四氧化三铁/还原石墨烯(Fe_3O_4/rGO)催化H_2O_2电还原

通过水热合成法制备Fe_3O_4/还原石墨烯(Fe_3O_4/rGO)复合催化剂.通过X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)对复合催化剂进行表征,获得的Fe_3O_4均匀地分布在石墨烯表面,平均粒径为20~30nm.电化学(CV,LSV,CA,EIS)测试表明:Fe_3O_4/rGO复合催化剂的催化性能高于Fe_3O_4催化剂的催化性能.当E=-0.6V时,Fe_3O_4/rGO复合催化剂电流密度可达4.32m A/cm^2,约是Fe_3O_4催化剂的9.4倍.

Fe_3O_4磁性纳米粒子-氧化石墨烯复合材料的可控制备及结构与性能表征

首先利用高温分解法制备了粒径为18nm的Fe3O4磁性纳米粒子,并进行羧基化修饰,然后与聚乙烯亚胺(PEI)化学修饰的氧化石墨烯进行交联反应,得到磁功能化的氧化石墨烯(MGO)复合材料.研究了氧化石墨烯片上的磁性纳米粒子的可控负载及其对复合材料磁性能的影响.利用透射电子显微镜(TEM),原子力显微镜(AFM),X射线衍射(XRD),傅里叶变换红外(FT-IR)光谱,热重分析(TGA),振荡样品磁强计(VSM)等手段对MGO复合材料的形貌,结构和磁性能进行了表征.结果表明,我们发展的MGO复合材料的制备方法具有简单、可控的优点,所制备的MGO复合材料具有较高的超顺磁性.该类磁性氧化石墨烯复合材料有望在磁靶向药物、基因输运、磁共振造影以及磁介导的生物分离和去除环境污染物等领域获得广泛的应用.

石墨烯/Fe_3O_4磁性纳米材料分散固相萃取环境水样中的己烯雌酚

合成了石墨烯/Fe3O4磁性纳米材料(G/Fe3O4),并以此作为吸附剂,建立了分散固相萃取环境水样中己烯雌酚(DES)的新方法。通过红外光谱(FT-IR)、X射线衍射仪对吸附剂进行表征。考察了pH值、吸附时间、盐类等对吸附性能的影响。结果表明,最佳吸附pH值为7.0,吸附时间为20 min,吸附率最高可达88.2%。无水乙醇可有效洗脱吸附在石墨烯/Fe3O4磁性纳米材料表面的己烯雌酚,回收后的吸附剂可再利用。石墨烯/Fe3O4磁性纳米材料对己烯雌酚的等温吸附符合Langmuir模型,其最大吸附容量为79.6 mg/g,Langmuir吸附平衡常数为5.39 mL/μg。

Fe_3O_(4-)还原石墨烯复合材料的制备及对Pb离子吸附性能的研究

近年来,水中的重金属污染越来越严重,其中Pb2+的污染尤为严重,用吸附法除去水中的Pb2+是最为简单的方法。本文用一种简单、低成本的方法制备了Fe3O4-还原石墨烯(RGO)复合材料,利用X-射线衍射、电子显微、振动样品磁强计、原子吸收光谱仪等仪器测了复合材料的结晶度、粒径、磁性和Pb2+吸附等性能。结果表明,制备的Fe3O4-RGO复合材料具有良好吸附性能,并可以重复利用。

Fe_3O_4磁性纳米氧化石墨烯制备及对汞(II)的吸附

为改善氧化石墨烯(GO)对水中重金属汞的吸附性能,采用改进的Hummers及共沉淀方法原位合成出磁性氧化石墨烯(MGO)复合材料,通过扫描电镜、透射电镜、X射线能谱仪、比表面分析仪、X射线衍射仪、傅里叶红外光谱仪、X射线光电子能谱仪、Zeta电位和磁强计等进行了表征,研究了MGO对水中Hg(II)的吸附时的各项参数,用4种动力学模型、2种吸附等温模型以及热力学模型进行了拟合。结果表明,MGO的BET高达741.3 m^2/g,相比GO的BET增加了43.7%;在温度320 K和p H为8.0时,MGO对Hg(II)的Langmuir吸附容量可达63.7 mg/g,吸附后的材料易于固液分离;MGO对Hg(II)的吸附过程是吸热和自发的,受颗粒内扩散过程的影响,并涉及部分化学吸附,符合Langmuir和准2级动力学模型。

