能源的应用易受到天气、季节、地点和时间的影响,具有不稳定性、随机性、波动性和间歇性。储能技术是解决上述问题的有效途径,它可以在需要的时候储存或释放能量。在各种储能技术可选材料中,相变材料(PCMs)是智能热能管理和便携式热能领域的有力候选者。大多数相变材料都存在导热系数低、环境污染、熔点泄漏等问题,因此有必要将相变材料封装到支撑骨架材料中。事实上,支撑材料在应用中仍面临着一些重大挑战。首先,骨架材料应能抵抗相变材料在相变过程中的体积变化,即具有良好的结构稳定性。其次,还应具有较高的导热系数和较低的泄漏率。石墨烯气凝胶(GA)已被证明是提高相变材料形状稳定性的有效支撑骨架,但相变引起的泄漏和网络结构的脆性是制约其应用的关键问题。在此,我们提出了一种双脉冲电镀的强化策略,用于制备铜@石墨烯气凝胶(Cu@GA)作为相变储能骨架材料。这一结构设计中,石墨烯气凝胶上的石墨烯片层上均匀地镀上了铜层,且不同片之间被铜镀层所连接。这种铜增强石墨烯气凝胶网络结构赋予复合材料良好的导热性和坚固的骨架稳定性,有利于增强相变换热和抑制相变过程中的泄漏。此外,通过真空浸渍法将十八胺(ODA)封装在Cu@GA骨架中,获得了结构稳定性高、泄漏率低的复合相变材料(Cu@GA/ODA),保证了ODA在Cu@GA骨架材料中的均匀分散和填充。通过比较复合相变材料的重量变化,研究了不同骨架对复合相变材料泄漏率的影响。优化后的复合相变材料(CPCM)Cu@GA/ODA经20次储热、放热循环后,泄漏率降低至19.82%(w,质量分数),而GA/ODA和GOA/ODA为骨架的复合相变材料的泄漏率分别为80.31%(w)和72.99%(w)。为了探讨这种影响的原因,用扫描电子显微镜(SEM)观察了循环后骨架的形貌。铜/石墨烯气凝胶(Cu@GA)骨架材料没有明显的收缩或坍塌,仍可以保持完整的三维网络结构,而氧化石墨烯气凝胶(GOA)和石墨烯气凝胶(GA)的骨架材料三维结构不复存在,且在氧化石墨烯/石墨烯片能够观察到明显的裂隙。铜涂层可以提高骨架的微观结构稳定性,有利于提高结构稳定性,降低复合材料的泄漏率。同时,该研究为构建理想的金属增强石墨烯气凝胶复合骨架材料铺平了新的道路,该复合材料具有优异的综合性能,可用于未来的相变储能、多孔微波吸收和储能应用。

摘要：采用粉末冶金法中的叠层法在2000℃，40MPa的热压烧结条件下设计制备了B4C组分含量变化范围为10％～50％（质量分数）的B4C／C功能梯度材料（FGM）。同时，为了深入考察B4C／C FGM各叠层的性能，在相同的工艺条件下，制备了对应不同叠层的B4C／C均质复合材料。性能测试表明随着B4C含量的增加，对应B4C／C均质复合材料的密度、强度、电阻率、抗氧化性等性能均呈现单调递增的趋势；同时B4C／C FGM整体表现出低密度和高弯曲强度特征，分别可达2．16g／cm^3和138MPa。SEM图和XRD特征曲线表明B4C／C FGM梯度特征显著，抗氧化实验表明B4C／C FGM的抗氧化性也呈现比较明显的梯度变化特征，有望作为抗等离子体、单壁抗氧化等领域用材料。

摘要：采用粉末冶金法中的叠层法在2 000℃、40 MPa的热压烧结条件下制备了几类不同层数及成分分布指数的SiC/C功能梯度块体材料(FGM).所得样品的结构扫描图表明材料总体梯度特征显著,相比四层FGM样品,八层(SF8)FGM样品梯度过渡趋于连续,其不同层间层界面相对模糊化,界面处的结合性能良好,与最初设计相吻合;500℃～室温循环淬水实验表明,采用参数优化设计的SF8(P=0.6)FGM有效地缓和了内部热应力,具有良好的抗热震性能.

