聚苯并咪唑/两性离子修饰氧化石墨烯复合质子交换膜的制备与表征

合成了两性离子修饰的氧化石墨烯（ZC-GO）,以聚苯并咪唑（PBI）为基体,ZC-GO为质子载体制备了PBI/ZC-GO复合质子交换膜,由于对氧化石墨烯（GO）表面进行了修饰,使得改性石墨烯形成了疏水-亲水结构.测试了复合膜的FT-IR、SEM、吸水率、离子交换容量和质子电导率等性能.结果表明：该质子交换膜具有良好的热稳定性和较高的电导率,在100％相对湿度,80℃时,复合膜（ZC-GO含量为10％）的电导率达到2.2×10-2 S/cm.与纯的PBI膜相比,PBI/ZC-GO复合膜的吸水能力显著提高;其甲醇渗透率为（3.16～7.23）×10-7 cm2/s,虽然与纯PBI膜相比稍有增加,但仍大大低于Nafion膜的甲醇渗透率,有望应用于直接甲醇燃料电池中.

氧化石墨烯/氧化铟/两性离子丙烯酸氟化聚合物复合膜的制备及抗牛血清白蛋白性能

生物附着是水环境使用设施污损的主要原因,在材料表面形成有机物或微生物膜是生物附着的第一步,如能抑制初期有机物膜的形成则可有效抑制进一步的附着生长,从而减少生物污损对水环境设施的危害。有机物膜主要由蛋白质及多糖组成,将具有抑制多糖和蛋白质附着功能的材料应用于设施表面,可阻止污损发生。由此,本工作以GO/In_(2)O_(3)复合材料为填料、PAZFP树脂乳液为基体,制备了一种具有微/纳米表面结构和低表面能的新型有机/无机复合涂料——氧化石墨烯/氧化铟/两性离子丙烯酸氟化聚合物(GO/In_(2)O_(3)/PAZFP)复合膜,并对其抗蛋白性能进行了研究。研究结果表明,In_(2)O_(3)纳米颗粒为立方结构,粒度在20~60 nm之间,均匀地负载在GO上。GO具有较大的比表面积,为In_(2)O_(3)颗粒的加载提供了大量的活性位点,从而阻止了In_(2)O_(3)颗粒的团聚,降低了In_(2)O_(3)电子-空穴对重新复合的概率。通过填料和涂层对牛血清白蛋白(BSA)溶液吸附降解性能进行研究,结果表明,在暗环境中,复合薄膜对BSA蛋白具有一定的吸附作用;在自然光和紫外光下,复合膜具有较强的光催化降解蛋白性能。利用光催化和在PAZFP涂膜表面掺入含氟单体,复合膜表现出协同防污作用,具有较好的抗蛋白能力。

四氧化三铁原位修饰石墨烯复合材料的理化性能调控及应用

在复杂电磁干扰环境中提供增强的电化学储能性能对于稳定高效的集成电路和系统具有重要的研究意义。通过激光诱导石墨烯(LIG)技术在含碳聚合物上的二次扫描制备了四氧化三铁原位修饰多孔石墨烯复合材料(LIG/Fe3O4)。控制FeCl3溶液的浓度可以显著影响Fe3O4纳米颗粒的数量和尺寸,因此可以有效调控复合材料的理化性能。此外,对不同浓度合成的LIG/Fe3O4材料进行了形貌结构和理化性质分析,结果表明,当FeCl3浓度为0.6 mol/L时,复合材料的电化学和储能性能最佳,在1 mv∙s−1扫速下表现出较高的面积电容(617.5 mF/cm2),约为LIG的10倍。LIG/Fe3O4还具有21.2 emu/g的最高饱和磁化强度和1132.2 S/m的出色电导率,因此可以扩展到2.6~8.2 GHz的电磁屏蔽应用。