溶剂热法制备Fe_3O_4/氧化石墨烯复合材料及其性能研究

以氧化石墨和二茂铁为原料,采用溶剂热法原位一步合成了Fe3O4/还原氧化石墨烯(Fe3O4/RGO)复合物,通过X射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、振动样品磁强计(VSM)、循环伏安测试等手段对复合材料的形貌、结构、磁性能和电化学性能进行了表征。结果表明,该方法具有简单、可控的优点,通过调变前驱物中氧化石墨和二茂铁的比例,可以控制复合物中Fe3O4纳米粒子的负载量。所制备Fe3O4/RGO复合材料由平均粒径约20nm的Fe3O4纳米颗粒高度分散在还原氧化石墨烯片层上组成,具有较好的超顺磁性,电化学稳定性和良好的倍率性能。

Fe_3O_4@rGO复合磁性粒子对聚氨酯弹性体复合材料性能的影响

将3种不同的Fe3O4@还原氧化石墨烯(rGO)–四氢呋喃(THF)复合磁性粒子分散液分别与聚氨酯(PUR)弹性体进行原位聚合制备3种PUR弹性体/Fe3O4@rGO磁性复合材料,并对其组分和分散状态进行了表征,系统研究了Fe3O4@rGO复合磁性粒子对PUR弹性体磁性能、热性能和力学性能的影响。结果表明,仅掺入质量分数为0.5%的Fe3O4@rGO复合磁性粒子可以显著提高PUR弹性体的性能。随着Fe3O4@rGO复合磁性粒子中rGO含量的增加,PUR弹性体复合材料的饱和磁化强度逐渐下降,热稳定性和力学性能均逐渐提高。当复合磁性粒子中rGO质量分数为60%时,复合材料的力学性能最佳,拉伸强度、断裂伸长率和拉伸弹性模量分别为35.31MPa,438.90%和86.42MPa,玻璃化转变温度、最大损耗因子和在–60℃时的储能模量分别达10.64℃,0.41和3805.84MPa。此外,扫描电子显微镜观察发现,Fe3O4@rGO复合磁性粒子在基体中具有良好的分散性。

Fe3O4/RGO复合材料的制备及其电化学性能研究

以改进Hummers法合成的氧化石墨烯(GO)为前驱体,通过水热法结合烧结工艺制备了四氧化三铁/还原氧化石墨烯(Fe_3O_4/RGO)复合材料。利用X射线衍射(XRD)、拉曼光谱(Raman)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)等手段对复合材料的理化性能进行表征;通过充放电测试、循环伏安(CV)和电化学阻抗谱(EIS)等技术,综合考察了材料的储锂性能及电化学性能增强机制。结果表明,在200和600 m A/g电流密度下,Fe_3O_4/RGO复合负极循环60次后的放电比容量分别保持在709和479 mAh/g,表现出良好的倍率性能;相较于纯Fe_3O_4负极,复合负极呈现出更优异的锂电性能,其电化学性能的改善得益于RGO能增强材料的电导性和结构稳定性。

