氮掺杂空心碳纳米球嵌入氮掺杂石墨烯负载钯纳米粒子作为甲酸氧化的高效电催化剂

低成本、高活性、耐久性好的高效电催化剂对直接甲酸燃料电池的应用起着至关重要的作用。本文采用简单经济的方法,研究了以三维层状多孔结构嵌入氮掺杂石墨烯(NG)的氮掺杂空心碳纳米球(NHCN)负载Pd纳米粒子作为直接甲酸燃料电池催化剂。由于具有独特的氮原子掺杂三维互联层状多孔结构,Pd纳米颗粒尺寸较小的Pd/NHCN@NG催化剂具有较大的催化活性表面积、优越的电催化活性、较高的稳态电流密度和较强的抗CO中毒能力,明显超过传统的Pd/C、Pd/NG和Pd/NHCN催化剂对甲酸电氧化的催化性能。通过优化HCN/GO比,当HCN/GO质量比为1∶1时,Pd/NHCN@NG催化剂对甲酸的催化氧化性能最佳,其活性是Pd/C的4.21倍。本工作开发了一种优越的碳基电催化剂载体材料,为燃料电池的发展带来了广阔的应用前景。

掺氮氧化石墨烯二氧化钛复合材料的合成及其光催化活性

采用低温水热法,以四氯化钛为钛源,尿素为氮源,聚乙二醇(PEG-4000)为分散剂,在较低的水热温度下合成了高分散氮掺杂纳米二氧化钛/氧化石墨烯(GO)复合材料,利用XRD、TEM、FT-IR、Raman对合成样品的晶型、形貌及结构进行了表征。以染料亚甲基蓝为目标降解物,以可见光为光源,对样品的光催化活性进行评价。结果表明,用水热法合成的高分散氮掺杂纳米二氧化钛/氧化石墨烯复合材料表现出良好的光催化活性。

三维有序石墨烯掺杂纳米二氧化钛酶生物传感器

采用模板法在氧化铟锡电极上制备了三维有序多孔结构的石墨烯掺杂纳米二氧化钛修饰电极,并在此修饰电极上成功固定了过氧化氢酶,从而构建了一种新型的H2O2生物传感器。通过循环伏安、交流阻抗及计时电流等方法研究了该修饰电极的电化学特性,实验结果表明,该修饰电极对H2O2有良好的电催化作用,对H2O2的检测线性范围为3.0×10-6～3.6×10-3mol/L,检测限为4.2×10-7mol/L(S/N=3);且传感器响应迅速、灵敏度高、重现性和稳定性好。

氮掺杂二氧化钛纳米管制备与光催化性能

以多孔氧化铝为模板,采用溶胶凝胶法制备出二氧化钛纳米管,在氨气气氛下进行了氮掺杂。用TEM、XRD、DRS等对其进行了表征,并通过降解碱性藏花红溶液研究了其光催化的性能。结果表明,用模板法制备的二氧化钛纳米管管径均匀、可控且排向一致,从DRS光谱可以推测出氮掺杂后的二氧化钛纳米管在可见光区有较强的吸收,并且与二氧化钛纳米管相比氮掺杂的二氧化钛纳米管的降解碱性藏花红溶液的效率更高。

水热法制备二氧化钛纳米管-石墨烯复合光催化剂及其光催化性能

采用水热法制备了二氧化钛纳米管-石墨烯的复合光催化剂。利用X射线衍射仪、扫描电镜、透射电镜和拉曼光谱仪对复合材料进行了表征与分析,并对其光催化性能进行了测试。结果显示,同纯二氧化钛纳米管相比,二氧化钛纳米管-石墨烯的光催化性能较高。石墨烯与二氧化钛纳米管复合,充当电子受体,载流子迁移率得到提高,从而提升了光催化性能。

氮掺杂二氧化钛纳米管对染料废水的光催化降解性能

采用水热方法制备氮掺杂的二氧化钛纳米管(N-TiO2)光催化剂并进行光催化降解染料废水实验.结果表明:通过水热法可以制备出结构有序、排列均匀的二氧化钛纳米管;分别用不同体积分数的甲胺、丁胺水溶液为氮源对二氧化钛纳米管进行掺杂,发现用丁胺水溶液[V(丁胺)∶V(水)=1∶3]为氮源的氮掺杂二氧化钛催化剂,当煅烧温度为500℃时,在模拟太阳光下对玫瑰红染料废水的降解率最高,可以达到98%,表明N-TiO2催化剂对玫瑰红染料废水具有较好的光催化效果.

