BiVO_4/rGO的水热控制合成及其光催化性能研究

以氧化石墨烯(GO)为模板,以乙二胺四乙酸(EDTA)为络合剂,采用水热控制合成方法制备了矾酸铋/还原氧化石墨烯(BiVO_4/rGO)复合光催化剂。利用XRD、FT-IR、SEM、TEM、UV-Vis和BET对BiVO_4/rGO复合光催化剂进行了表征与分析。结果表明,GO较大的比表面积有利于单斜相多面体结构的BiVO_4晶体在其表面的分散,BiVO_4颗粒尺寸约在80~100nm;BiVO_4/rGO的禁带宽度为2.21eV,低于BiVO_4的2.32eV,更利于电子和空穴的产生;BiVO_4的平均孔径为3.54nm,比表面积为12.17m2/g,而BiVO_4/rGO的平均孔径为4.32nm,比表面积为16.04m2/g;BiVO_4/rGO复合光催化剂对亚甲基蓝(MB)的降解在100min达到稳定,降解率为88.49%,而相同条件下的纯BiVO_4对MB的降解率为65.56%,BiVO_4/rGO复合光催化剂的活性更高的原因是rGO为电子受体为光生电子和空穴提供了转移通道,可以抑制电子和空穴的复合。

GO-a-CPAM纳米材料的合成及絮凝、脱油性能

采用混合酸法和Hummers法分别制备氧化石墨烯(GO-1和GO-2),以丙酮-乙二醇为引发剂,二甲基二烯丙基氯化铵(DMDAAC)和丙烯酰胺(AM)为单体,紫外激发引发单体制备阳离子聚丙烯酰胺(CPAM),再通过水热法合成氧化石墨烯-阳离子聚丙烯酰胺纳米材料(GO-a-CPAM),并采用FT-IR、TGA、XPS、SEM等手段进行表征。将GO-a-CPAM用于絮凝污油泥,考察GO-a制备方法、GO-a质量对其絮凝性能的影响,同时研究了投加量、温度、pH值对GO-1-CPAM絮凝性能和对含油废水的除油效果。结果表明,GO-1的含氧官能团比GO-2多,且GO-1很好地分散在CPAM表面;GO-1质量为2.5g,CPAM质量为3g,合成的GO-1-CPAM,当其投加量为0.2g,反应温度30℃,pH=7时,絮凝效果较好,透光率达92.1%,絮凝时间达8.11min,且具有良好的循环使用性;当GO-1-CPAM投加量为1.5g,反应温度40℃,pH=6时,对含油废水的除油率达93.8%,比单纯CPAM的除油效果好。

负极材料NiO/rGO/PPy的制备及储锂性能

以水热法制备NiO/还原氧化石墨烯（NiO/rGO）前驱体,在Ar气氛下,300℃烧结成NiO纳米线/rGO二元复合物,然后以此二元复合物为模板,通过化学氧化法聚合吡咯（Py）单体,制备出NiO纳米线/还原氧化石墨烯/聚吡咯（NiO/rGO/PPy,简称PNG）三元复合材料。利用X射线衍射（XRD）、透射电镜（TEM）、红外光谱（FT-IR）、拉曼光谱（Raman）以及X射线光电子能谱（XPS）对其进行表征。结果表明,NiO纳米线的平均直径为5~10nm,平均长度为100~200nm,均匀的分布在还原氧化石墨烯表面,聚吡咯在还原氧化石墨烯表面也具有较高分散性,与NiO和rGO形成部分三明治结构。利用恒流充放电对PNG复合物进行电化学性能研究,展现出良好的电化学性能。当倍率为0.2C时,首次放电比容量达到1 080.6mA·h/g,首次可逆比容量达到830mA·h/g,40次循环后容量499.6mA·h/g。

