氧化锌/石墨烯复合物的固相制备及气敏、光催化应用

通过室温固相法制得氧化锌/石墨烯(ZnO/G)复合材料,并利用X射线衍射仪、透射电子显微镜和荧光光谱仪等对复合材料进行表征。考察了ZnO/G复合材料的气敏和光催化性能,并与ZnO进行了比较。结果表明,将ZnO/G复合材料制成气敏元件,其比ZnO对于乙醇蒸汽有更高的响应灵敏度和较好的选择性。复合材料对水溶液中罗丹明B也有较好的光降解性能,在紫外光照射80 min后,其对染料有机物的降解率达94%以上,优于纳米ZnO。

硫化铜/氧化石墨烯/壳聚糖/纳米羟基磷灰石复合材料的抗菌及促成骨作用

目的探讨硫化铜(CuS)/氧化石墨烯(GO)/壳聚糖(CS)/纳米羟基磷灰石(nHA)复合材料(CGCHs)的抗菌和促成骨作用及其作用机制。方法采用水热法合成CuS/GO纳米颗粒,通过原位沉淀法合成CS/nHA支架和CGCHs支架,检测材料表征、光热转换性能和生物安全性,评估CGCHs组和近红外光(NIR)照射下CGCHs(CGCHs+NIR)组的细菌抑制效果及其对细菌生物膜相关基因表达的影响,观察CGCHs和CS/nHA不同材料组的促成骨分化和成骨、破骨相关基因表达。结果CGCHs是具有高度孔隙率的三维支架,在CuS/GO浓度为200μg/mL时CGCHs同时兼具良好的红外升温效果和生物安全性。琼脂糖平板涂菌和细菌死活染色结果均表明CGCHs+NIR组抗菌性能最佳,生物膜相关基因qPCR检测证实其具有抑制细菌生物膜相关基因表达的作用。茜素红染色结果表明CGCHs具有良好的体外促成骨性能,体外共培养3、7、14、21和28 d qPCR结果表明CGCHs对成骨早期和晚期相关基因表达均具有促进作用。与破骨细胞共培养结果可观察到CGCHs具有抑制破骨细胞形成的作用,细胞凋亡检测结果进一步验证这一结论,破骨分化相关基因qPCR检测结果表明,CGCHs主要通过抑制抗酒石酸酸性磷酸酶、组织蛋白酶K、CTR、P65和P38在共培养7、14 d的表达来抑制破骨细胞的分化。结论作为纳米复合材料,CGCHs生物安全性好,具有良好的红外光热协同抗菌作用,在促成骨分化的同时抑制破骨细胞分化,有望为感染性骨缺损治疗提供新的思路。

微波法制备氧化锌/石墨烯纳米复合材料用于电化学检测牛乳中的三聚氰胺

目的使用一种方便、快捷、经济高效的合成方法,以石墨烯和醋酸锌为原材料一步固态法直接合成氧化锌/石墨烯(zinc oxide/graphene,ZnO/G)纳米复合材料,并将其应用于三聚氰胺的电化学检测。方法使用扫描电子显微镜和X射线衍射仪对ZnO/G纳米复合材料进行了表征,使用循环伏安法(cyclic voltammetry,CV)、差分脉冲伏安法(differential pulse voltammetry,DPV)进行了电化学响应性、抗干扰性以及稳定性测试。结果ZnO/G纳米复合材料电极对三聚氰胺具有良好的电化学响应,线性范围为10~1000μg/L(r^(2)=0.997),理论检出限(S/N=3)为0.18μg/L,灵敏度为0.17μA·L/(μg·cm^(2)),电极稳定性和抗干扰能力优异。结论ZnO/G纳米复合材料也能够在纯牛奶中检测出痕量的三聚氰胺,具备对实际样品进行检测的能力。且该检测电极制备方法简单、原材料价格低廉,在三聚氰胺的检测领域具备良好的应用潜力。