Fe_3O_4/RGO的制备及其对Pb(Ⅱ)、Cu(Ⅱ)、Cd(Ⅱ)的吸附研究

以氧化石墨烯(GO)和纳米Fe_3O_4为原料,制备磁性石墨烯气凝胶(Fe_3O_4/RGO),通过场发射扫描电镜、X射线衍射仪、傅里叶红外光谱仪对Fe_3O_4/RGO进行表征,研究了Fe_3O_4/RGO对Pb(Ⅱ)、Cu(Ⅱ)、Cd(Ⅱ)的吸附特性,并使用等温吸附模型、吸附动力学模型、吸附热力学模型对吸附机理进行分析。结果表明,纳米Fe_3O_4成功负载在GO气凝胶表面,并能在外加磁场作用下实现快速磁分离。Fe_3O_4/RGO对重金属离子的吸附符合Langmuir等温吸附模型和准2级吸附动力学模型,且反应为是吸热过程,能自发进行。Fe_3O_4/RGO在25℃、p H为6时的吸附容量分别为58.48、314.5、56.12 mg/g,Fe_3O_4/RGO对重金属吸附排序为Cu(Ⅱ)>Pb(Ⅱ)>Cd(Ⅱ)。

RGONs@Fe3O4/WPU超细纤维合成革的制备及其电磁屏蔽性能

以氧化石墨烯(GO)、FeSO4和FeCl3为原料,采用共沉淀法制备了还原氧化石墨烯纳米片RGONs@Fe3O4杂化纳米片,用物理共混-平板刮涂法得到了一种新型RGONs@Fe3O4/水性聚氨酯(WPU)超细纤维合成革。利用Raman、XPS、XRD、SEM、TEM等对RGONs@Fe3O4杂化纳米片进行了表征。考察了RGONs@Fe3O4/WPU超细纤维合成革的电、磁特性及电磁屏蔽效能,并讨论了其屏蔽机理。结果表明,当n(GO)∶n(Fen+)=1∶10时〔其中,Fen+为n(Fe2+)∶n(Fe3+)=1.00∶1.75的铁盐〕,纳米Fe3O4粒子均匀沉积在RGONs片层表面,该复合结构有效减弱了RGONs片与片之间的π-π堆叠效应。随着RGONs@Fe3O4杂化纳米片含量的增加,RGONs@Fe3O4/WPU超细纤维合成革的电磁屏蔽性能明显提升,当RGONs@Fe3O4杂化纳米片添加量为5%(以WPU质量计,下同)时,RGONs@Fe3O4/WPU超细纤维合成革在8.2~12.4 GHz频率范围内的电磁屏蔽系数(EMI SE)可以达到36dB,比RGONs/WPU超细纤维合成革提高约40%。RGONs@Fe3O4杂化纳米片的表面效应及电、磁双损耗特性是协同增强RGONs@Fe3O4/WPU超细纤维合成革电磁屏蔽性能的关键机制。

Fe_3O_4/GO复合材料对甲基橙的吸附性能

采用超声沉淀法合成Fe_3O_4/GO复合材料,通过SEM、XRD、FTIR和VSM对Fe_3O_4/GO复合材料的形貌、结构和磁性进行表征,通过对甲基橙溶液的吸附实验考察p H值、吸附剂添加量、吸附时间等因素对Fe_3O_4/GO复合材料吸附效果的影响,并进行了吸附动力学和等温吸附模型拟合.结果表明:Fe_3O_4与GO成功复合,Fe_3O_4/GO复合材料具有超顺磁性,在外在磁场的作用下可实现吸附剂与吸附质的快速分离;pH>3.5时,染料去除率随着pH值增大呈下降趋势;随着吸附剂添加量增大,染料去除率逐渐增大;随着吸附时间增加,染料去除率先急剧上升,然后上升幅度趋缓直至达到吸附平衡;Fe_3O_4/GO复合材料对甲基橙的吸附符合准二级动力学模型和Langmuir模型,为化学单层吸附;pH为3左右,温度为298 K时,Fe_3O_4/GO复合材料对甲基橙的最大吸附容量可达139.7 mg/g.