氧化石墨烯修饰碳糊电极循环伏安法测定铜离子

采用改进的Hummers法合成氧化石墨烯,利用挤压填充法将氧化石墨烯修饰到碳糊电极内,成功地制备了氧化石墨烯修饰碳糊电极并探讨了在此电极上铜离子的循环伏安行为。实验表明:石墨粉与氧化石墨烯材料配比为8∶1,底液p H值为3.0,扫描速率为120 m V/s测定铜离子时为最优实验条件,氧化峰电流与铜离子浓度在4.0×10-8mol/L^1.0×10-3mol/L范围内呈良好的线性关系,检出限为4.559×10-8mol/L。氧化石墨烯修饰碳糊电极对铜离子的测定表现出良好的重现性与稳定性。

离子液体-石墨烯-二氧化锰复合材料修饰玻碳电极差分脉冲伏安法测定土壤中铅和镉

采用涂滴法将石墨烯(GR)-二氧化锰(MnO_2)分散液滴在玻碳电极(GCE),然后利用循环伏安法将离子液体(OMIMPF6)聚合制备得OMIMPF6/GR/MnO_2/GCE复合材料修饰玻碳电极,建立了差分脉冲伏安法测定土壤中铅和镉的方法。实验表明,以4μL 2mg/mL的石墨烯-二氧化锰混合物分散液涂滴,电聚合离子液体30圈所制备的修饰电极,在0.1mol/L的醋酸-醋酸钠缓冲溶液(pH 4.5)的支持电解液中,Pb^(2+)和Cd^(2+)的氧化峰电流值相对较高。Pb^(2+)和Cd^(2+)的浓度均在5.0×10-8~1.4×10-5 mol/L范围内呈良好线性关系,Pb^(2+)和Cd^(2+)检出限分别达到5.0×10-10 mol/L和4.0×10-9 mol/L。对含10μmol/L Pb^(2+)和10μmol/L Cd^(2+)的标准混合溶液平行测定9次和连续扫描30次,Pb^(2+)和Cd^(2+)峰电流值的相对标准偏差均分别小于1.3%和4.3%,说明该修饰电极具有良好的重现性、稳定性。采用建立的方法用于土壤中铅和镉的检测,测得结果与原子吸收光谱法(GB/T 17141—1997)基本一致,相对标准偏差(RSD,n=6)均小于5.3%,回收率在97%~105%之间。

表面修饰的氧化石墨烯材料在无机离子分析中的应用

自2004年成功制备石墨烯以来,石墨烯已成为材料科学领域的一颗冉冉升起的新星。由于石墨烯优异的电学、化学和光学性能,石墨烯及其衍生物在分析化学中也引起了极大的兴趣。该文对表面修饰的氧化石墨烯材料在无机离子分析中的应用进行了全面的综述。旨在指出表面修饰的氧化石墨烯材料在无机离子分析中的独特作用和优势。

电化学还原氧化石墨烯/纳米金-壳聚糖复合膜修饰玻碳电极对尿酸的灵敏测定

将氧化石墨烯（GO）在玻碳电极（GCE）表面进行直接电化学还原，再组装上纳米金-壳聚糖（AuNP-CS）聚阳离子，形成了电化学还原氧化石墨烯/纳米金-壳聚糖（ERGO/AuNP-CS）复合膜修饰的玻碳电极。采用扫描电子显微镜（SEM）表征了不同修饰膜表面的形貌，探讨了其对尿酸（UA）分子的差分脉冲伏安（DPV）行为，发现ERGO/AuNP-CS复合膜对UA分子表现出显著的电催化氧化活性。在0.10mol/L磷酸盐缓冲溶液（pH=6.5）中，扫速为100mV/s时，此复合膜修饰电极的DPV响应与UA的浓度在0.05-110μmol/L范围内呈性关系，检测限为12.4nmol/L（S/N=3）。此修饰电极具有良好的选择性、重现性和稳定性，可应用于人体血清和尿液样品中UA的测定，回收率达到93.8%-104.1%。结果与分光光度法和尿酸酶试剂盒法相符。