紫外发光增强的石墨烯-氧化锌纳米复合物

采用溶剂热法在相同条件下分别制备了纯ZnO和石墨烯-氧化锌纳米复合物,通过SEM、TEM、拉曼和红外光谱等手段,对纳米复合物样品进行了形貌和结构表征。实验结果显示ZnO纳米颗粒成功地分散在少层石墨烯上。通过对比纯ZnO与复合物的形貌和光致发光谱,发现在没有石墨烯时,ZnO能够择优取向生长成六方棱柱,紫外发光峰弱且宽;在有石墨烯时,ZnO聚集成表面不规则的球形颗粒,紫外发光峰强且窄。上述结果表明ZnO形貌的变化和石墨烯的等离子体效应共同影响了ZnO的紫外发光,但石墨烯的表面等离子体效应起主导作用。

一步电沉积制备石墨烯-氧化锌纳米墙复合物高灵敏检测氯霉素

采用一步电沉积技术同步实现了氧化石墨烯（RGNO）的还原和氧化锌（ZnO）的电沉积,从而制得石墨烯-氧化锌纳米墙（GZNWs）。在形成过程中,氧化石墨烯中可充当活性位点的含氧基团起了关键作用。通过扫描电子显微镜和差分脉冲伏安法,对制得的电化学还原石墨烯-氧化锌复合物（ERGNO-ZnO）的形貌及电化学性质等进行了表征。结果表明,由于具有增强的活性表面积,更精细的结构,超级电子转移能力,具有独特纳米墙形貌的ERGNO-ZnO可望应用于传感领域,其规整排列的纳米墙形貌和大的比表面积为氯霉素（CAP）在电极上的电子交换提供了有利条件。实现了对氯霉素的高灵敏检测,检测范围1.0×10^-7～1.0×10^-3 mol·L^-1,检测限达到6.7×10^-8 mol·L^-1。

氧化石墨烯-银/氧化石墨烯/壳聚糖复合抗菌敷料的制备与分析

采用改进的Hummer法和超声波剥离法制备氧化石墨烯,并在新制的氧化石墨烯悬液中加入银氨溶液和绿色葡萄糖,得到氧化石墨烯-银(GO-Ag)纳米粒子,将其加入壳聚糖和氧化石墨烯中,获得氧化石墨烯-银/氧化石墨烯/壳聚糖(GO-Ag/GO/CS)复合材料.采用SEM、XRD、TG、拉伸实验和抗菌实验等方法分析了GO-Ag/GO/CS复合材料的结构和性能.SEM和XRD分析结果表明,GO-Ag与氧化石墨烯和壳聚糖基体成功复合.拉伸实验结果表明,GO的加入能够显著提高GO-Ag/GO/CS复合材料的拉伸强度,尤其是湿态拉伸强度.热失重分析结果表明,GO的引入对壳聚糖基体的热稳定性影响较小.抗菌实验结果表明,当GO-Ag的添加量为5.0 mg时,GO-Ag/GO/CS对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的抑菌率分别可达98.04%和100%,展现出优异的抑菌效果.

二氧化硅-氧化石墨烯复合物固相萃取-高效液相色谱法检测植物油中黄曲霉毒素B_1、B_2

以二氧化硅-氧化石墨烯复合物为固相萃取材料,建立了植物油中黄曲霉毒素B1、B2的高效液相色谱（HPLC）检测方法。优化的条件为：复合材料的最佳用量为0.15 g,最佳萃取时间20 min,洗脱溶剂为乙腈,洗脱次数为2次。结果表明,在优化条件下,建立的二氧化硅-氧化石墨烯复合物固相萃取-高效液相色谱法对黄曲霉毒素B1、B2的检出限分别为0.17和0.05μg/L。将本方法应用于植物油实际样品的检测中,加标回收率在81.4%~105.3%之间,相对标准偏差为1.3%~8.6%。

