FeSe_(2)/RGO复合材料的制备与电磁波吸收性能分析

本文通过溶剂热反应法在还原石墨烯表面生长了Fe Se_(2),制备出性能稳定的Fe Se_(2)/RGO复合材料。利用矢量网络分析仪测试电磁参数并通过计算发现,当匹配厚度达到3mm时,在7.52GHz处出现最佳反射率为-42.78dB,证明该复合材料在C波段(4~8GHz)有良好的吸收性能。进一步说明Fe Se_(2)/RGO复合材料具备良好的电磁波吸收性能,是一种性能优异的电磁波吸收材料。

g-C_(3)N_(4)/TiO_(2)/RGO三元复合材料的制备及催化果糖脱水制5-羟甲基糠醛的研究

采用水热法制备g-C_(3)N_(4)/TiO_(2)/RGO三元复合材料,并将其应用于果糖脱水制备5-羟甲基糠醛(5-HMF)。利用SEM、TEM、XRD、FTIR、BET等检测手段对g-C_(3)N_(4)/TiO_(2)/RGO三元复合材料的形貌、晶型、基团和比表面积进行了表征,同时研究了反应温度、反应时间、催化剂用量及溶剂种类对果糖转化率、5-HMF的收率和选择性的影响,此外,还考察了催化剂的稳定性。结果表明,g-C_(3)N_(4)/TiO_(2)/RGO三元复合材料具有三维立体网状结构,比表面积达到了31.4782 m^(2)/g,对果糖脱水反应具有良好的催化活性;在果糖质量为5.0 g、二甲基亚砜用量15 mL、g-C_(3)N_(4)/TiO_(2)/RGO用量1.0 g、反应时间3 h、反应温度150℃的条件下,果糖的转化率为98.5%,5-HMF的收率为69.7%,选择性为70.8%;5次循环使用后,5-HMF的收率仍能达到58.8%,表明g-C_(3)N_(4)/TiO_(2)/RGO三元复合材料的催化稳定性良好。

MoS_(2)/RGO复合材料的电化学性能和第一性原理研究

利用MoS_(2)高的理论储锂容量和石墨烯良好的导电性能,采用一步水热法成功制备出卷曲片层状的MoS_(2)/RGO复合材料,通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线能谱(EDS)、Raman光谱等手段对其进行了结构、形貌、和成分的表征,并通过第一性原理计算了MoS_(2)和MoS_(2)/RGO模型的最稳定锂离子吸附位置、电荷密度、差分电荷密度、态密度和扩散能垒。实验结果表明,MoS_(2)/RGO复合材料在前70次充放电循环中,保持着800 mAh/g以上的高放电比容量,经过100次循环后,放电比容量为515.3 mAh/g,明显高于单一MoS_(2)(170.8 mAh/g),同时,该复合材料具有优于单一MoS_(2)的倍率性能,经过1000 mA/g的大电流密度循环后重新回到100 mA/g时,MoS_(2)/RGO复合材料仍保持在高的放电比容量(941.2 mAh/g)。第一性原理计算结果表明,在石墨烯的作用下,MoS_(2)层的Mo原子附近的电荷呈减少趋势,MoS_(2)/RGO整体态密度增强,使价带中的电子更容易跃迁到导带,同时,MoS_(2)/RGO较单一MoS_(2)低的扩散能垒(0.25 eV)使锂离子更容易扩散,这解释了在石墨烯的作用下,MoS_(2)/RGO复合材料拥有优于单一MoS_(2)的电化学性能。

基于β-CD-MOFs/rGO/Ti3C2纳米复合材料修饰的生物传感器检测吲哚乙酸的研究

为精准定量植物组织复杂基质中的吲哚乙酸(IAA),本研究采用自组装方法合成了β-环糊精-金属有机骨架材料/还原氧化石墨烯/碳化钛(β-CD-MOFs/r GO/Ti_(3)C_(2))纳米复合材料,该复合物电子传递阻力低,具有良好的电催化活性。将该纳米复合材料修饰在玻碳电极上,Fe(CN)_(6)^(3-/4-)作为探针,通过吲哚乙酸抗体特异性结合吲哚乙酸,采用差分脉冲伏安法(Differential Pluse Voltammery,DPV)测定Fe(CN)_(6)^(3-/4-)峰电流变化,从而实现对IAA的高灵敏检测。结果显示,Fe(CN)_(6)^(3-/4-)峰电流与吲哚乙酸浓度在0.01ng/m L~10ng/m L之间线性良好,检出限(S/N=3)为2.88pg/m L,回收率为88.52%~102.51%。该生物传感器具有良好的选择性和重现性,可用于水稻和拟南芥叶片等复杂基质中IAA的检测。