基于铜纳米粒子/氧化锌/石墨烯修饰电极的电化学方法测定硫酸卡那霉素

在氧化锌/石墨烯(ZnO/GO)修饰ITO电极表面电沉积铜纳米粒子(CuNPs),制备了一种新型的电化学传感器,用于检测硫酸卡那霉素(KANA)。采用扫描电镜对制备的纳米材料以及修饰电极表面进行表征。优化后的测定条件为:在0.15 mol/L PBS缓冲溶液(pH 6.5)中,电沉积扫描圈数为40圈时, KANA在铜纳米粒子/氧化锌/石墨烯(CuNPs/ZnO/GO/ITO)电极上的电化学响应最大。KANA在电极表面的反应机理为单电子转移过程,修饰电极有效表面积为0.482 cm^2,是裸电极的2.42倍。在0.99～30.6μmol/L范围内,响应电流与KANA浓度呈良好的线性关系,线性方程为I_(pc)=-5.183c-4.544×10^(-6),R^2=0.9975,检出限为:0.31μmol/L,加标回收率为97.8%～103.6%。此传感器具有良好的稳定性与重现性,可用于药物中KANA的检测。

基于氧化石墨烯修饰玻碳电极的多巴胺和尿酸的电化学检测

将超声分散的氧化石墨烯(GO)悬浮液滴涂于玻碳电极(GCE)表面,制备成GO/GCE,并用扫描电子显微镜(SEM)和电化学阻抗谱(EIS)对GO/GCE进行表征,利用差分脉冲伏安法(DPV)、循环伏安法(CV)对多巴胺(DA)和尿酸(UA)进行了电化学测定。研究了pH对DA和UA电化学行为的影响并计算相关的动力学参数。结果表明:该修饰电极对DA和UA的氧化还原反应具有良好的电化学催化作用,在1.0~98.0μmol/L和0.5~90.0μmol/L范围内峰电流与DA和UA浓度呈良好的线性关系,检出限分别为0.50μmol/L和0.25μmol/L。而且可以在抗坏血酸(AA)共存下同时测定DA和UA。该传感器具有良好的选择性与稳定性,有望应用于DA和UA的同时测定。

对苯二酚在氧化石墨烯修饰玻碳电极上的电化学行为及测定

将分散在水中的氧化石墨烯滴涂到玻碳电极制成修饰电极.用循环伏安法和差分脉冲伏安法对对苯二酚在该修饰电极的电化学行为进行了研究.在pH值为6.5的磷酸盐缓冲液中,该修饰电极对对苯二酚具有良好的电催化作用.分别对氧化石墨烯的用量、支持电解质、pH和扫描速度等实验条件进行了优化.在优化条件下,对苯二酚的氧化峰电流与其浓度在1.0～100.0μmol/L范围内呈良好的线性关系,线性相关系数为0.989.信噪比为3时,检出限为0.1μmol/L.将该方法应用于模拟水样中对苯二酚的测定,回收率为97.6%～103.5%.

基于石墨烯/纳米氧化铝修饰电极的溶出伏安法测定土壤中铜

制备了一种石墨烯/纳米氧化铝复合膜修饰玻碳电极以测定土壤中铜含量。采用阳极溶出伏安法考察了水溶液中铜在裸电极和不同膜修饰电极上的电化学行为,并对实验条件进行了优化。结果表明,在pH 4.6的磷酸氢二钠-柠檬酸缓冲液(简称Mc缓冲溶液)中,于-0.6V的富集电位下富集12min,铜在复合膜修饰电极上的溶出峰电流相对于裸玻碳电极提高了2.4倍,铜的溶出峰电流与其浓度在6×10^(-9)~1×10^(-5) mol/L范围内呈良好的线性关系,检出限达到1×10^(-9)moL/L。最后用石墨烯/纳米氧化铝复合膜修饰电极检测微波消解后土壤样品中铜的含量,6次平行测定相对标准偏差(RSD)均小于5%,土壤样品中铜的质量分数介于24.86~36.04mg/kg之间,表明该小区土壤中铜的含量位于正常水平。同时采用火焰原子吸收光谱法(AAS)进行方法对照,检测结果为25.47~35.86mg/kg,表明实验方法比较可靠。