石墨烯量子点-银纳米颗粒复合物用于过氧化氢和葡萄糖比色检测

以石墨烯量子点(GQDs)为还原剂和稳定剂在其表面原位生长银纳米粒子(AgNPs),制备了具有良好分散性的GQDs/AgNPs纳米复合物,其粒径小于30 nm。GQDs/AgNPs纳米复合物具有类过氧化物酶的催化活性能有效催化H_2O_2氧化3,3',5,5'-四甲基联苯胺(TMB)并发生显色反应。稳态动力学分析表明GQDs/AgNPs催化动力学遵循典型的Michaelis-Menten模型,其催化机理符合乒乓机制。与辣根过氧化物酶(HRP)相比,GQDs/AgNPs纳米复合物具有更强的亲和性。基于GQDs/AgNPs的催化活性和葡萄糖氧化产生H_2O_2的原理建立了H_2O_2和葡萄糖的比色检测方法,检出限分别为0.18和1.6μmol/L。将本方法应用于血浆中葡萄糖的检测分析,结果与标准方法相符。

石墨烯-氧化锌纳米棒复合材料的超声法制备及其光催化性能

以鳞片石墨为原料,用浓硝酸对其插层后膨胀制备出膨胀石墨,以滚压振动磨预处理的超细微锌粉为锌源,以蒸馏水和无水乙醇作为分散剂,经30kHz的超声波处理8h即得到复合结构良好的石墨烯-氧化锌纳米棒复合光催化剂(ZnO/G),考察了锌粉和膨胀石墨不同比例对复合材料光催化性能的影响。采用X射线衍射仪(XRD)、激光拉曼仪(Raman)、场发射扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)和紫外-可见光谱分析仪(UV-Vis)等测试手段对复合光催化剂进行表征,结果表明,复合材料中的氧化锌纳米棒呈现出六方晶系纤锌矿结构,并均匀覆盖在石墨烯表面上,其直径大约为20nm。不同比例制得的复合材料对甲基橙的降解效率差别较大,其中锌粉为1.0g时,复合材料的光催化性能明显优于等量的氧化锌纳米棒材料。

孔状氧化锌/石墨烯复合材料制备及其电化学性能研究

以氧化石墨烯和醋酸锌为原料,N,N’-二甲基甲酰胺为溶剂,采用溶剂热法制备了孔状氧化锌/石墨烯的复合材料。通过扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)、X射线衍射(XRD)等对氧化锌/石墨烯复合材料的微观形貌结构和成分进行分析,并通过循环伏安、恒流充放电和交流阻抗对电学性能进行测试,结果表明,采用溶剂热法成功制备孔状氧化锌/石墨烯复合材料,带孔微球氧化锌均匀分散于薄纱状石墨烯表面,在6 mol/L KOH电解液中有良好的电容性能,当扫描速度为5 m V/s时,比电容为256.9 F/g。

TiO_2/氧化石墨烯纳米复合物的制备及结构变化

为了探讨TiO2/氧化石墨烯纳米复合物的制备技术及产物结构的变化规律,采用微波法将钛酸丁酯引入季铵盐/氧化石墨插层复合物的层间域内,钛酸丁酯经原位水解在氧化石墨层间生成Ti(OH)4,再经焙烧处理制备TiO2/氧化石墨烯纳米复合物。采用XRD、SEM、FTIR和XPS对原料和不同阶段生成的产物的结构及变化、微观形貌、氧化官能团特征和化学键特点进行表征。结果表明,钛酸丁酯在原位水解过程中将氧化石墨剥离为氧化石墨烯;TiO2/氧化石墨烯纳米复合物中锐钛矿型TiO2的形成温度比纯TiO2的提高了约100℃;TiO2/氧化石墨烯纳米复合物中的TiO2和纯TiO2的平均晶粒尺寸都随焙烧温度的升高而增大,但前者的平均晶粒尺寸均小于相同温度焙烧处理的纯TiO2的;在TiO2/氧化石墨烯纳米复合物中氧化石墨烯与TiO2之间形成Ti-O-C键,并抑制了锐钛矿型TiO2的形成,而氧化石墨烯作为阻隔层则阻碍了锐钛矿晶粒的长大。

