Ni-Ce/N-rGO催化剂的表征及其催化苯酚加氢制备环己酮的性能

以鳞片石墨、尿素为原料,采用水热法制备了氮掺杂还原氧化石墨烯(N-rGO)载体,然后采用浸渍法制备了不同碱性组分改性的Ni/N-rGO催化剂,将其用于苯酚选择性加氢制备环己酮的反应。并通过N_(2)吸附-脱附、XRD、FT-IR、SEM和EDS等手段对Ni/N-rGO催化剂进行表征。结果表明:与添加Cu、Fe、Na组分相比,添加组分Ce后Ni/N-rGO催化剂的比表面积和孔径均显著增大,可有效促进金属Ni在载体表面均匀分散,提高催化剂的活性;组分Ce的添加减弱了石墨烯表面含氧官能团的酸性质,有利于提高环己酮的选择性;在反应温度150℃、反应压力0.4 MPa、反应时间2.0 h、催化剂用量0.2 g的条件下,Ce/Ni摩尔比0.2时制备的Ni-Ce/N-rGO催化剂作用下,苯酚转化率为95.2%,环己酮选择性为72.6%。

Ni/N-rGO催化剂的表征及加氢性能研究

以325目鳞片石墨为原料,采用改进Hummers法合成氧化石墨(GO),再以尿素为氮源,通过水热法制备了氮掺杂还原氧化石墨烯(N-rGO)载体,然后通过浸渍法制备出负载型Ni/N-rGO催化剂。通过N2吸附-脱附、XRD、SEM、H_(2)-TPR等测试方法对所制备的催化剂进行表征分析。以苯酚选择性加氢制备环己酮为反应体系,在反应温度150℃、压力0.4 MPa、时间2.0 h的条件下,对比了N-rGO、还原氧化石墨烯(rGO)、活性炭(AC)等载体负载Ni催化剂的加氢性能。结果表明,N-rGO载体不但具有较大的比表面积和适宜的孔结构,而且N-rGO和金属镍之间有较好的协同作用,Ni/NrGO催化剂展现出优异的催化活性和选择性。

氮掺杂石墨烯负载锰酸钴纳米颗粒(CoMn_(2)O_(4)/N-rGO)复合材料的制备及其氧还原催化性能的研究

采用两步水热法制备了氮掺杂石墨烯负载的尖晶石型锰酸钴纳米颗粒(CMO/N-rGO)复合材料。利用X射线衍射光谱(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、拉曼光谱(Raman)和X射线光电子能谱(XPS)对催化剂材料进行物性表征,并在旋转圆盘电极装置上采用循环伏安、线性扫描伏安和阻抗测试对催化剂材料的电化学性质进行研究。该材料在碱性介质中表现出优异的氧还原催化活性和稳定性,并按照四电子反应路径进行催化反应。与氮掺杂石墨烯和锰酸钴纳米颗粒相比,CMO/N-rGO具有更正的起始电位、半波电位和更大的极限扩散电流,表现出有更高的催化活性,这可归因于氮掺杂石墨烯良好的导电性能、高的比表面积,氮元素的掺杂作用以及锰酸钴与氮掺杂石墨烯之间的协同作用。

基于纳米复合材料修饰的玻碳电极检测血清中糖类抗原125

构建基于氮掺杂还原氧化石墨烯@羧基化多壁碳纳米管(N-rGO@CMWCNT)和壳聚糖@金纳米颗粒(CS@AuNP)修饰的电化学免疫传感器检测血清中糖类抗原125(CA125)。将N-rGO@CMWCNT和CS@AuNP依次修饰在玻碳电极表面,二者可通过化学作用稳定结合;再将CA125抗体孵育在电极表面,抗体与AuNP形成金硫键(Au—S),可用于检测CA125抗原,采用差分脉冲伏安法(DPV)检测不同浓度CA125所对应的电信号。扫描电子显微镜(SEM)图显示N-rGO@CMWCNT和CS@AuNP的成功合成,Raman光谱表明氮元素成功掺杂于碳纳米复合材料,线性循环伏安法(CV)曲线显示免疫传感器的成功构建。在最优实验条件下,该传感器对CA125检测线性范围为1 mU/mL~100 U/mL,检出限低至0.4 mU/mL,样品的加标回收率在94.5%~107.7%之间,同时其可在10天内保持稳定。该方法精密性好、准确度高、抗干扰能力强,可应用于肺癌患者血清中CA125的检测。