氨基修饰磁性氧化石墨烯固相萃取-高效液相色谱/质谱法测定水中苯脲类除草剂

本实验建立了氨基修饰磁性氧化石墨烯固相萃取-高效液相色谱/质谱法测定环境水样中灭草隆、异丙隆、绿麦隆和敌草隆4种苯脲类除草剂的分析方法。采用恒温搅拌法将三乙酸四胺(TETA)修饰在氧化石墨烯(GO)片层上,并用共沉淀法合成磁性三乙酸四胺氧化石墨烯(MTGO),用傅里叶红外(FT-IR)光谱及扫描电镜(SEM)进行表征。磁性固相萃取的最优条件为:以甲醇为洗脱剂,MTGO的用量为15.0 mg,萃取时间为15 min。在最优条件下,4种目标苯脲类除草剂的检出限为0.03～0.05μg/L。用该方法对实际水样进行分析,加标回收率为84.3%～96.4%,相对标准偏差为3.9%～8.6%。本实验方法操作简单,检出限低,可以满足环境水样中痕量苯脲类除草剂的分析测定。

石墨烯/纳米氧化铝修饰电极方波阳极溶出伏安法测定土壤中锑

锑是一种有毒且应用广泛的工业添加剂,但锑是可疑致癌物,对人体及环境生物具有毒性作用,因此锑含量的测定是环境评价的必然要求。实验制备了一种石墨烯/纳米氧化铝复合膜修饰电极,探讨了Sb(Ⅲ)在该修饰电极上的伏安溶出特性,建立了方波溶出伏安法测定Sb(Ⅲ)的方法。该复合膜呈疏松多孔结构,具有较大的比表面积和良好的导电性,对Sb(Ⅲ)具有灵敏的电化学响应。在优化的实验条件下,溶出峰电流与Sb(Ⅲ)浓度在1.0×10^-7~1.0×10^-5 mol/L范围内呈良好的线性关系,检出限为1×10^-7 mol/L。对某工厂周边土壤样品微波消解处理后,采用方波阳极溶出伏安法测定了锑含量,结果的相对标准偏差(RSD,n=6)为3.1%~3.9%;土壤样品中锑的含量在0.901~1.290mg/kg;与原子吸收光谱法的测量结果进行对比,一致性较好。

基于氧化石墨烯修饰活化碳纤维的聚醚醚酮基复合材料

碳纤维增强聚醚醚酮(CF/PEEK)复合材料是重要的航空热塑性复合材料,其弱点是碳纤维(CF)与基体界面结合性差,导致层间剪切强度(ILSS)较低。文中将氧化石墨烯/聚醚酮酮(GO/PEKK)混合上浆剂涂覆于活化CF表面,制备了纤维-基体界面修饰的具有高ILSS的CF/PEEK复合材料。采用扫描电子显微镜(SEM)、傅里叶红外光谱和热重分析分别对表面修饰剂及其改性CF的微观形貌与结构进行表征,采用静力学测试、动态力学分析和SEM等对复合材料断裂行为进行评价与分析。结果表明,当GO质量分数不超过0.5%时,在PEKK中分散良好;由于界面修饰剂的氢键作用,CF/PEEK复合材料的弯曲强度、模量和ILSS均大幅提高,断裂形式从纤维-基体脱粘转变为基体变形及断裂,表明基体与增强体的相互作用增强。

铅在氧化石墨烯-纳米氧化镍修饰玻碳电极上的电化学行为

用氧化石墨烯-氧化镍纳米复合膜修饰玻碳电极,制备了电化学传感器.用循环伏安法研究了铅在该电极上的电化学行为,建立了差分脉冲溶出伏安法测定痕量铅的电化学分析法,详细优化了氧化石墨烯的用量、富集电位、富集时间、电聚圈数、底液的pH值等测定条件.研究结果表明:在优化条件下,Pb2+的浓度在1×10-7～1×10-6mol/L的范围内与溶出峰电流呈良好的线性关系,检出限为1×10-8mol/L.将该方法用于水样中Pb2+的测定,回收率为96.5%～104.2%.

