氨基化石墨烯电化学传感器在重金属离子检测中的运用分析

本研究旨在探讨氨基化石墨烯电化学传感器在重金属离子检测中的应用,特别是针对Cd^(2+)和Pb^(2+)的检测。研究内容主要包括氨基化石墨烯(NH_(2)-rGO)、壳聚糖(CS)和聚谷氨酸(Glu)复合材料修饰电极的制备,以及其在电化学检测中的性能评估。通过对不同修饰电极的表征与性能分析,本研究揭示了NH_(2)-rGO/CS/Glu复合材料修饰电极在提高检测灵敏度和选择性方面的显著效果。研究结果表明,相比于裸电极和单一材料修饰电极,NH_(2)-rGO/CS/Glu修饰电极对Cd^(2+)和Pb^(2+)展现出了更高的灵敏度和优异的选择性。此项研究为开发新型高效电化学传感器提供了有价值的参考,对于环境监测和重金属污染控制具有重要意义。

氨基化石墨烯/聚乙烯亚胺复合材料对Cr(Ⅵ)的吸附性能研究

Cr(Ⅵ)具有较强的生物毒性,若未经妥善处置直接排入水体会对环境造成较大的影响。以氨基化石墨烯为填料,聚乙烯亚胺为基质,通过溶液共混-冷冻干燥可制得氨基化石墨烯/聚乙烯亚胺复合材料(GO-NH2/PEI),研究结果表明,固定GO-NH2的用量为35%,当溶液pH值为2、吸附剂用量0.4 g/L、Cr(Ⅵ)含量100 mg/L、吸附温度318 K和吸附时间300 min时,GO-NH2/PEI对Cr (Ⅵ)的吸附量和吸附率分别为229.80 mg/g和91.92%。GO-NH2/PEI对溶液中Cr(Ⅵ)的吸附行为更符合准二级动力学模型和Langmuir等温吸附模型,表明吸附过程是基于化学吸附的单层吸附。经过循环吸附再生第5次使用,GO-NH2/PEI对Cr(Ⅵ)的吸附量207.92 mg/g,仍可保持90.48%的再生率,说明其重复使用性能良好。

氨基化石墨烯/聚乙烯亚胺复合材料对甲基橙和刚果红的吸附性能研究

含有合成染料的废水具有成分复杂、可生物降解性能差、COD高等特点受到了广泛研究。使用氨基化石墨烯/聚乙烯亚胺复合材料(GO-NH2/PEI)对典型的阴离子染料甲基橙和刚果红进行吸附,最佳吸附条件为:染料含量150 mg/L、吸附剂用量0.5 g/L、溶液p H值为6、吸附温度318 K和吸附时间240 min时,GO-NH2/PEI对甲基橙和刚果红的吸附量可达282.82 mg/g和240.22 mg/g,循环使用5次,仍可保持约90%的最大吸附量。并使用吸附等温线、吸附热力学、吸附动力学等对吸附过程进行拟合,结果表明:GO-NH2/PEI对阴离子染料的吸附主要为单层化学吸附,是吸热熵增的自发过程。GO-NH2/PEI作为多孔材料,合成染料分子越小,越容易扩散进复合材料内部与活性官能团缔合,吸附性能越好。

利用原位聚合反应制备柔性氨基化石墨烯/聚酰亚胺纳米复合膜

以酰基化反应制备的氨基化石墨烯纳米复合物为填料,通过原位聚合反应制备氨基化石墨烯/聚酰亚胺(Amine-Graphene/Polyimide(A-Gr/PI))复合膜.利用红外光谱分析和场发射扫描电镜(FESEM)对其组成和形貌结构进行表征,利用热失重分析法对其热稳定性进行分析研究.与氨基化氧化石墨烯/聚酰亚胺相比,在聚酰亚胺中掺杂少量的A-Gr(w(A-Gr)=10%)后,复合物的堆叠致密度明显提高,该复合材料的导电能力可以通过控制PI基底中填料的含量加以调控.