氧化锌/石墨烯复合材料的水热制备及其光催化性能

基于石墨烯优异的电子传输特点,本文以石墨烯为载体,醋酸锌为半导体前驱体,通过水热法制备了氧化锌/石墨烯复合材料。对所合成的复合材料进行了X射线衍射(XRD)、红外光谱(FT-IR)、扫描电子显微镜(SEM)、拉曼光谱(Raman)、氮气吸脱附等温曲线及光催化性能测试。结果表明:氧化锌均匀复合在石墨烯表面,两者形成了有效的界面耦合。得益于氧化锌在水热反应过程中形成的高结晶度及与石墨烯之间的界面耦合作用,电子可从氧化锌的价带直接传向石墨烯,因此该复合材料的光降解效率达到了89.84%,相比于商用二氧化钛有了显著提高(47.68%),其光降解一级反应速率常数达到0.012min-1。这种新颖的、具有优异光催化性能的氧化锌/石墨烯复合材料在光催化领域具有较高的潜在应用价值,为构筑其他石墨烯基半导体复合材料提供了新的思路。

还原氧化石墨烯/Al-Ni层状双氢氧化物复合物的制备及其电化学电容行为

以硝酸镍和硝酸铝为原料,尿素作为还原剂和沉淀剂,通过水热法一步合成了不同配比的还原氧化石墨烯/Al-Ni层状双氢氧化物复合物(rGO/LDH)。用X射线衍射(XRD),红外光谱(FT-IR),拉曼光谱(Raman)和场发射扫描电镜(FESEM)对其结构和形貌进行物理表征。采用循环伏安,恒电流充放电等电化学方法系统研究了所制备样品的电化学性能。结果表明,当Al-Ni层状双氢氧化物(LDH)与还原氧化石墨烯(rGO)的配比为96.2∶3.8时,复合物具有最佳的电容性能。在电流密度为1A·g-1时,其比电容高达918.4F·g-1,远高于纯Al-Ni层状双氢氧化物(LDH)的比电容(732F·g-1)。