N-CQDs修饰介孔TiO2/RGO异构体的构建及光催化性能研究

以柠檬酸三铵为前驱体,构建了系列N-CQDs(N掺杂碳量子点)修饰介孔TiO2/RGO(还原氧化石墨烯)异构体,并通过XRD、TEM、BET、BJH、XPS、PL、UV-Vis等测试手段系统表征其样品的微观结构以及谱学性能,通过使用模拟太阳光为光源测试其光催化性能。实验可知,所构建系列样品均为锐钛矿相TiO2晶体结构,且显著形成了H2型介孔结构,均属于langmuir Ⅳ型孔径结构;柠檬酸三铵的引入以及RGO的异构化逐步地增加介孔TiO2光催化体系比表面积,体系比表面积最高可达331.6 m^2/g;N-CQDs的修饰以及RGO的异构化,使介孔TiO2光催化体系光生电子效率逐步地提升,同时体系光谱响应范围逐步地拓宽;所构建介孔TiO2异构体均具有较强的可见光光催化性能,其中样品N-CQDs-MT/RGO-1.8的光催化活性最强,在模拟太阳光照射下,对甲基橙的降解率在10 min内可达到90%左右,1 h的降解率可达到99%。

NiCo2S4/N,S-rGO纳米复合材料的制备和电化学储钠性能

NiCo2S4是一种极具发展前景的钠离子电池(SIBs)负极材料。采用简单的一步法(混合和热处理)原位合成了锚定在N、S共掺杂还原氧化石墨烯上的纳米颗粒自组装的NiCo2S4亚微米球(NiCo2S4/N,S-rGO)。XPS表明了NiCo2S4与N,S-rGO之间存在电子转移,证实了NiCo2S4与N,S-rGO之间强的协同作用。纳米粒子自组装的NiCo2S4亚微米球有效地促进了离子的扩散,N,S-rGO优异的电学和力学性能不仅提高了电极的导电性,而且有效地缓冲了充/放电过程中NiCo2S4/N,S-rGO的体积变化。NiCo2S4/N,S-rGO作为SIBs的负极材料呈现出高可逆容量,优越的倍率性能和长期稳定性(在电流密度为0.5 A/g时循环130次后仍保持了396.7 mA·h/g的高比容量。即使在电流密度为2 A/g时,经过1000次循环后比容量仍保持在283.3 mA·h/g)。研究结果为高效负极材料的设计和合成提供了新的思路。

氮掺杂石墨烯/黑磷量子点纳米复合材料的低温光催化法制备及其储锂性能

纳米黑磷/石墨烯复合材料在锂离子电池领域具有很好的应用前景,但以纳米黑磷为原料制备纳米黑磷/石墨烯复合材料的过程中往往伴随纳米黑磷的氧化,一定程度上影响了制得的纳米黑磷/石墨烯复合材料性能。本研究以纳米黑磷为磷源,价廉易得的氧化石墨烯为碳源,在氨气气氛下,采用低温光催化法制得了氮掺杂石墨烯/黑磷量子点(N-rGO/BPQDs)复合材料,FTIR、Raman、XPS、SEM等表征结果表明采用上述方法制备的纳米黑磷基材料中纳米黑磷的氧化程度低。恒流充放电测试结果表明N-rGO/BPQDs复合材料在0.1A/g电流密度下的初始可逆比容量为620mA·h/g,循环100次后仍保持450mA·h/g的可逆比容量,高于石墨负极材料的理论比容量(372mA·h/g)。