氨基化石墨烯改性水性聚氨酯的合成及性能

用3-氨丙基三甲氧基硅氧烷(APTMS)插层改性氧化石墨烯(GO),得到氨基化石墨烯(APTMS-GO)。通过FTIR、XRD、Raman、TG、TEM、XPS表征了APTMS-GO的结构和形态。将APTMS-GO与带有异氰酸根的聚氨酯预聚物以原位聚合的方式聚合,制得了含APTMS-GO质量分数(以聚氨酯合成原料的总质量计,下同)为0、0.06%、0.11%、0.16%、0.22%、0.33%和0.55%的APTMS-GO/WPU纳米复合材料,并测试了其拉伸性能、热性能和疏水性的变化;利用FESEM和TEM观察了截面中纳米填充物的分散情况及乳液的粒径。结果表明:通过原位聚合得到的复合材料拉伸强度明显改善,由纯水性聚氨酯的10.13 MPa增加到28.96 MPa;当APTMS-GO质量分数为0.22%时,复合材料的初始分解温度(T_(d5))增大到279℃,与纯水性聚氨酯相比提高了34℃;随着APTMS-GO质量分数的逐步增大,复合膜的接触角由71.3°提高到91.28°,复合材料的疏水作用得到了改善。

基于氨基化石墨烯量子点荧光比率法超灵敏检测辣根过氧化物酶

荧光比率法超灵敏检测辣根过氧化物酶传感器的构建主要基于酶催化邻苯二胺氧化生成2,3-二氨基吩嗪,生成的2,3-二氨基吩嗪能猝灭氨基化石墨烯量子点440nm处的荧光强度,同时伴随2,3-二氨基吩嗪本身在553nm处的荧光信号增强。随着辣根过氧化物酶浓度的增加,2,3-二氨基吩嗪位于553nm处的荧光不断增强且氨基化石墨烯量子点440nm处的荧光逐渐减弱,形成荧光比率信号。当辣根过氧化物酶浓度在2~800fM范围时,其荧光比率信号与辣根过氧化物酶的浓度具有较好的线性关系,对辣根过氧化酶的检出限为0.21fM。该传感器具有良好的选择性和抗干扰能力,并能实现检测过程的可视性。

氨基化石墨烯对脲醛树脂胶粘剂胶合强度及低醛化的影响

为了降低脲醛树脂胶粘剂中游离甲醛含量,研究氨基化石墨烯对脲醛树脂胶粘剂胶合强度及低醛化的影响,文中采用“弱碱-弱酸-弱碱”的合成方法,制备了氨基化石墨烯改性脲醛树脂胶粘剂(NGUF)。通过傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)、X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)对NGUF结构与微观形貌进行分析,采用相应的国家标准对NGUF的胶合强度和游离甲醛含量进行分析,研究NGUF增强胶合和低醛化的机理。研究结果表明:氨基化石墨烯上的氨基与甲醛反应,有效降低了脲醛树脂中的游离甲醛含量;同时氨基化石墨烯对脲醛树脂的接枝和交联作用增强了树脂的胶合强度。当氨基化石墨烯的质量分数为尿素的0.5%时,NGUF的游离甲醛质量分数为0.15%,胶合强度达到1.43 MPa,有望作为综合性能优异的环保型胶粘剂使用。

交联对氨基化石墨烯/壳聚糖复合皮革涂饰剂性能的影响

交联可以改善复合材料的分散性,并可提升复合材料的功能性。采用溶液共混法制备了不同戊二醛用量下的氨基化石墨烯/壳聚糖复合皮革涂饰剂。研究结果表明:适量的戊二醛可提升复合材料的分散性,粒径分布系数可降低至0.253。戊二醛用量越高,复合材料对酸、碱的稳定性越强,同时亲水性也越差。此外,交联还可提升复合涂层的物理机械性能,耐磨耗可提升至4级,耐干擦提升至5级,耐湿擦提升至4-5级,对肺炎克雷伯氏菌、金黄色葡萄球菌和白色念珠菌的抗菌率均可达≥99.9%。

氨基化石墨烯/壳聚糖复合皮革涂饰剂的制备与性能

利用γ-氨丙基三乙氧基硅烷对氧化石墨烯进行改性,制备了氨基化石墨烯,并通过红外光谱表征其基本结构;然后以壳聚糖为基质,氨基化石墨烯为填料,戊二醛为交联剂通过溶液共混法制备了复合皮革涂饰剂。研究结果表明,氨基化石墨烯/壳聚糖复合材料最佳的制备工艺为:当pH值为3时,在40℃下反应4 h所得复合材料性能最佳,其粒径为3250 nm,粒径分布系数为0.253。氨基化石墨烯/壳聚糖复合涂饰剂可提高成品革物理机械性能和抗菌性能,对肺炎克雷伯氏菌、金黄色葡萄球菌、白色念珠菌抑菌率≥99.9%。