响应面法优化磁性氧化石墨烯吸附亚甲基蓝及其动力学研究

采用超声-沉淀法制备磁性氧化石墨烯(MGO)复合材料。通过傅里叶红外光谱仪FTIR和场发射扫描电子显微镜FESEM对MGO进行表征。采用响应面优化实验设计对MGO吸附亚甲基蓝(MB)的工艺过程进行了优化,设定Fe3O4质量浓度、氧化石墨烯(GO)质量浓度、吸附温度和MB初始质量浓度为4个因素,MB吸附率为响应值,建立了吸附率与上述因素之间的二次多项式模型,确定最佳吸附条件,并进行动力学方程和吸附等温线拟合。结果表明,Fe3O4用量和MB初始质量浓度是显著因素,MB的最佳吸附条件为:Fe3O4质量浓度4.08 g/L、GO质量浓度4.76 g/L、温度40℃、MB初始质量浓度18.5 mg/L,此时吸附率可达99.09%。吸附符合Langmuir等温线方程。MGO呈褶皱片层结构,含有羧基、羰基、羟基和环氧基等活性基团,是一种用于处理染料废水的高效、绿色吸附剂。

磁性氧化石墨烯的制备及其对亚甲基蓝吸附性能研究

为改善氧化石墨烯(GO)对染料废水中亚甲基蓝(MB)的吸附和分离性能,采用改进的Hummers法、机械共混和一步沉淀法制备了磁性氧化石墨烯(MGO)复合材料,通过场发射扫描电子显微镜、X射线衍射仪、傅里叶变换红外光谱仪对MGO进行了表征,考察了pH、吸附温度、GO质量浓度和纳米Fe3O4质量浓度对MGO吸附MB的影响,并对吸附动力学曲线和吸附等温线进行拟合。结果表明:吸附动力学符合准二级动力学模型,吸附等温线符合Langmuir等温吸附模型;MGO在温度303K、308K和313K对MB的最大饱和吸附量分别为2.039mg/g、2.071mg/g和2.048mg/g。MGO对MB的吸附是以物理吸附为主的吸热反应。

石墨烯改性对磁性流体导热性能的影响

使用石墨烯对磁性流体进行改性,同时对磁粉进行表面修饰,以增强磁粉与石墨烯的相容性。利用石墨烯优异的热学性能,来提高磁性流体的导热性。

氧化石墨烯增强磁性弹性体复合材料的制备及性能研究

采用原位共沉淀法制备Fe_3O_4/NRL(天然胶乳)磁性复合乳液,然后在预硫化过程中引入增强剂[水溶液剥离的GO(氧化石墨烯)],制备了GO/Fe_3O_4/NR(天然橡胶)磁性弹性体复合材料。研究结果表明:当w(GO)=0.5%(相对于NR质量而言)时,该复合材料的力学性能明显提高;GO掺量越多,该复合材料的耐溶剂性、拉伸强度、弹性模量和交联密度越大,但磁性能略有下降;当w(GO)=3%时,该GO/Fe_3O_4/NR磁性弹性体复合材料的弹性模量(14.27 MPa)和拉伸强度(11.13 MPa)分别比Fe_3O_4/NR磁性弹性体复合材料提高了231.1%和62.2%、溶胀系数相对最小(达56%)且饱和磁化强度达到27.35 A·m^2/kg。此外,Fe_3O_4、GO在基体中分散良好。

Fe_3O_4磁性石墨烯分散固相萃取水中的有机氯污染物

开发负载胶束的磁性Fe_3O_4纳米微粒修饰的石墨烯作为新型分散固相萃取材料,并用于水中有机氯的检测。磁性石墨烯由氧化石墨烯和Fe^(2+)通过氧化还原法一步合成,负载阳离子表面活性剂CTAB形成纳米混合胶束作为提取系统。应用本方法分析水中的29种有机氯,检测限达到1.5~5.0 ng/L,样品加标回收率范围在75.22%~97.15%。复重性的相对标准偏差小于9.995%,与传统的固相萃取法相比,方法的灵敏度提高了50~113倍。该方法快速、灵敏、准确,可以同时测定水中多种有机氯农残,适合于大批量样品的测定。