Ag/AgBr-TiO_2/GO复合光催化剂的制备及性能研究

采用逐次插层氧化石墨烯(GO)的方法成功制备了Ag/AgBr-TiO_2/GO复合光催化剂,利用XRD、TEM、SEM对复合光催化剂进行了表征。以氙灯模拟太阳光,甲基橙为目标污染物,考察Ag/AgBr-TiO_2/GO光催化降解甲基橙的效果。研究结果显示TiO_2及Ag/AgBr纳米粒子较好地负载在GO表面上。在甲基橙为20 mg/L,催化剂为0.05 g的条件下,光源照射20 min后甲基橙的降解率即达到92%以上。

电纺GO/纤维素纳米复合膜的性能研究及分析

采用石墨烯(GO)含量分别为0%、1%、3%、5%、7%的GO/纤维素溶液纺制GO/纤维素复合纳米膜,探讨电纺GO/纤维素复合纳米膜的制备工艺及性能。对GO/纤维素纳米膜进行XRD、抗紫外、发热、电学等结构表征和性能测试,测试结果表明:GO的加入可明显改善纤维的导热性能和抗紫外性能,并且随着GO含量的增加,电纺GO/纤维素纳米复合膜的导热性能和抗紫外性能不断增加;但是也会给膜带来一些缺陷,如抗静电性能下降以及膜的强力降低。总体来说,GO/纤维素复合材料提高了普通纤维素膜的价值,使其具有了更广阔的应用前景。

利用靶标非固定化的氧化石墨烯GO-SELEX法筛选手性对映体L-肉碱适配体

采用非固定靶标的GO-SELEX法筛选L-肉碱特异性结合的适配体。利用核酸外切酶法制备单链文库,最终经过13轮筛选获得了高富集度的适配体文库。以共振瑞利散射技术监测适配体筛选过程,获得亲和力最高的适配体文库进行高通量测序。再通过分析比对高重复度序列的自由能值、二级结构预测模型等参数确定了10条候选序列。最后鉴定筛选得到一条特异结合L-肉碱的最佳适配体,命名为CA04。为后续建立检测肉碱手性对映体的新方法奠定基础。

边缘氧化/氧化石墨烯的制备及其在硅酸盐水泥中的应用

传统的氧化石墨烯(GO)制备方法存在高污染、高成本问题。该文采用球磨法制备了一种边缘氧化GO(EGO),并掺入水泥制成了EGO水泥复合材料。采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)等对样品进行了测试和表征。结果表明,该研究制备的EGO具有少于10层的多层结构,EGO的边缘含有活化的官能团,也保留了一定的晶格结构。水化热分析和力学分析表明,EGO的最佳掺量为0.1%,0.1%EGO水泥复合材料28d的抗折和抗压强度分别为8.87MPa和62.0MPa,相较空白样分别提高了33.79%和43.52%。微观分析表明,0.1%的EGO有利于促进水泥孔隙溶液中的晶体生长,降低了复合材料的微观孔隙率,使结构更紧密。

石墨烯类材料的应用及研究进展

石墨烯是碳原子以sp2杂化形成的单原子层厚度的具有二维空间结构的晶体,具有优异的力学性能、导电性能以及超大的比表面积,且耐高温和耐酸碱腐蚀,被认为是非常有潜力的新型碳材料。本文从石墨烯的特殊结构和性能出发,结合近几年国内外的研究发展现状,综述了石墨烯在生物材料、薄膜材料、催化材料、储能材料等领域的应用。对石墨烯类材料在实际应用中存在的一些问题进行了简单的分析,并对未来石墨烯在电子器件、复合材料等方面的发展进行了展望。

石墨烯复合纤维与纺织品的功能

阐述了石墨烯纤维素复合纤维的功能性研究,包括力学性能、防紫外线性能、抗静电性能及阻燃性能等。研究了石墨烯对锦纶纤维的改性以及石墨烯功能性纺织品,包括石墨烯复合紫外防护织物、聚苯胺氧化石墨烯功能织物以及聚乙烯醇/石墨烯复合织物。最后,对功能石墨烯复合纤维与纺织品的应用及发展进行了展望。