氨基化石墨烯/壳聚糖复合材料在制革涂饰中的应用

氨基化石墨烯/壳聚糖具有较好的分散性、稳定性、防水性和抗菌性。通过研究氨基化石墨烯/壳聚糖与光亮剂复配涂层的物理机械性能与防水性能发现,适量的氨基化石墨烯可较好地分散在壳聚糖基质中,当添加量为5%时涂层的物理机械性能和防水性能均有较大提升;氨基化石墨烯/壳聚糖与聚氨酯的相容性优于硝化棉;氨基化石墨烯/壳聚糖应用于皮革涂饰时,可赋予成品革优异的物理机械性能、防水性能和抗菌性能,其中涂层耐磨耗可达4级,耐干/湿擦5级,动态防水10000次不透水,对肺炎克雷伯氏菌、金黄色葡萄球菌和白色念珠菌的抗菌率≥99.9%。

血红素-氨基化石墨烯光催化剂的合成及其染料降解性能

以血红素、氧化石墨烯和尿素为原材料,通过一步水热法合成了血红素-氨基化石墨烯(H-NG)复合物。采用UV-Vis、FT-IR、Raman、SEM对所合成的复合物进行结构表征,研究了该复合物对亚甲基蓝(MB)在可见光下降解反应的光催化活性。结果表明,在滴加少量H2O2条件下,0.1 g/L H-NG复合物在180 min内对10 mg/L MB的降解率达到96%;经过4次循环使用,该催化剂对MB溶液的降解率保持在92%以上,展现了较高的催化活性和良好的稳定性;通过对复合物的活性分析,对催化体系的光催化机理进行了推测。

尼龙6/氨基化石墨烯复合材料的非等温结晶动力学研究

石墨烯具备独特的结构和优异的性质,仅添加少量的石墨烯就能使聚合物的性能得到大幅度的提高。本文采用X射线衍射法(XRD)和差示扫描量热法(DSC)研究了尼龙6(PA6)和尼龙6/氨基化石墨烯(PA6/AG)复合材料的晶型和非等温结晶行为。结果表明,氨基化石墨烯(AG)加入前后,PA6的晶型没有发生明显转变,且Avrami方程可以很好地描述PA6和PA6/AG的非等温结晶行为,氨基化石墨烯在尼龙6结晶过程中起着异相成核作用,提高了PA6的结晶温度和结晶速率。

氨基功能化石墨烯固相微萃取-气相色谱法测定水样中7种有机磷农药残留量

目的建立氨基功能化石墨烯固相微萃取-气相色谱法同时测定水样中7种有机磷农药残留(硫线磷、地虫硫磷、氯唑磷、甲基毒死蜱、磷胺、喹硫磷和苯线磷)。方法水样中残留的有机磷农药用25 mg氨基功能化石墨烯富集,用6mL丙酮洗脱,然后使用气相色谱-火焰光度检测器(gas chromatography-flame photometric detector,GC-FPD)测定。对气相色谱条件和影响萃取效率的多种因素进行优化。结果在优化的条件下, 7种有机磷农药标准曲线线性关系良好,线性系数为0.9905~0.9988,检出限为0.025~0.04μg/L,定量限为0.08~0.12μg/L。氨基功能化石墨烯对7种有机磷农药的富集倍数为183倍~307倍,萃取率为45.8%~76.8%,3个浓度添加水平(1、5.0、50μg/L)的加标平均回收率在70.0%~105%,相对标准偏差为7.98%~14.5%。结论该方法具有操作简单,快速、准确度和灵敏度高、试剂用量少等特点,适用于水样中7种有机磷农药残留量的测定。