Cu-Cu_2 O/RGO复合材料的制备及NO_x气敏性能

采用改进Hummers方法制备氧化石墨(GO)。以还原态氧化石墨与铜和氧化亚铜复合(Cu-Cu2O/RGO)。对GO和Cu-Cu2O/RGO复合材料进行了TEM、FT-IR、XRD、SEM等表征。研究结果表明,氧化石墨为片状结构,其边缘处存在较为明显的褶皱和折叠,氧化石墨中含有大量的含氧的亲水官能团(如:羧基、羟基、羰基等)。而在Cu-Cu2O/RGO复合材料中,Cu和Cu2O粒子能够比较均匀地分布于还原态氧化石墨的层间。另外,在室温下对Cu-Cu2O/RGO复合材料的NOx气体敏感性测试结果发现,当注入NOx后,其电阻下降,反之当脱离NOx时电阻又会上升到平缓位置;而且随着NOx的浓度递减,灵敏度也随之下降,表现出较好的响应-恢复气敏特性。

NiCo_(2)O_(4)/RGO复合材料的制备及其电化学性能

采用两步水热法制备NiCo_(2)O_(4)/RGO复合材料,并对其电化学性能进行研究.研究结果表明,当电流密度为1 A/g时,NiCo_(2)O_(4)/RGO复合材料的比电容高达2332.40 F/g,约是NiCo_(2)O_(4)材料的3倍,当电流密度增加至10 A/g时,其比电容还能保持为1127.22 F/g,表现出优异的倍率性能.这归因于复合材料特殊的多孔蓬松结构,有效增加了材料的比表面积,NiCo_(2)O_(4)的比表面积为56.4880 cm^(2)/g,而NiCo_(2)O_(4)/RGO复合材料的比表面积高达188.6042 cm^(2)/g,能够提供更多的反应活性位点,同时RGO能够有效提高材料的导电性,两者之间的协同作用使得电化学性能大幅提升.

NiCo_2S_4/RGO复合材料的制备及电化学性能研究

以改进的hummers法制备氧化石墨,以硝酸钴、硝酸镍、硫代乙酰胺分别为钴源、镍源和硫源,以乙二胺为氧化石墨烯的还原剂及Ni Co_2S_4的形貌控制剂,通过水热法合成Ni Co_2S_4/RGO复合材料,用作锂离子电池负极材料,在电流密度100 m A/g下,50次循环后容量为920 m Ah/g,库伦效率高达98.5%表现了出色的循环性能。

多孔纳米立方FeSe_(2)/石墨烯复合材料的可控构建及在钠离子电池中的应用

设计具有较高比容量和循环稳定性的负极材料对于钠离子电池的发展至关重要。过渡金属硒化物因其具有较高的理论容量而成为潜在的负极材料。但是,硒化物电导率低下且在钠离子嵌入/脱出的过程中会发生较大程度的体积膨胀,导致比容量快速下降。因此,结构调控显得尤为重要。通过常规水热法在二维还原氧化石墨烯(rGO)上原位生长多孔纳米立方体FeSe_(2),制备了具有更多活性位点和结构更加稳定的FeSe_(2)/rGO复合材料。当用作钠离子电池的负极时,复合材料FeSe_(2)/rGO在0.2 A/g时比容量为694.6 mA·h/g,在2.0 A/g电流密度下,循环300圈后比容量为300 mA·h/g。

不同还原温度制备RGO/MnO_2复合材料对电容增效的影响(英文)