磁性石墨烯的制备及其性能

利用硅烷偶联剂接枝法在石墨烯表面接枝四氧化三铁磁性纳米粒子,以制备磁性石墨烯。然后通过傅里叶红外测试仪和光学显微镜测试结果,表明四氧化三铁磁性纳米粒子成功接枝到石墨烯表面。将此填料添加到环氧树脂中,制备的涂料具有良好的力学性能。

Fe3O4@锂铝硅微晶玻璃/还原氧化石墨烯复合材料的制备和吸波性能

为了改善传统磁性吸波材料的阻抗匹配和提升吸波性能,将传统的磁性材料Fe3O4、透波材料锂铝硅微晶玻璃(LAS)和还原氧化石墨烯(RGO)进行复合,采用三步法制备Fe3O4@LAS/RGO磁性吸波复合材料。通过多种测试手段对其结构、形貌和组成进行表征,并分析其电磁参数和吸波性能。研究了基体氧化石墨烯(GO)添加量对Fe3O4@LAS/RGO复合材料的形成和吸波性能的影响,随着GO含量的增加,Fe3O4@LAS纳米球的分布变得稀疏,RGO堆叠程度变大。GO的质量分数为40wt%(Fe3O4与LAS摩尔比为1∶0.2)时,Fe3O4@LAS/RGO复合材料的吸波性能最佳,反射损耗在12.4GHz处达到-65dB,且仅需要2.1mm的匹配厚度,在该厚度下小于-10dB(超过90%的电磁波被材料吸收)的反射损耗达到4GHz。LAS作为涂覆在Fe3O4纳米球表面的透波层,引入了多重透射-吸收机制。

纳米Fe_3O_4-还原氧化石墨烯复合修饰玻碳电极的制备及电化学检测多巴胺

通过电化学还原法制备纳米Fe_3O_4-还原氧化石墨烯复合修饰玻碳(Fe_3O_4-rGO/GCE)电极,用于多巴胺(DA)的检测。采用SEM、TEM和循环伏安对纳米Fe_3O_4-rGO复合材料进行表征。在pH为7.0的磷酸盐缓冲液(PBS)中,采用循环伏安法研究了DA在纳米Fe_3O_4-rGO/GC上的电化学行为。实验结果表明,较裸GC电极和rGO修饰(rGO/GC)电极,由于纳米Fe_3O_4与rGO的协同作用,纳米Fe_3O_4-rGO/GC显著增大了Fe_3O_4-rGO/GC复合材料电极电化学活性面积和氧化峰电流强度ipa。DA的浓度在6.0×10^(-8)~2.0×10^(-6) mol/L和2.0×10^(-6)~8.0×10^(-5) mol/L范围内,与氧化峰电流强度ipa呈良好的线性关系,检出限达4.0×10^(-9) mol/L(信噪比S/N=3)。抗坏血酸和尿酸共存物几乎不干扰DA的测定,选择性高。Fe_3O_4-rGO/GC修饰电极用于盐酸DA注射液中的DA含量测定,获得结果较好,回收率为97.1%~103.9%。

磁性固相萃取–液质联用测定环境水体中喹诺酮类抗生素

建立了一种联合高效液相色谱–三重四级杆质谱法检测环境水体中15种喹诺酮类抗生素的方法。该方法以Fe3O4磁性石墨烯为固相萃取吸附剂,以喹诺酮类抗生素的回收率为检测指标。对该方法中洗脱剂、萃取剂用量、萃取时间等主要参数进行优化后得到的较优试验条件为：以10%氨水甲醇为洗脱剂,磁性石墨烯用量为30 mg,萃取吸附时间为30 min。在优化条件下,15种喹诺酮类抗生素的检出限为6.5~12.8 ng/L,在10~500 ng/L范围内线性关系良好（R为0.999 1~0.999 8）。利用该方法分别对自来水样、养殖水样以及医疗废水样进行分析测定,3种实际样品的加标回收率为70.0%~90.7%,相对标准偏差均小于10%。