牛血清白蛋白及金属石墨烯复合材料与高藜芦胺对映体的选择性作用研究

利用还原氧化石墨烯、纳米铂和牛血清白蛋白复合材料(BSA/Pt NPs/rGO)修饰玻碳电极,构建手性传感界面,并采用差分脉冲伏安法(DPV)研究该传感界面与手性药物合成前体高藜芦胺对映体(1-(4-甲氧基苯基)乙胺,MPEA)的相互作用。实验发现,在相同条件下,当MPEA对映体浓度小于2.25×10^(-3)mol/L时,RMPEA在传感界面的电流响应信号明显大于S-MPEA;当MPEA对映体浓度大于2.25×10^(-3) mol/L时,SMPEA的电流响应信号更强,即该传感界面可与MPEA对映体发生选择性作用。且在1.00×10^(-4) mol/L至4.00×10^(-3)mol/L浓度范围内,R-MPEA和S-MPEA的峰电流与其浓度呈线性响应。该传感器制备简单、响应快速、检测灵敏,在MPEA的选择性作用方面具有较大发展潜力。

石墨烯金属纳米复合材料的制备及在电化学生物传感器的应用

金属纳米粒子具有着独特的光学、化学和磁学特征,在当前环境下相关材料的应用比较广泛。而石墨烯本身具有着比较大的比表面积、较强的导电和导热性等,是金属纳米粒子比较理想的载体,通过制备金属纳米粒子于石墨烯的复合材料,将能够显著地改善金属纳米粒子的团聚问题,从而促进两种材料的相互协同,取得更加良好的应用效果。本文针对当前石墨烯金属纳米复合材料的制备方法和其在电化学生物传感器中的应用进行了探讨,报道如下。

微波法制备石墨烯及其金属复合材料

采用改进的Hummers法制备氧化石墨(GO),通过微波辐射法(MWI),以绿色、无毒的聚乙二醇(PEG)为还原剂和稳定剂,原位制备石墨烯(RGO)及其金属纳米复合材料,实现了GO的控制还原及金属纳米粒子的均匀附着.利用紫外吸收光谱(UV-Vis)、傅里叶红外光谱(FT-IR)、透射电子显微镜(TEM)对所得材料进行分析表征,并通过循环伏安法(CV)对材料的电化学性能进行研究.结果表明:制得的RGO材料呈电子透明状,金属纳米粒子均匀分散在RGO片层上;而且复合材料对铁氰化钾的电催化活性很高,可以用于电化学传感器等电化学领域.

锂-氧电池用石墨烯/层状双金属氢氧化物纳米复合材料的制备及性能研究

为有效提升锂氧电池的电化学性能,以钴铝复合金属氢氧化物(Co Al-LDH)作为催化剂,研究其对锂空气电池性能的影响.采用工艺简单、成本低廉的共沉淀法将其与石墨烯复合后,制备出r GO/Co Al-LDH纳米复合材料,并将其应用于锂氧电池.采用X射线衍射、拉曼光谱、同步热分析和扫描电镜对材料结构进行表征,利用恒流充放电测试、交流阻抗测试(EIS)和线性伏安扫描(LSV)对电池电化学性能进行表征.研究结果表明:制备得到的纳米复合材料可明显提升氧还原反应(ORR)的催化活性,首次放电容量达到2 662 m A·h·g^(-1),与单纯石墨烯相比提高了51.5%,同时充电电位降低了430 m V.循环过程中电池库伦效率较高,电池循环性能得到显著改善.

石墨烯复合材料研究进展

石墨烯自2004年被发现以来,以其优异的力学、光学、电学、热学性能和独特的二维结构成为材料领域的研究热点。石墨烯复合材料是石墨烯应用领域中重要的研究方向。本文主要介绍了石墨烯聚合物复合材料、石墨烯陶瓷复合材料、石墨烯水泥复合材料和石墨烯金属复合材料的研究进展。

石墨烯及石墨烯/金属层状复合材料辐照损伤研究进展（英文）

随着航天器、核动力船舶、核聚变发电等工业的不断发展,不仅要求材料拥有优异的性能,还要求材料在极端条件下(辐照、高温等)仍能正常工作。那么如何保证材料在长时间辐照条件下的使用寿命?设计和制备抗辐照性能优异的金属复合材料已成为国防领域和核聚变发电的热点问题,此外,金属及其复合材料在辐照条件下的结构演化、性能变化及内在机理也是设计、制备抗辐照材料的关键所在。石墨烯具有优异的抗辐照能力,将石墨烯加入金属中又将会产生什么新变化呢?本文综述了离子辐照技术在石墨烯/金属复合材料及石墨烯的裁剪、修饰改性、结构设计及产业功能化等方面的研究进展。进一步理解石墨烯/金属复合材料辐照后的变化机理,为石墨烯/金属复合材料在核工业的应用提供理论依据。

激光增材技术制备金属基石墨烯复合材料研究进展

增材制造技术(3D打印)是先进制造技术的重要发展方向,已经应用到国防、海洋、航空航天等重要领域中。自2004年Geim等剥离出单层石墨烯后,石墨烯等二维晶体材料逐渐成为了研究热点。其表现出的优良力学性能及导电导热性使其更加适用于增强相材料。石墨烯与金属合金复合,通过调整石墨烯增强相的含量和分布,有望大幅提高金属基体的力学强度、导电导热等性能,获得性能优异的结构功能一体化材料。增材制造技术和石墨烯纳米片高比表面积和各向异性的优点相结合,对石墨烯与金属粉末进一步的加工混合,再逐层打印构造3D结构,已成为一个全新的研究方向,正在引领着第4代工业革命的进展。本文以激光3D打印技术为主体,从3个角度综述激光3D打印技术制备金属基石墨烯复合材料的研究进展,即激光3D打印技术制备石墨烯铝、镍及其他金属基复合材料,对比了这些材料的性能,并分析了今后可能的发展方向。

银-铜/还原氧化石墨烯修饰的玻碳电极测定当归中的阿魏酸

目的探讨阿魏酸在银-铜双金属/还原氧化石墨烯复合材料修饰的玻碳电极上的电化学行为。方法通过置换反应合成银-铜双金属纳米颗粒,以还原氧化石墨烯为载体负载银-铜双金属纳米颗粒并修饰在玻碳电极上,应用差分脉冲伏安法研究当归中阿魏酸的电化学行为。结果阿魏酸在pH 5.96的B-R缓冲溶液中,在银-铜双金属/还原氧化石墨烯修饰的玻碳电极上于0.30 V时产生1个稳定的还原峰,峰电流与阿魏酸浓度在0.103～8.24μmol/L范围内呈良好的线性关系,检测限为0.033μmol/L(S/N=3)。结论阿魏酸在银-铜双金属/还原氧化石墨烯复合材料修饰的玻碳电极上有较好的电化学行为,响应快,灵敏度高,峰形好,可用于测定当归中的阿魏酸。

一种新型的纳米金属诱导吸收引力波技术研究

引力波使人们能够了解以往无法认知的信息,自从LIGO探测到引力波,引力波便成了一个热门的研究课题。现有的引力波探测技术都是基于迈克逊干涉原理,探测器形体庞大,耗资巨大。文章以纳米金属的诱导吸收为探测引力波的机理,设计出石墨烯、纳米银颗粒和二氧化硅颗粒复合型探测膜材料,并以此作为正十二面体的面材料,构建出正十二面体引力波探测器。该探测器可以根据诱导吸收谱的频率和各个面归一化诱导吸收产生的电流密度变化判定引力波的基本情况。该探测器有望开启引力波探测新的热潮。