碳化钨-石墨烯插层复合物的制备及作为甲醇氧化助催化剂的性能研究（英文）

直接甲醇燃料电池(DMFCs)作为一种环境友好、高效的新能源,对解决世界目前面临的"能源危机"与"环境危机"这两大问题有着至关重要的意义,具有较广阔的应用前景.目前,甲醇氧化催化剂仍然以Pt基为主,但是Pt价格昂贵,且容易受甲醇氧化中间产物的毒化,从而影响了DMFCs的商业化进程.碳化钨(WC)作为非贵金属催化剂,在催化方面具有类铂的性能.在WC上负载适量的Pt,可以通过两者的协同效应加强催化剂的抗CO中毒能力.但是,由于WC的导电性能不佳,比表面积较小,因此寻找合适的载体显得尤为必要.在碳载体中,石墨烯(RGO)具有优良的导电性以及独特的片层结构,是电催化剂的理想载体.以RGO为载体,WC为插层物质制备的WC-RGO插层复合物具有化学稳定性好、电导率高且电化学活性面积大等优势.但是,由于石墨烯表面光滑且呈惰性,同时使用传统的碳化方法制备的碳化钨颗粒较大,因此,制备较小颗粒且分散均匀的WC-RGO插层复合物具有较大难度.一般以偏钨酸铵和氧化石墨烯(GO)为前驱体制备WC-RGO插层复合物,但是由于偏钨酸根和GO都带负电,因此不能成功地将偏钨酸根引入到石墨烯的片层结构中,造成WC-RGO插层复合物组装上的困难.本文采用硫脲成功地合成了具有高分散性WC纳米颗粒插层在少层RGO里的WC-RGO插层复合物.硫脲((NH_2)_2CS)作为阴离子接受器,具有较强的结合阴离子形成稳定复合物的能力,同时它也是合成具有片层结构的过渡金属硫化物的原料之一.因此在WC-RGO插层复合物组装过程中,硫脲既作为锚定及诱导剂,又是制备片层二硫化钨(WS_2)的硫源.材料具体制备方法如下:首先利用浸渍法,将偏钨酸根阴离子([H_2W_(12)O_(40)]^(6-))牵引到(NH_2)_2CS改性过的GO上形成[H_2W_(12)O_(40)]^(6-)-(NH_2)_2CS-GO前驱体;然后将前驱体放入管式炉中还原碳化,前驱体先反应生成WS_2;由于WS_2自身的2D片层结构,反应中可以得到WS_2-RGO插层复合物,接着原位碳化生成WC-RGO插层复合物.碳化钨-石墨烯负载铂电催化剂(Pt/WC-RGO)通过微波辅助法制得,并采用X射线衍射、扫描电子显微镜、透射电子显微镜及激光拉曼光谱等手段对其结构与形貌进行了表征.结果显示,在WC-RGO插层复合物中,WC的平均粒径为1.5 nm,RGO的层数约为5层.在甲醇电氧化反应中,相比于商用Pt/C催化剂,Pt/WC-RGO插层复合物催化剂具有更高的电化学活性面积(ECSA)和较高的峰电流密度(246.1 m^2/g Pt,1364.7 m A/mg Pt),分别是Pt/C的3.66和4.77倍.我们分别利用CO溶出伏安法、计时电流法及加速耐久性试验法验证了Pt/WC-RGO催化剂优秀的抗CO中毒能力及稳定性.Pt/WC-RGO催化剂特殊的插层结构,在增加WC与Pt接触机会以加强协同作用的同时,促进了催化过程中质量及电荷的转移,因而具有比Pt/C更高的催化活性.可见,通过制备WC-RGO插层复合物可降低Pt用量,从而大大地降低燃料电池中电催化剂的成本.同时,我们使用的是一种高效,可大批量生产纳米材料的方法,有助于催化剂的商业化.

硅藻土/纳米氧化锌/氧化石墨烯复合光催化材料的制备及其光催化性能研究

采用溶胶-凝胶与负压负载法结合,以硝酸锌为前驱物,无水乙醇为溶剂,聚乙二醇为分散剂,硅藻土为载体,制备硅藻土/纳米氧化锌,并与Hummers法制得的氧化石墨烯进行复合,得到硅藻土/纳米氧化锌/氧化石墨烯复合光催化材料,通过SEM、XRD、BET、IR对样品进行了表征分析,研究了硅藻土/纳米氧化锌/氧化石墨烯复合光催化材料的结构、形貌、孔径分布情况,氧化石墨烯的引入对光催化性能的影响。结果表明:硅藻土对纳米氧化锌的负载,采用负压负载方法优于普通负载方法,氧化石墨烯的质量分数为5%时,硅藻土/纳米氧化锌/氧化石墨烯复合光催化材料的2 h的光降解率达到最大值88.7%,比同时间的纯纳米氧化锌高出63%,比硅藻土高出83.3%。

氰酸酯树脂/氧化锌晶须/石墨烯纳米片导热复合材料研究

采用四针状氧化锌晶须(ZnOw)和石墨烯纳米片(GNP)改性氰酸酯树脂(CE)制备了系列导热绝缘复合材料,研究了填料的种类和用量对氰酸酯复合材料导热、绝缘及热稳定性能的影响。当树脂基体中加入50%ZnOw或10%GNP时,复合材料的热导率分别达到0.77和0.97 W/(m·K),较纯树脂基体材料分别提高了185%和259%。将ZnOw与GNP混合填充氰酸酯树脂则更有利于提高复合材料的导热性能,当树脂基体中加入40%ZnOw和10%GNP混合填料时,复合材料的热导率可达到1.54 W/(m·K),较纯树脂基体材料提高了470%,并且该复合材料仍能够保持良好的电绝缘性能。TGA结果表明,石墨烯纳米片和氧化锌晶须的加入可以明显提高氰酸酯树脂复合材料的热稳定性。