将氧化石墨烯GO(Graphene oxide)进行热还原得到RGO(Reduced graphene oxide),通过液相法原位合成出RGO/M n O2电极复合材料。采用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、傅里叶红外(FT-IR)、四探针法和循环伏安测试表征分析复合材料的表面形貌、微观结构、电导率和比电容。结果表明,相较于纯Mn O2和GO/Mn O2电极材料,RGO/Mn O2复合材料比电容得到提高。热还原温度为600℃时比电容最高,为321 F·g-1。这可能是GO的加入显著降低了Mn O2的团聚程度,增大了Mn O2参与赝电容反应的活性面积。热还原得到的RGO有效提高了复合材料的电导率,其残留的含氧官能团提供了一定的赝电容。

rGO/TiO_2及其三元复合材料光催化性能的研究进展

r GO/Ti O_2复合材料优异的光催化性能为其在有机染料降解,雨水消毒和催化析氢等方面的应用提供可能,通过与金属、金属化合物或高聚物复合可提升光催化效率和化学稳定性。分析反应机理,阐述现阶段研究的重点和不足,同时对未来发展和应用进行展望。

光降解苯酚用rGO/Mo@TiO_(2)纳米复合材料的制备及性能表征

利用溶胶-凝胶法,制备了TiO_(2)和Mo@TiO_(2)纳米粒子。采用液相沉积法,将TiO_(2)和Mo@TiO_(2)纳米粒子沉积到GO上面,制备了rGO/TiO_(2)和rGO/Mo@TiO_(2)纳米复合材料。利用SEM、XRD、XPS、FT-IR和拉曼光谱分别对TiO_(2)、Mo@TiO_(2)、rGO/TiO_(2)和rGO/Mo@TiO_(2)样品的形貌、晶型结构、离子状态以及材料的复合情况进行了研究;利用紫外-可见分光光度计测定了样品的UV-Vis吸收光谱。结果表明,制备的所有样品中的TiO_(2)均为锐钛矿型,且GO大部分被还原成了rGO;Mo@TiO_(2)、rGO/TiO_(2)和rGO/Mo@TiO_(2)样品的UV-Vis吸收光谱谱带向可见光区域内明显移动,纳米复合材料可见光利用率得到明显提升;Mo和rGO的引入,使样品的Ti2p和Mo3d光谱强度降低,XPS光谱均发生了红移,从而导致TiO_(2)表面化学环境发生变化,特征峰向较高的结合能处偏移;SEM分析表明,rGO和TiO_(2)之间具有良好的相互作用,在rGO表面沉积Mo@TiO_(2)颗粒后,其形貌保持不变,形成了rGO/Mo@TiO_(2)纳米复合材料;rGO/Mo@TiO_(2)纳米复合材料的光催化活性最高,3 h对p-NP的降解率为84%,而TiO_(2)、rGO/TiO_(2)和Mo@TiO_(2)3 h对p-NP的降解率分别为26%,42%和61%。

基于AuNPs/rGO复合材料的电化学生物传感器用于Cu^(2+)痕量检测的研究

采用液相化学共还原法制备AuNPs/rGO复合材料,再利用XRD和SEM对其晶型和表面形貌进行考察,通过XPS对其固定DNA前后的化学组成进行分析,采用电化学交流阻抗法对其用于Cu2+痕量检测过程中电化学性能变化进行测试.结果表明,所制备的AuNPs/rGO复合材料结晶性良好,与氧化石墨烯(GO)的表面形貌相比,AuNPs/rGO复合材料表面呈现出褶皱现象,并且表面包裹了许多金纳米颗粒.XPS分析表明DNA可成功地固定在AuNPs/rGO复合材料表面.基于AuNPs/rGO复合材料的电化学生物传感器对Cu2+的最低检测限为0.02 nmol/L,比其他检测手段更加灵敏,且具有优良的选择性和重复性.