氧化石墨烯/羟基磷灰石涂层对镁合金耐腐蚀性的影响

采用仿生法在改性模拟体液中于镁合金表面制备了羟基磷灰石(HA)涂层和氧化石墨烯/羟基磷灰石(GO/HA)复合涂层。利用扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射(XRD)对两种涂层进行了形貌和结构表征,通过析氢量测量、极化曲线和交流阻抗等方法分别研究了裸镁合金、含HA涂层及GO/HA涂层镁合金在pH为7.4的模拟体液(SBF)和3.5%NaCl溶液中的腐蚀行为。结果表明,氧化石墨烯增加了羟基磷灰石涂层的致密性,含GO/HA复合涂层的AZ91镁合金耐腐蚀性能最好,相对于裸镁合金,其腐蚀电流密度降低了一个数量级,析氢量降低了52%。

氧化石墨烯对抗生素-重金属污染吸附效应及机理的研究

氧化石墨烯材料具有吸附能力强、耐酸碱等优点,能高效去除水体中各类污染,但针对抗生素-重金属污染类型报道较少。采用了一种改良Hummers法制备GO,采用SEM、TEM、FTIR、XRD和BET等方法进行表征,结果表明制备的GO比表面积较大,表面富含各类含氧官能团。研究了GO对水体复合污染的去除效果,结果表明去除效果较好,单独吸附时,对盐酸四环素的吸附显著强于Cr(VI)。共吸附时,两者之间存在相互抑制效应,且TC对Cr(VI)的吸附抑制要强于Cr(VI)对TC的吸附抑制,分析了其吸附机理,GO对TC吸附的主要作用π-π共轭作用,而GO对Cr(VI)吸附机理主要是络合吸附,且GO对TC的共轭吸附作用强于对Cr(VI)的络合吸附。

聚乳酸/氧化石墨烯复合材料的制备及其性能研究

采用改进的Hummers法制备了氧化石墨烯(GO),通过溶液共混法制得聚乳酸(PLA)/GO复合材料。对有关产物的形貌、结构和性能进行了表征和测试。结果表明:GO的引入未破坏PLA的结构,并对PLA的力学性能、热稳定性、亲水性起到明显的改善作用。当GO质量分数为1.0%时,复合材料拉伸强度达60.2MPa,断裂伸长率达到11.5%,分别比PLA提高了45.8%和71.6%,当GO质量分数为1.5%时,复合材料的热分解温度(5%质量分解率)达到351.2℃,比PLA提高了25.1℃,接触角为60.88°,比PLA降低了24.84%。

氧化石墨烯还原方法的研究进展

石墨烯的制备对于石墨烯的理论研究和应用研究起着重要的作用,化学氧化还原法是制备石墨烯最为重要的方法之一。综述了近年来氧化石墨烯的还原剂还原法、高温热处理还原法、电化学还原法、溶剂热还原法、催化还原法、微波还原法等多种还原方法,分析了目前各种常用还原方法的优缺点,并进一步提出氧化石墨烯还原方法未来的几个研究方向:还原前后原子结构变化及还原机理研究;新型还原方法或多种还原方法联用的研究;还原氧化石墨烯和制备复合物同时进行的研究。

氧化石墨烯/聚苯胺材料的制备及其超电容性能研究

通过乳液聚合制备具有类似金属导电性和超电容功能的氧化石墨烯/聚苯胺(GO-PANI)复合材料,聚合在组成为水,乙醇,二甲苯和十二烷基苯磺酸(DBSA)的乳液中进行。采用红外光谱对材料进行了表征,采用循环伏安法、交流阻抗和恒电流充放电进行了材料电化学性能的测试。结果表明氧化石墨烯/聚苯胺呈现高的超电容性能。在0.5 A/g电流密度下,摩尔比为3∶7材料的比电容高达444 F/g,远远超过了氧化石墨烯的比电容(134 F/g)。在50 mV/s下循环1000次,GO-PANI(3/7)仍呈现出高的比电容,达到412 F/g,仅减少7.2%。相对于纯聚苯胺比电容下降41.7%,复合材料GO-PANI具有优良的稳定性,显著提高复合材料容量保持率和循环寿命。