电还原氧化石墨烯修饰电极检测苯二酚异构体

基于氧化石墨烯修饰电极,通过简单的恒电位还原方式制备电还原氧化石墨烯修饰电极(r GO/GCE),采用循环伏安法(CV)和微分脉冲伏安法(DPV)研究了对苯二酚(HQ)、邻苯二酚(CT)、间苯二酚(RS)3种苯二酚异构体混合物在该电极上的电化学响应,并将检测条件逐步优化。结果表明,r GO/GCE可用于同时检测苯二酚的3种同分异构体,HQ、CT在r GO/GCE上的电位差为141.29 m V,CT、RS间的电位差为323.81 m V,线性范围分别为5.00×10^(-5)~2.00×10^(-3)、5.00×10^(-5)~2.00×10^(-3)、7.00×10^(-5)~3.00×10^(-3)mol/L,检出限分别达到3.57×10^(-7)、3.62×10^(-7)、3.55×10^(-6)mol/L。并将所制备电极应用于模拟水样,获得满意结果。

氧化石墨烯修饰玻碳电极测定尼美舒利的研究

研究了尼美舒利在氧化石墨烯修饰玻碳电极上的电化学行为及测定.结果表明,在0.25 mol/LNaH2PO4-Na2HPO4(pH6.6)缓冲液中,修饰电极对尼美舒利有明显的电催化和增敏作用,还原峰电位由-0.70 V(裸电极)正移到-0.568 V(vs.AgCl/Ag)(修饰电极),峰电位正移132 mV,灵敏度增加约7倍.其还原峰电流与尼美舒利浓度在4.86×10-7～9.72×10-5 mol/L范围内呈良好的线性关系,检出限为3.24×10-7 mol/L.修饰电极有良好的选择性、稳定性和重现性,可以用于尼美舒利实际样品含量的测定.

钛氧微粒氧化石墨烯-丙三醇复合修饰电流变液及其性能研究

通过研究氧化石墨烯-丙三醇复合修饰钛氧微粒的结构、电流变液的性能,比较了石墨烯修饰前后以及不同添加量对丙三醇复合钛氧微粒电流变液微粒的结构、性能变化规律,发现石墨烯-丙三醇复合修饰微粒可大幅提高电流变液的剪切强度,并提高其稳定性。

兽药奥美拉唑钠在氧化石墨烯修饰电极上的电化学行为

为了探索兽药奥美拉唑钠在氧化石墨烯修饰电极上的电化学行为,试验制备了氧化石墨烯修饰电极,通过扫描电镜（SEM）将氧化石墨烯修饰电极的形貌进行表征,并采用循环伏安法对兽药奥美拉唑钠在氧化石墨烯修饰电极上的电化学行为进行研究。结果表明：在100-500 m V/s扫描速率范围内峰电流（I）与扫描速率（V）呈良好的线性关系,线性回归方程为：I=-0.190 3 V-7.306 2,R^2=0.999 37,此电极过程是受扩散控制的不可逆过程。在一定条件下,峰电流与奥美拉唑钠浓度在1.36×10^-6-1.36×10^-4mol/L范围内呈现出良好的线性关系,线性回归方程为：I=-35 819 c-44.451 3,R-2=0.999 1,且检出限较低。说明该方法灵敏度高、操作简便,是一种准确测量奥美拉唑钠含量的电化学分析方法,可用于实际样品中兽药奥美拉唑钠的直接测定。

石墨烯/铜修饰电极催化还原过氧化氢

利用滴涂法制备石墨烯修饰电极，再利用循环伏安法制备石墨烯／铜修饰电极，并研究了该修饰电极对过氧化氢的电催化还原性能．研究结果表明，在pH=7．0的磷酸缓冲溶液中，此修饰电极对H2O2的还原过程具有极好的催化效果．在该修饰电极上，H：02的还原电流在浓度为5．0×10^-7～1．0×10^-5mol／L和1．0×10^-5-5．0×10^-3mol／L范围内分段呈良好的线性关系，检出限低至1×10^-7mol／L，可用于微量过氧化氢的测定．