石墨烯增强金属基复合材料制备及性能研究

本发明公开了一种用于硅材料表面的复合结构及其应用，其中该复合结构包括光栅结构和纳米线阵列，光栅结构包括多个周期性并列排列的长方体，相邻的两个长方体之间的间距保持固定；纳米线阵列为多个周期性排列的圆柱体，这些圆柱体均位于光栅结构的长方体的顶面上；位于同一长方体顶面上的相邻两个圆柱体的中心轴线之间距离保持固定。本发明通过对复合结构的关键形状参数等进行改进，能够提高硅太阳能电池的光吸收率，并且降低制备成本，提高复合结构的整体稳定性；此外，通过调节该复合结构内部光栅结构和纳米线阵列的排列组成方式，能够调控硅太阳能电池表面的光吸收率，减小由于光波段不同造成的光吸收率的波动。

长纤维(玻璃纤维、碳纤维等)增强热塑性复合材料(Long Fiber reinforced Thermoplatics，LFT)是20世纪90年代逐渐发展起来的一种新型纤维增强树脂基复合材料，具有高强度、高刚性、高尺寸稳定性、耐高温、低吸水率、低翘曲度、使用寿命长、高低温抗耐蠕变性能优良、可回收再利用等显著特点，可以弥补常规短纤维增强热塑性塑料(SGRT)的许多不足和缺点。

高强度耐蚀双金属复合材料属于新型结构性复合材料，由碳钢(或低合金高强钢)+冶金层+耐蚀合金层三部分组成，通过界面预合金化、液相扩散和固相扩散等7个主要技术工艺步骤，最终实现复合材料的冶金结合成型。 目前在该高强度耐蚀双金属复合材料研发的基础上，已经进一步研发出高强度耐蚀复合管、高强度耐蚀复合螺纹钢、高强度耐蚀复合螺栓以及高强度耐蚀钛铝复合板等四大技术系列产品。在技术性能指标方面，复合螺纹钢强度等级达到HRB500标准等级，复合螺栓强度等级≥8.8级，耐盐雾腐蚀试验≥336h。在应用领域方面，复合管主要应用于石油、化工和电力等领域，复合螺纹钢主要应用于海洋建筑、地铁和地下工程、化工和电力建筑等领域，复合螺栓主要应用于海洋装备、化工、交通和电力工程结构的紧固件。

将石墨烯进行二维或三维组装，制备透明可导电薄膜、复合导热膜及吸附材料技术。

石墨烯基多种纳米复合材料的制备及用于光催化技术。

近年来，随着绿色经济概念的提出和人们环保意识的增强，生物基材料的研究和应用受到了广泛的关注。张胜文团队以纤维素为基体，成功制备了纤维素/CeO2 复合材料，并通过简单热压贴合的方法制备了 PMMA/纤维素/CeO2 复合材料。其中，CeO2 纳米粒子以 20nm 的尺寸较均匀的分布在纤维素基体中，且复合材料在 550nm 处的可见光透过率达 75%，在 330nm 处紫外光阻隔率高达 99%，在户外紫外线的防护领域有较好的应用前景。 关键技术 1、通过碱脲体系制备了再生纤维素膜； 2、通过一步酸解法制备了羧基化纳米纤维素； 3、通过原位合成的方法制备了纤维素/CeO2 复合材料。 获得成果 1、发表学术论文一篇 2、申请专利一项

该产品采用跟随龙门式防护罩 ，全包围架构 ，有效防止飞屑的任意飞溅和提高设备 的安全性能

苯系物（苯、甲苯、二甲苯等）的污染极大地威胁到人体的健康和生命安全，迫切需要高效、低成本苯系物气体传感器。然而，苯系物由于化学键较强而导致传统的半导体气敏材料难以对其高效检测。本成果利用“催化-气敏”串联策略，通过设计CeO2/ZnO双层结构，实现半导体气敏材料对苯系物高效检测。

本研究以多元低维碳材料为发热主体，构建由不同形态的碳材料之间协同作用，搭建三维立体载流子传输通道的水性电热油墨体系。通过理论分析与实验数据相结合的方式，揭示导电填料的微观形貌、粒径、导电性以及流变性与油墨电热性能的关联关系。 一、项目分类 显著效益成果转化 二、成果简介 创新性： 本研究以多元低维碳材料为发热主体，构建由不同形态的碳材料之间协同作用，搭建三维立体载流子传输通道的水性电热油墨体系。通过理论分析与实验数据相结合的方式，揭示导电填料的微观形貌、粒径、导电性以及流变性与油墨电热性能的关联关系。根据发热器件的实际使用需求，指导油墨配方的调整，明确提高电热转化效率的关键因素，并以此为指导得到高电热转化效率、低成本、低功耗、可大规模生产制备的碳系水性电热油墨。 先进性： 进入二十一世纪以来，国内外许多公司和科研机构都致力于研发低成本高电热效率的电热膜，快速的加热性能和低驱动电压是其核心目标；大规模低成本的制备工艺、均匀的加热分布、电热膜的耐用性及其规模化生产仍然是一个挑战；良好的柔韧性以及动态稳定性是实现其大范围应用的关键；环保无毒害是未来发展的必然趋势。针对上述问题，本项目构建了一种多元碳体系水性电热油墨。该油墨以水为溶剂，炭黑、纳米级石墨片、少层石墨烯和碳纳米管等碳系材料作为导电发热填料，水性树脂作为连接料，利用不同形态碳材料之间的桥接效应和协同作用，降低电热油墨的渗流阈值并提升电加热性能。该电热油墨具备低功耗、低成本、低单位面积使用量的特性。研究了碳材料本身的结构和性能、不同配合体系油墨的导电、导热机理，优化制备方法，形成高电热转化效率、适用于各种复杂场景使用的多元碳体系电热油墨，具有较高理论和实践意义。 独占性 针对目前市场上的碳体系电热油墨工作电压高（220 V）、实际电热转化率低、功耗大、发热性能难以满足复杂多变的应用场景、难以规模化生产等问题。本项目拟以低成本、大规模制备、高电热转化效率、绿色环保为目标，构建多元碳体系电热油墨。利用机器学习方法揭示额定条件下油墨的电热转化效率与体系中碳材料的形貌结构、碳材料与连接剂和分散剂等的配比以及制备工艺之间的关联性；探讨界面处发生的各种热力学和动力学问题；研究多元碳材料之间的协同作用。构建了在24 V~220 V条件下均可使用且能量内耗低、电热转化效率大于90 %、油墨用量少的环保性碳系水性电热油墨。并实现丝网、凹版一次印刷即可满足24 V工作电压的使用需求，提高了生产效率，拓宽了应用范围和领域。