不同方法制备的ZnMn2O4/RGO复合材料电化学性能对比分析

以乙酸锰、乙酸锌和自制氧化石墨烯为原料,分别采用溶剂热法和水热法制备了ZnMn2O4/RGO复合材料,并对其电化学性能进行对比分析.结果表明:RGO的加入,增大了ZnMn2O4/RGO复合材料的比表面积,改善了ZnMn2O4材料的电化学性能;在电流密度为2 A/g的条件下,采用溶剂热法和水热法所制ZnMn2O4/RGO复合材料的比电容分别为763.4 F/g和127.8 F/g,经500次循环实验后,这两种方法所制备的复合材料的电容保持率分别为84.9%和83.0%,综合考虑,溶剂热法所制ZnMn2O4/RGO复合材料的综合性能较好.

金属有机骨架衍生NiCo_(2)O_(4)/rGO复合材料的制备及其超级电容性能

采用溶剂热法,按照镍和钴金属盐与氧化石墨稀(GO)质量比分别为1:0.05,1:0.07,1:0.09的配比制备镍钴金属有机骨架(Ni-Co-MOF)/GO前驱体,并将其超声喷涂在加热的泡沫镍基底上制备NiCo_(2)O_(4)/rGO(还原氧化石墨烯)复合电极材料,研究了该复合材料的微观结构和电化学性能。结果表明:NiCo_(2)O_(4)/rGO复合材料由褶皱石墨烯及其表面均匀分布的NiCo_(2)O_(4)纳米颗粒构成;在2 A·g^(-1)电流密度下,盐与GO质量比为1:0.07时复合材料的比电容高达991 F·g^(-1),在20 A·g^(-1)电流密度下充放电30000次后,初始电容保持率仍高达126%。组装而成的NiCo_(2)O_(4)/rGO//AC非对称超级电容器的能量密度可达到41 W·h·kg^(-1),对应的功率密度为1604 W·kg^(-1),在20 A·g^(-1)的电流密度下经过25000次充电/放电循环后仍可实现100%以上的电容保持率,表现出超长的循环寿命。

FeS_2/RGO纳米复合材料的制备及热电池放电性能

结合FeS_2/还原氧化石墨烯(RGO)纳米复合材料的制备方法,对热电池放电性能进行分析,核心目的是在方法完善的同时,提高热电池放电的稳定性,促进产业的稳定发展,为现代FeS_2/RGO纳米复合材料的使用提供支持。

聚吡咯包覆的硒化铁复合材料电极的制备及其电化学性能

以普鲁士蓝(PB)作为前驱体,通过固相烧结法在氮气环境中制备FeSe_(2)材料,结合聚吡咯(PPy)优良的导电性能,利用原位氧化聚合法包覆聚吡咯,设计出了FeSe_(2)@PPy复合材料。在三电极体系中,以2 mol/L KOH溶液为电解液、FeSe_(2)@PPy复合材料为工作电极、Hg/HgO电极为参比电极,FeSe_(2)@PPy复合材料表现出了优良的电化学性能:在0.5 A·g^(-1)电流密度下的比电容高达1177 F·g^(-1)。同时也测量了FeSe_(2)@PPy复合材料电极的循环性能:在0.5 A·g^(-1)电流密度下,经过3000次充放电测试后比电容保持率为90.5%。电化学测试结果表明该复合材料在超级电容器应用方面具有一定的优势。

SiO_2/还原氧化石墨烯复合材料的简易制备及对罗丹明B的吸附

以正硅酸乙酯(TEOS)为硅源,氧化石墨烯(GO)为载体,在不添加任何还原剂的情况下,通过水热法简易制备Si O_2/还原氧化石墨烯(Si O_2/RGO)复合材料。采用TEM、FTIR、XRD、TG-DSC、N_2-吸附对复合材料的微观结构进行表征,分析表明:负载量为76.60%(质量分数)的Si O_2纳米颗粒均匀分散在RGO表面上,且部分以Si—O—C键进行配位;具有多级孔结构的Si O_2/RGO复合材料孔径主要分布在1~7nm,比表面积高达676m^2/g。以罗丹明B为目标污染物,考察了p H、投入量、温度和接触时间等因素对复合材料吸附性能的影响,结果表明:在p H为2、35℃时,复合材料具有最佳的吸附效果,吸附量为127.8mg/g。动力学分析表明吸附过程符合准二级动力学模型,热力学参数揭示吸附过程为自发吸热过程。