二氧化钛纳米粒子-氧化石墨烯/聚酰亚胺混合基质膜的原位聚合及气体渗透性能

以钛酸四丁酯为前驱体,采用浸渍-沉淀法制备二氧化钛纳米粒子-氧化石墨烯(TiO_2-GO)复合物,再将TiO_2-GO复合物与4,4'-(六氟异亚丙基)邻苯二甲酸酐和4,4'-二氨基二苯醚通过原位聚合构建TiO_2-GO/TiO_2-GO/PI(聚酰亚胺)混合基质膜,用于CO_2的渗透脱除.采用傅里叶变换红外光谱(FTIR)、拉曼光谱(Raman)、透射电子显微镜(TEM)、扫描电子显微镜(SEM)、热失重(TG)和Zeta电位等表征了TiO_2-GO复合物和TiO_2-GO/PI混合基质膜的形貌与结构;探讨了TiO_2掺杂量对TiO_2-GO复合物及TiO_2-GO/PI混合基质膜的结构和气体渗透性能的影响.结果表明,TiO_2-GO复合物中TiO_2纳米粒子较均匀地沉积在GO片层上,TiO_2纳米粒子在形成的同时破坏了GO的结构,使其无序度增加.TiO_2的掺杂对TiO_2-GO/PI混合基质膜的形貌与结构影响较小,但提升了TiO_2-GO/PI混合基质膜的CO_2和N2渗透性能.但过量的掺杂使TiO_2粒子在GO片层上团聚,从而导致TiO_2-GO复合物在混合基质膜中的分散性变差,CO_2渗透性及CO_2/N2渗透选择性降低.当TiO_2掺杂质量分数为30%时,TiO_2-GO/PI混合基质膜的CO_2渗透性为360 Barrer[1 Barrer=10^(-10)cm^3(STP)·cm/(cm^2·s·cm Hg)=7.5×10^(-14)cm^3(STP)·cm/(cm^2·s·Pa)],CO_2/N_2的渗透选择性可达31.

水热体系下二氧化钛与氧化石墨烯复合纳米晶的合成

200℃下四方结构的二氧化钛(TiO2)与氧化石墨烯(GO)复合纳米晶在一个装有适量钛酸四丁酯、无水乙醇、氧化石墨烯和蒸馏水的密闭的水热釜中加热12 h后被制备。X射线粉末衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)等一系列分析仪器被运用来揭示二氧化钛与氧化石墨烯复合纳米晶是由粒径大约160 nm的四方结构的二氧化钛纳米晶与氧化石墨烯复合而成,通过紫外吸收对其光学性能进行了必要的测试。

基于石墨烯-氧化镍杂化物与二氧化钛纳米管协效阻燃环氧树脂的制备及研究

通过共沉淀法制备了石墨烯-氧化镍杂化材料,通过水热法制备了二氧化钛纳米管,然后利用溶液共混法制备了石墨烯-氧化镍/二氧化钛纳米管/环氧树脂纳米复合材料。利用X射线衍射仪(XRD)、拉曼光谱仪和透射电子显微镜(TEM)对纳米材料的结构和形貌进行表征;热重分析数据表明复合材料的热稳定性有所提高;锥形量热测试结果显示,将石墨烯-氧化镍杂化物与二氧化钛纳米管进行复配,加入环氧树脂中,可以有效降低材料的热释放速率峰值和总热释放。

氮掺杂纳米二氧化钛的制备及其光催化性能

以三乙醇胺为氮源采用水热法制备了氮掺杂纳米TiO2光催化剂,采用XRD、TEM和UV-vis/DRS分析、表征氮掺杂对TiO2微晶尺寸、晶体结构、表面组成与光学性能的影响,并通过降解甲基橙溶液研究其光催化活性。结果表明:制得的氮掺杂二氧化钛均为锐钛矿型,粒径约为10 nm,且掺杂引起光催化剂的吸收波长向可见光区红移。当pH=11.0,300℃焙烧3 h时制得的氮掺杂TiO2光催化活性最强,甲基橙50 min的降解率达98%。

