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2023, 36 (6): 0-.
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进展与述评

石墨烯/聚酰亚胺纳米复合材料的研究进展
孙家明, 陈东洋, 陈皓男, 陈炤汝, 刘晓旭
2023, 36 (6): 1-12. DOI:10.12422/j.issn.1006-396X.2023.06.001
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石墨烯具有优异的机械、电学、热学和光学性能，在改善聚酰亚胺复合材料的性能方面显示出巨大的潜力。利用石墨烯特殊的二维特性，可以很容易地对其进行不同程度的结构设计和功能化改性，这为充分利用其优异的性能合成具有特殊功能的聚酰亚胺复合材料带来了新的机会。综述了近年来石墨烯/聚酰亚胺纳米复合材料在导电性、机械性能、热学性能和电磁屏蔽等方面的研究进展；系统分析了石墨烯的结构和功能化改性方式对石墨烯/聚酰亚胺纳米复合材料性能的影响；讨论了不同类型石墨烯/聚酰亚胺纳米复合材料的应用领域，详细探讨了石墨烯与聚酰亚胺基体之间的界面相互作用对纳米复合材料性能的影响。
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氧化石墨烯基复合薄膜材料的制备技术及应用进展
陶穆楠, 谷雯惠, 焦体峰
2023, 36 (6): 13-23. DOI:10.12422/j.issn.1006-396X.2023.06.002
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氧化石墨烯因其特殊的物理和化学性质成为近年来研究的热门材料，有关氧化石墨烯基复合薄膜材料的制备、功能化及应用成为当下的前沿和热门课题。综述了氧化石墨烯基复合薄膜材料的组装方法与性能研究，包括氧化石墨烯基复合Langmuir?Blodgett（LB）膜、氧化石墨烯基复合静电纺丝膜以及其他氧化石墨烯基复合薄膜，归纳总结了氧化石墨烯基复合膜近期的研究进展，并对其应用前景进行了展望。
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吸附法提铀及提铀吸附剂的种类和性能强化策略
白雪, 潘建明
2023, 36 (6): 24-35. DOI:10.12422/j.issn.1006-396X.2023.06.003
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控制化石能源的使用、促进可替代新能源和清洁能源的发展，符合资源开发与环境保护协同发展的主题。核能作为一种能量密度高的绿色能源，其广泛应用可缓解我国的能源短缺问题。已探明的海水中铀资源约为陆地铀矿的1 000倍，海水提铀是确保铀资源长期供应及核能可持续发展的潜在方法。吸附法因吸附效率高、操作简单、成本低和绿色环保等优点成为海水中铀酰离子提取的有效方法之一，但面临诸多挑战，如海水中铀酰离子的浓度极低且以Ca₂UO₂(CO₃)₃或[UO₂(CO₃)₃]^4-的形式稳定存在、共存离子种类和数量较多等。因此，制备高性能吸附剂是实现海水提铀的关键。综述了海水提铀吸附剂的类型及其性能强化策略，以期设计海水提铀吸附剂提供帮助。
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研究与开发

多孔碳BVO/Zn@ZPC的制备及其光降解性能
宁尧, 刘满, 刘素燕
2023, 36 (6): 36-47. DOI:10.12422/j.issn.1006-396X.2023.06.004
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降解四环素（TC）是防治水污染的难点。以ZIF?8为前驱体，采用直接焙烧法制备了多孔碳材料Zn@ZPC；采用水热法制备了BiVO₄（BVO），然后以Zn@ZPC和BVO为原料经原位热处理方法制备了BVO/Zn@ZPC复合材料；讨论了合成过程中BVO添加量（质量）和焙烧温度对催化剂物性及光催化性能的影响；分别采用XRD、SEM、TEM、N₂吸附?脱附、XPS、UV?vis DSR和ESR等技术，对光催化剂的形貌结构、金属物种的状态、孔结构等进行了分析。结果表明，在ZnO和BVO间形成了Z型异质结；在焙烧温度为600 ℃、BVO添加量为40 mg的条件下制得的BVO?40/Zn@ZPC?600复合材料具有最佳的光催化降解TC的性能；在可见光照射下，5 mg催化剂在60 min内可将100 mL的TC（50 mg/L）完全降解。