氨基化氟化石墨烯增强热塑性聚氨酯的制备与性能研究

目的制备氨基化氟化石墨烯/热塑性聚氨酯复合材料,进一步提升热塑性聚氨酯(TPU)的综合性能。方法通过亲核取代反应将尿素分子修饰在氟化石墨烯(FG)表面,得到氨基化氟化石墨烯(AFG)。将AFG作为填料与TPU复合,得到不同质量浓度的氨基化氟化石墨烯/热塑性聚氨酯(AFG/TPU)复合薄膜。通过SEM、TEM、AFM、XPS、XRD、Raman对FG、AFG粉末和AFG/TPU复合薄膜进行表征,使用万能材料试验机、多功能摩擦磨损试验机对AFG/TPU复合薄膜进行力学、摩擦学性能测试。结果经过尿素分子与FG表面的C—F亲核取代反应,得到表面氨基化的AFG,使AFG片层表面不仅有大量的氟元素,而且有能与TPU分子链形成氢键作用力的氨基官能团,从而保证了AFG可均匀分散于TPU基体中。3.25-AFG/TPU复合材料的拉伸强度为5.97 MPa,较3.25-FG/TPU复合薄膜的拉伸强度(4.37 MPa)增加了36.6%,较纯TPU的拉伸强度(2.51 MPa)增加了137.8%。纯TPU磨损体积为0.56 mm^(3),3.25-FG/TPU复合材料的磨损体积为0.42 mm^(3),较纯TPU减小了25%;3.25-AFG/TPU复合材料的磨损体积为0.18 mm^(3),较纯TPU减小了67.8%。3.25-AFG/TPU复合薄膜的磨损率为1.67×10^(–2) mm^(3)/(N·m),较TPU的磨损率(5.18×10^(–2) mm^(3)·N^(–1)·m^(–1))降低了67.8%。结论当FG和AFG分别作为纳米填料时,发现3.25-AFG/TPU力学性能和摩擦学性能均优于3.25-FG/TPU,这是因为AFG不仅保持了FG良好的分散性,使得其可以均匀分散在TPU基体中,而且表面氨基更赋予了AFG与TPU分子链形成氢键作用力的能力,使得拉伸应力和摩擦剪切力可以通过TPU分子链传递到AFG纳米材料表面,最终有效增强了TPU的抗拉伸强度和耐磨损性能。复合材料拉伸断面的微观形貌分析表明,应力可以从TPU分子链传递到AFG表面,AFG起到了分散应力的作用。磨损表面分析表明,TPU和AFG/TPU复合薄膜的磨损机制主要为疲劳磨损。因此,AFG增强AFG与TPU界面的相互作用,最终增强了TPU的力学性能和摩擦学性能。

钴氰化铜异质催化剂的制备及其在光电类芬顿降解左氧氟沙星中的应用

采用循环伏安法在附有氨基化石墨烯(GNs)的ITO导电玻璃上电沉积钴氰化铜(Cu3[Co(CN)6]2,记为CuHCC),得到了多功能非均相催化电极CuHCC/GNs/ITO,并通过X射线衍射和扫描电镜对其进行了表征。研究了以CuHCC/GNs为光电类芬顿催化剂,在pH 7.0的含2 mmol/L N,N−二甲基−4−亚硝基苯胺(RNO)和0.1 mol/L Na2HPO4的氧饱和溶液中不同恒电位(−0.4、−0.6和−0.8 V,相对于饱和甘汞电极)下生成羟基自由基浓度的变化。最终选择在−0.8 V和300 W可见光照射下,在pH 7.0的0.1 mol/L Na2HPO4介质中降解10 mg/L的左氧氟沙星(LEVO),并通过紫外可见光谱图得出LEVO的降解率高达91%。

固相微萃取-电化学发光法检测玉米中的氯氟吡氧乙酸

以Hummers法为基础,合成了磁性氨基化石墨烯（NH2-G/Fe3O4）,用NH2-G/Fe3O4-Nafion修饰了玻碳电极,用于氯氟吡氧乙酸的固相微萃取处理,结合电化学发光技术（ECL）,建立了高灵敏度检测环境中氯氟吡氧乙酸残留的分析方法。考察了吸附时间、溶液p H等相关参数对电化学发光强度的影响。在最优实验的条件下,体系的ECL猝灭值ΔI与氯氟吡氧乙酸的浓度的对数值在0.01-25μg/m L的范围内呈良好的线性关系（相关系数R^2=0.9989）,检出限（LOD）为3 ng/m L（S/N=3）。方法对玉米和河水样品的加标回收率分别为94.8%-104.3%和93.4%-103.2%,相对标准偏差分别为2.5%-4.5%和1.5%-5.7%。