十四面体氧化铁/石墨烯纳米复合材料的制备及对CL-20热分解性能的影响

采用水热法合成出十四面体氧化铁,然后自组装制备出十四面体氧化铁/石墨烯纳米复合材料(tFe_(2)O_(3)/rGO);采用X-射线粉末衍射仪(XRD)、X-射线光电子能谱仪(XPS)、扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)等对tFe_(2)O_(3)/rGO纳米复合材料进行了表征;利用差示扫描量热法(DSC)研究了tFe_(2)O_(3)和tFe_(2)O_(3)/rGO对六硝基六氮杂异伍兹烷(CL-20)热分解行为的影响,分析了tFe_(2)O_(3)/rGO复合材料对CL-20的热分解催化效果及其对CL-20的热分解动力学和热安全性的影响。结果表明,引入石墨烯可有效降低tFe_(2)O_(3)颗粒大面积的团聚程度,并且tFe_(2)O_(3)/rGO具有更大的比表面积;石墨烯的引入降低了tFe_(2)O_(3)/CL-20热分解反应的活化能及热分解温度,但未改变其热分解机理;tFe_(2)O_(3)/rGO和tFe_(2)O_(3)使得CL-20的放热分解峰温分别提前了5.35℃和4.79℃,热稳定性降低,表明所制备的tFe_(2)O_(3)/rGO复合材料能有效催化CL-20的热分解。

功能材料rGO/TiO2复合光催化剂的合成与研究

本文设计采用碱性一步水热法低温下控制合成了不同石墨烯含量的rGO/TiO2复合材料(石墨烯质量分数为0%,1%,5%,10%,15%)。通过XRD,SEM,Raman,Nitrogen adsorption-desorption等表征手段和光催化降解亚甲基蓝溶液(MB)测试,研究了石墨烯及其含量对TiO2结构、形貌以及光催化活性的影响。结果表明:(1)强碱水热反应中GO被还原为薄片状石墨烯,用于修饰TiO2不改变其晶相结构;适量的石墨烯掺杂使复合物的粒径减小,比表面积增大,电子扩散、迁移阻抗减小。(2)适量的石墨烯不仅可增强污染物与光催化剂的有效接触,还可作为电子受体促进TiO2电子-空穴的分离,使TiO2的光催化活性提高。(3)但过量的石墨烯不光会覆盖TiO2的部分活性位点,还易于参与形成团聚产物,不利于TiO2光催化活性的提高。因此,当石墨烯含量为5%时,rGO/TiO2对MB的光催化活性提高到86.3%,光催化性能最佳。这为碳材料改性TiO2光催化剂的绿色开发提供了一种可靠途径。

石墨相碳化氮复合材料的制备及其可见光光催化性能的研究

目的提高半导体石墨相氮化碳(g-C_3N_4)的光催化性能。方法通过Hummers法和半封闭一步热裂解法制备了氧化石墨烯(GO)和g-C_3N_4,再分别利用溶剂热法、热缩聚法和浸渍化学还原法制得相应的TiO_2/g-C_3N_4、ZnO/g-C_3N_4、RGO/g-C_3N_4复合材料。采用X-射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线光电子能谱(XPS)、紫外-可见漫反射吸收光谱(UV-Vis DRS)和傅里叶变换红外光谱(FT-IR)等手段对复合材料进行表征,并以降解罗丹明B(Rh B)来评价其在可见光下的光催化性能。结果以尿素与三聚氰胺的混合物为原料通过热裂解法制备的g-C_3N_4,比使用纯尿素制备的g-C_3N_4具有更优的催化效果。TiO_2、ZnO、RGO的引入提高了g-C_3N_4的光催化活性,Rh B的降解率分别为95.6%、95.0%、78.1%。RGO质量分数为2.0%时,RGO/g-C_3N_4复合材料的催化效率最高。结论通过g-C_3N_4特殊的能带调控优势与TiO_2、ZnO、RGO的协同作用,提高了复合材料在可见光区的吸收强度和电子传导能力,进而提高了在可见光下的光催化性能。