石墨烯-氧化锌复合材料及其电化学性能

采用Hummers法制得氧化石墨,再经溶剂热法一步合成石墨烯-氧化锌复合材料(GZO).在6 mol·L-1氢氧化钾电解液中,测试循环伏安曲线、交流阻抗谱图和计时电位曲线.结果表明,石墨烯-氧化锌复合材料电极的比电容为115 F·g-1,具有较好的循环寿命,改善了超级电容器的性能.

SnO_2/还原氧化石墨烯/聚苯胺三元复合物的合成及电化学性能

采用两步法成功构筑SnO2/还原氧化石墨烯/聚苯胺(SnO2/RGO/PANI)三元复合材料。首先制备出均匀分散的SnO2/还原氧化石墨烯(SnO2/RGO)二元复合物,然后再以二元复合物为载体,通过苯胺(An)单体的化学氧化聚合获得终端产物。利用傅里叶红外光谱(FT-IR)、X射线衍射(XRD)和场发射扫描电镜(FESEM)对复合材料的结构和形貌等物理性质进行表征,利用循环伏安测试、恒电流充放电测试和交流阻抗测试对复合材料的电化学电容性能进行研究,并讨论了PANI的含量对复合材料的结构和性能的影响。结果表明,所合成的三元复合材料的比电容随PANI含量的增加而增大,最大达到424.8F/g,其电容性能的增强源于SnO2、RGO与PANI三者的相互协同作用。

氧化石墨烯及其复合物对水中重金属离子吸附研究进展

氧化石墨烯作为一种新型纳米材料在水处理领域受到了人们的广泛关注,由于其具有较大的比表面积,丰富的含氧官能团,良好的亲水性,独特的物理结构,使其可吸附水中的重金属离子,且吸附能力超过诸多目前常用的吸附剂。但同时由于氧化石墨烯结构和性质的原因,限制了其在水处理领域中的发展,为了解决这个问题,可通过氧化石墨烯与其他物质结合形成氧化石墨烯复合物。介绍了氧化石墨烯的结构和性质,以及其对水中重金属离子的吸附机制及受控的影响因素;同时,也综述了氧化石墨烯复合物对水中重金属离子的吸附机制,以及其解吸与重复利用能力;此外,对氧化石墨烯及其复合物作为吸附剂去除水中重金属离子的应用潜力进行了总结和展望。

基于多巴胺-氧化石墨烯复合物的搅拌棒吸附萃取/高效液相色谱法测定食用油中黄曲霉毒素

建立了一种基于贻贝仿生化学涂层的搅拌棒吸附萃取/高效液相色谱/荧光检测器(SBSE/HPLC-FLD)同时测定食用油中黄曲霉毒素B1、B2、G1、G2的方法。基于贻贝仿生化学制备多巴胺-氧化石墨烯复合物固相萃取材料,利用搅拌棒吸附萃取技术对样品进行提取;以甲醇-乙腈-水(10%磷酸调至p H 3.5,体积比3∶3∶5)作为流动相,采用荧光检测器进行检测。结果显示,黄曲霉毒素B1、B2、G1、G2在0.200~10.0μg/L范围内具有良好的线性关系(相关系数r^2≥0.998 9),加标回收率为81.5%~96.9%,日内相对标准偏差(RSD)为1.7%~3.4%,日间RSD为1.9%~3.5%,方法检出限为0.025~0.050μg/L。该方法高效、灵敏、可靠,能够满足食用油中黄曲霉毒素B1、B2、G1、G2的测定要求。