氧化石墨烯-二氧化钛纳米材料对吲哚菁绿稳定性及体内分布的影响

目的:研究氧化石墨烯-二氧化钛纳米材料(Ti O2-GO)对吲哚菁绿(ICG)稳定性及体内分布的影响,探讨Ti O2-GO/ICG作为光敏剂应用于肿瘤治疗的可能性。方法:采用紫外-可见吸收光谱法,研究储存时间及激光照射等因素对ICG和Ti O2-GO/ICG稳定性的影响;并以荷瘤小鼠为模型,静脉注射后,利用小动物活体成像仪观察Ti O2-GO对ICG体内分布的影响。结果:Ti O2-GO可以有效增强ICG在常温储存以及近红外激光照射下的稳定性;作为纳米材料,Ti O2-GO可显著改善ICG在体内的分布,增强其在肿瘤部位的蓄积。结论:Ti O2-GO可通过增强ICG稳定性及肿瘤部位蓄积提高其光疗效果。

二氧化钛-石墨烯光催化剂对城市黑臭水中氨氮去除的研究

通过水热法对二氧化钛进行氧化石墨烯负载改性,并对复合材料光催化去除溶液中氨氮的能力进行了考察,探究了催化剂使用量、溶液pH、温度及初始NH_(4)^(+)-N质量浓度对氨氮去除效果的影响。结果表明:该复合材料提高了对紫外光的利用率,能有效处理氨氮废水。在紫外光照射下,当反应温度为30℃、溶液p H值为11、催化剂用量为0.5 g·L^(-1)、初始氨氮质量浓度为50 mg·L^(-1)时,氨氮去除效果最好,为79%。且在处理实际黑臭水体时,对氨氮去除率可达71.7%。

一种氮掺杂二氧化钛/凹凸棒石/石墨烯复合脱硫光催化剂及其制备方法

本发明属于燃油脱硫领域,具体涉及一种氮掺杂二氧化钛/凹凸棒石/石墨烯复合脱硫光催化剂及其制备方法.首先将氧化石墨烯分散液和四氯化钛溶液混合均匀,搅拌状态下向其中滴加含氮化合物溶液,并加入凹凸棒石浆体,然后将混合液移人烘箱进行水热反应,减压抽滤、洗涤并干燥即得到氮掺杂二氧化钛/凹凸棒石/石墨烯复合材料.本发明原料价格低廉,绿色环保.将氮元素掺杂到二氧化钛晶体中,可提高二氧化钛的光响应范围,利用凹凸棒石和石墨烯作为复合载体,可充分分散氮掺杂二氧化钛纳米颗粒,从而具备优异的光催化性能.

膨胀石墨负载氮掺杂二氧化钛降解甲基橙的光催化性能

采用溶胶-凝胶法制备了膨胀石墨负载TiO2和负载氮掺杂TiO2(N-TiO2)光催化剂,用XRD和SEM对样品进行表征,并以甲基橙溶液为目标降解物进行光催化性能的评价。结果表明:纳米TiO2可牢固地负载在膨胀石墨表面和层间,当达到吸附平衡后,煅烧温度为500℃条件下制备的膨胀石墨负载N-TiO2光催化剂在加入量为10 g/L、反应时间60 min的条件下,对初始浓度为15 mg/L的甲基橙溶液的降解率达到95.2%。

纳米二氧化钛/石墨烯改性水性聚氨酯抗菌涂料的制备与评价

通过简单高效的方法制备纳米二氧化钛/还原氧化石墨烯(TiO2/rGO)复合材料,对复合材料进行红外光谱(FT-IR)、扫描电镜(SEM)以及X射线衍射(XRD)表征,结果表明:成功制备了氧化石墨烯、锐钛型纳米TiO2,并将纳米TiO2均匀负载于氧化石墨烯片层,经水热还原得到TiO2/rGO复合材料。将制备的TiO2/rGO复合材料添加到水性聚氨酯涂料中,制备涂膜并测定其光催化降解能力,结果表明:纳米TiO2/rGO填料复合的聚氨酯涂膜具有较高的光催化能力。依据HG/T 3950—2007标准测定涂膜抗菌性能,结果表明:水性聚氨酯涂料的抗菌能力达到国家Ⅰ级标准,可以有效替代有机抗菌剂。该环保复合涂料在物理性质和应用性能上均符合化工行业标准要求。

氮掺杂纳米二氧化钛对3种常见病菌抑菌效果的研究

目的:检测氮掺杂纳米二氧化钛(纳米N-TiO_2)对金黄色葡萄球菌、大肠埃希氏菌、白色念珠菌的抑菌效果。方法:将"载体浸泡定量杀菌试验"中将菌片置于纳米N-TiO_2喷剂中分别在模拟室内自然光照下浸泡作用0.5、1、2、3、4h后再培养24h进行菌落计数;在"抑菌环试验"中将纳米N-TiO_2喷剂的样片置于涂菌的培养板上在模拟室内自然光照下培养18h后测量抑菌环直径。结果:纳米N-TiO_2对金黄色葡萄球菌、大肠埃希氏菌、白色念珠菌分别作用1、0.5、0.5h后即能达到杀灭对数值>3;对金黄色葡萄球菌和大肠埃希氏菌产生的抑菌环平均直径>7mm,对白色念珠菌不产生抑菌环。结论:纳米N-TiO_2对金黄色葡萄球菌、大肠埃希氏菌、白色念珠菌具有良好的抑菌效果。