摘要：随着可穿戴电子器件的发展,新型纤维状超级电容器逐渐成为最新一代储能器件。然而,纤维状超级电容器较低的电导率和较小的比电容限制了其在高能量密度器件中的应用。本工作采用水热法在碳纳米管纤维表面生长锌钴双金属氧化物纳米线森林设计高能量纤维状超级电容器,利用锌钴双金属氧化物和碳纳米管纤维的协同效应显著提高复合纤维的电化学性能。使用聚氯乙烯薄膜和聚乙烯醇/氯化锂凝胶电解质与复合纤维组装全固态纤维状对称超级电容器,并测试其电化学性能。组装的复合纤维比电容达到112.67 mF·cm^-2,功率密度0.45 mw·cm^-2时的能量密度为12.68μwh·cm^-2。复合纤维有较好的循环稳定性,以1 mA·cm^-2的电流密度进行10 000次循环,其电容保持率为90.63%。此外,在几种不同弯曲角度下,循环伏安曲线的变化可以忽略不计,说明复合纤维具有良好的柔韧性和力学稳定性。全固态纤维状超级电容器的优异性能为便携式和可穿戴电子产品的发展提供了新的机遇。

摘要：设计了几种不同喷丝孔结构的圆弧狭缝式喷丝板,用于酚醛树脂的熔融纺丝,对纺出纤维的截面形貌进行研究。结果表明,喷丝孔的孔形、圆弧狭缝宽度、圆弧缺口宽度和长径比等结构参数对纤维截面形貌有着重要影响,在适当熔纺条件下,只有使用结构尺寸在一定范围的喷丝板才能得到中空酚醛纤维,否则,就会得到C形和实心截面形貌的酚醛纤维。

摘要：本文采用粉末冶金法中的叠层法在2000℃,40MPa的热压烧结条件下设计制备了无宏观缺陷的几类具有不同叠层数的块体SiC/C功能梯度材料(FGM)。所得样品结构的SEM图表明材料总体梯度特征显著,相比四层FGM样品,八层FGM样品梯度过渡趋于连续,其相邻层间界面相对模糊淡化,界面处的结合性能良好,十一层FGM样品梯度过渡更加连续线性,相邻层间界面已基本消失。500℃-室温循环淬水实验和有限元理论模拟均表明八层及大于八层的SiC/C FGM体系有效地缓和了内部热应力,具有良好的抗热震性能。

摘要：石墨烯具有很高的电导率及柔性、二维、超薄的结构特性,是兼具"至薄至柔至密"特征、极具潜力的锂离子电池导电剂.使用在锂离子电池中,通过与活性物质"面-点"接触,"至薄至柔"的石墨烯具有非常低的导电阈值——使用量较少时就可以有效提高电极的电子电导率,大幅降低作为非活性物质的导电剂使用量,实现电池活性物质的"至密构建",有效提高电池的体积能量密度.然而,石墨烯的二维平面结构又会对电极内部锂离子的传输产生"位阻效应",影响高倍率条件下锂离子电池性能的发挥.因此,在使用石墨烯导电剂时,需要结合最终锂离子电池设计需求(能量或功率性能优先),综合考虑其对电子/离子传输过程的影响,提出石墨烯导电剂的设计方案.本文从石墨烯及其用作导电剂的特点、影响石墨烯导电剂使用的关键因素等方面出发,详细评述了石墨烯导电剂的应用缘起和研究现状,并对石墨烯的未来应用趋势和产业化前景进行了展望.

摘要：采用成熟的合成工艺制备出三种分子量大小分布不同的Copna树脂,经相同条件的固化、炭化和石墨化处理(900,1 500,2200,2600和3000℃,2 h)。用热分析仪对固化树脂进行测试;X射线衍射、氦气吸附真密度仪和粉体电阻率测试仪对树脂炭进行性能测试。结果表明Copna树脂的分子量大小和分布范围对固化树脂的热失重行为有重要影响;分子量越大,分布越窄,3000℃处理得到的树脂炭中石墨化组分越多;分子量越大,分布越宽,树脂炭的表观密度越高,孔含量越小。而树脂分子量对树脂炭的粉末电阻率的影响极小。

摘要：通过简单的水热过程将C60分子引入石墨烯片层,可控制备了具有三维多孔结构的全碳C60/石墨烯杂化材料,该材料作电极材料时电容性能得到明显提高。研究表明,C60分子和石墨烯骨架中的碳六元环之间的共轭相互作用有利于C60与石墨烯在高压水热条件下自组装形成三维多孔结构。C60分子的加入使杂化产物具有优化的多孔结构和更多的氧化还原活性位点,这赋予杂化产物优异的电化学性能。以浓度为6 mol/L KOH溶液作为电解质,当电流密度为1 A/g时,其比电容为332.3 F/g,与三维多孔结构石墨烯材料电极相比提高了54.5%。此外,作为完全由碳原子组成的复合电极材料,其表现出的电化学性能优于文献报道的类似碳基材料。这一研究表明全碳杂化电极材料在用于制造高性能超级电容器方面具有很强竞争力和广阔应用前景,为未来基于全碳电极的高性能储能器件的设计和制备提供了有价值参考。