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还原氧化石墨烯微观结构调控及储钠性能研究
盛大伟, DIN HASEEB UD, 张济原, 刘晓旭
2023, 36 (6): 48-56. DOI:10.12422/j.issn.1006-396X.2023.06.005
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开发高效的碳基钠离子电池（SIBs）负极材料是目前的研究热点。采用不同退火温度，使预还原后的氧化石墨烯（GO）获得具有不同层间距的波浪状还原氧化石墨烯（rGO）谱，并将其应用于SIBs负极，通过优化电解液，探究了rGO微观结构与储钠性能、储钠机制的关系。经过调谐层间距并与电导率权衡后，rGO负极在醚类电解液中通过插层和溶剂化Na⁺共吸附的储钠机制，在SIBs中显示出较高的首次库伦效率（82%），经过100次循环后容量保持率高达93%，说明rGO负极具有优异的循环稳定性。
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用于红外宽带吸收器的深度学习网络模型框架
王璇, 冯乃星, 张玉贤
2023, 36 (6): 57-63. DOI:10.12422/j.issn.1006-396X.2023.06.006
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揭示复杂的光物质相互作用，必须简化超材料的正向和反向按需设计。近年来深度学习作为一种流行的数据驱动方法，在很大程度上缓解了数值模拟耗时长、重经验的特点。提出了一种基于全连接的深度神经网络框架实现宽带吸收器的逆向设计和光谱预测。结果表明，深度神经网络（DNN）模型的准确度为87.47%；与传统的数值算法相比，该模型不仅在确保精确度的同时获得更高的效率，而且可为超材料按需设计性能提供参考。
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石墨烯掺杂对三元钠离子电池正极材料电化学性能的影响
贺柳洋, 李晓杰, 王婵, 段春阳
2023, 36 (6): 64-72. DOI:10.12422/j.issn.1006-396X.2023.06.007
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近年来，钠离子电池的研究受到了越来越多的关注，过渡金属氧化物因易制备、低成本、高容量和高电化学活性等优点，被认为是最有潜力实现产业化的钠离子电池正极材料。NaFe_1/3Ni_1/3Mn_1/3O₂作为三元过渡金属氧化物钠离子电池正极材料，在已有的一元材料、二元材料的基础上，进一步提高了正极材料的电化学性能。以三元金属氧化物NaFe_1/3Ni_1/3Mn_1/3O₂为模型，研究了导电纳米材料改性对其电化学性能的影响，提供了提升三元过渡金属氧化物钠离子电池正极材料性能的掺杂策略。
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转角双层石墨烯纳米片单、双光子吸收特性研究
杨志远, 邹怡, 王金刚
2023, 36 (6): 73-82. DOI:10.12422/j.issn.1006-396X.2023.06.008
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基于第一性原理和波函数分析理论，研究了锯齿形边界的不同旋转角度（转角）的双层转角石墨烯纳米片（Z?TwBLG?NS）的单光子吸收光谱（One?photon absorption,OPA）和双光子吸收光谱（Two?photon absorption,TPA）以及它们的电子激发特性。研究了OPA和TPA随转角变化的规律及特性；对电子跃迁特性进行了可视化分析。结果表明，当转角不为0°时，吸收峰出现了不同程度的红移，说明转角对体系的吸收光谱有调制作用；转角不为0°的双层转角石墨烯纳米片具有明显的边界效应，电子和空穴等值面主要分布在边缘处。揭示了莫尔纹对电荷转移的限制作用，体现在聚集于莫尔纹处的电子和空穴分布的差异。研究结果为转角调控下的双层石墨烯纳米片光学特性提供了物理机制的分析依据，也为相关的研究工作提供了思路和方法。
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