纳米二氧化钛和石墨烯对木薯淀粉基木材胶粘剂性能的影响

以木薯淀粉为基体、过氧化氢为氧化剂、丙烯酸丁酯(BA)为软单体、丙烯酰胺(AM)为硬单体、石墨烯和纳米TiO_2(二氧化钛)为填料,制备了木薯淀粉基木材胶粘剂。研究结果表明:木薯淀粉氧化后,可与BA和AM进行接枝共聚反应,所得木材胶粘剂的综合性能良好;当w(纳米TiO_2)=3%、w(石墨烯)=4%(均相对于淀粉质量而言)时,木材胶粘剂的粘接强度[干态剪切强度分别为5.35、5.45 MPa,湿态剪切强度分别为2.88、2.95 MPa]明显提高;纳米TiO_2和石墨烯在木材胶粘剂中分散良好,故木材胶粘剂在结构没有改变的前提下明显提高了热稳定性。

石墨烯-二氧化钛纳米管催化剂的光解水制氢性能研究

为改善能源短缺,对新型光催化水解制氢材料进行了研究。通过改进Hummer法制备氧化石墨,溶胶-凝胶法制备锐钛矿型二氧化钛,采用浓碱法制得石墨烯-二氧化钛纳米管催化剂,考察了不同石墨烯的掺杂量对催化活性的影响。经过光解水制氢实验发现,掺杂不同质量分数石墨烯的催化剂催化活性得到了进一步提高,其中掺杂量为1%的产氢活性最好,产氢速率是纯二氧化钛纳米管的2. 5倍。通过BET、XRD、UV以及FT-IR等方法对催化剂进行了表征。结果表明,石墨烯与二氧化钛纳米管成功复合,并且石墨烯的掺杂在一定程度上提高了催化剂的BET比表面积;催化剂对可见光的响应范围得到进一步扩大,这为催化剂光解水制氢性能的提高提供了有力的条件。

石墨烯复合金属离子掺杂纳米二氧化钛光催化材料的研究进展

对石墨烯复合金属离子掺杂纳米二氧化钛光催化材料在污染物治理、CO_(2)还原和资源化、H_(2)生产等方面的研究进展进行了论述。石墨烯复合金属离子掺杂纳米二氧化钛光催化材料相较于纳米二氧化钛,其禁带宽度变窄,提高了在可见光区的吸收性能,提高了光催化活性,提高了污染物降解率、CO_(2)还原和资源化的产率和H_(2)生产效率。

氮掺杂氧化石墨烯的制备及其对棉织物的负载改性

为开发具有阻燃、导电复合功能织物,制备了氮掺杂氧化石墨烯,并利用其对棉织物进行负载改性。测试改性前后棉织物的质量增重率、阻燃、表面比电阻及断裂强力、抗弯刚度等服用性能,分析氮掺杂氧化石墨烯负载改性棉织物的可行性。结果表明:分散液(氮掺杂氧化石墨烯/氧化石墨烯)对棉织物负载改性的最佳质量浓度为6 g/L。在此质量浓度下,改性棉织物的质量增重率、极限氧指数、断裂强力及抗弯刚度均随分散液(氮掺杂氧化石墨烯/氧化石墨烯)负载改性次数的增加而上升,表面比电阻与透气率则随氮掺杂氧化石墨烯负载改性次数的增加而降低。负载改性到达一定次数时,各项性能指标趋于稳定。同时,氮掺杂氧化石墨烯负载改性棉织物的交联稳定性优于氧化石墨烯负载改性棉织物,使得氮掺杂氧化石墨烯负载改性棉织物的质量增重率、极限氧指数、断裂强力与抗弯刚度高于氧化石墨烯负载改性棉织物,表面比电阻与透气率低于氧化石墨烯负载改性棉织物。水洗负载改性7次的改性棉织物,发现水洗4次时的性能指标与未经水洗负载改性1次的性能指标相当。文章发现利用氮掺氧化杂氧化石墨烯负载改性来制备复合功能棉织物具有可行性,为氧化石墨烯材料在功能织物中的应用提供了一定的参考价值。