噻二唑和石墨烯导电共聚物修饰电极测定呋喃西林

以5-氨基-2-巯基-1,3,4-噻二唑和氧化石墨烯为原料,采用电化学共聚的方法制备了噻二唑/石墨烯导电聚合物修饰电极。利用该电极对呋喃西林的选择性响应,实现了对药物和消毒剂中呋喃西林的电化学分析。在优化的实验条件下,导电共聚物修饰电极的差分脉冲电流与0.02～2.00μg·mL-1范围内的呋喃西林浓度呈线性关系,线性相关系数为0.997 9,检出限为0.01μg·mL-1。对实际样品测定的相对标准偏差小于5.56(n=5),加标回收率为95.2%～103.0%。

氧化石墨烯改性磁性微粒及其纸张性能研究

磁性纸是一种具有信息存储量大、隐蔽性强、抗菌杀菌等功能特性的纸张,已被广泛应用于磁性防伪、磁疗器械、农业保鲜等领域.先通过氧化石墨烯对无机磁性微粒进行表面改性,再利用细胞填充法将其与阔叶木浆抄造制备磁性纸张.通过超导量子干涉仪(SQUID)、傅里叶红外光谱仪(FT-IR)、扫描电子显微镜(SEM)等对样品的磁性能、力学性能及显微结构进行表征.结果表明:当氧化石墨烯溶液的浓度为1.5mg/mL时,所抄造的纸张抗张指数、撕裂指数有明显的提高,此时纸张的白度为67.7%.分析表明,氧化石墨烯通过与磁性微粒表面的偶联剂以及植物纤维表面羟基形成氢键,增强了相互间的结合力和纸张的力学性能.

石墨烯及氧化石墨烯在荧光测定方法的研究进展

石墨烯作为一种新型的纳米材料,具有比表面积大、化学稳定性好、光学、电学性能良好等一些独特的物理和化学性质,在诸多领域被广泛应用。主要介绍了石墨烯及氧化石墨烯在金属离子、药物、环境污染物等化合物荧光测定方法的研究开发,同时展望了其在测定领域的应用前景。

聚硫堇/石墨烯光电化学过氧化氢酶仿生电极对过氧化氢的快速响应

将硫堇电聚合在氧化石墨烯修饰的ITO电极上,制备了石墨烯/聚硫堇光电极。该光电极作为光敏界面和电子受体,可模拟过氧化氢酶的功能,对电子供体过氧化氢催化氧化的表观米氏常数达到0.143mmol·L^(-1)。该光电极中的氧化石墨烯减小了聚硫堇激发态与ITO电极之间的带隙,提高了光电极的光电转化效率,对过氧化氢具有快速的光电化学响应。由该光电极组成的光致电化学测量系统,光电转化效率快,在5.00×10^(-7)~1.00×10^(-4) mmol·L^(-1)的浓度范围内,可对过氧化氢实现高灵敏度的流控分析。

石墨烯、氧化石墨烯改性羟基磷灰石制备及研究进展

羟基磷灰石是一种具有优秀的生物相容性以及骨传导性的材料,但因其较差的力学性能,该材料在临床上的应用受到了较大限制。石墨烯、氧化石墨烯作为新兴的材料,因为独特的层状结构而有着不错的力学性能,因此利用石墨烯、氧化石墨烯对羟基磷灰石进行改性从而提升羟基磷灰石的性能是近期研究的热点。这篇综述简要介绍了近年来关于以石墨烯及氧化石墨烯作为支撑材料对羟基磷灰石进行改性的合成方法及所得产物的性能变化,对其主要研究进展,包括制备、性能和特点进行了探究。

氧化石墨烯/聚苯胺复合电极超级电容的研究

通过化学法以氧化石墨烯(GO)溶液及纯苯胺(ANI)为原料,按照质量比(mGO︰mANI)分别为1︰1和1︰10合成了不同的氧化石墨烯/聚苯胺(GO/PANI)复合电极材料和纯PANI电极材料。采用循环伏安、交流阻抗以及四探针测电阻等方法对电极的电化学性能及电性能进行测试,通过傅里叶红外变换光谱仪(FT-IR)、双光束紫外可见光谱仪(UV-vis)和扫描电镜(SEM)分析其化学结构和微观形貌。结果表明当质量比为1∶10时,所制备的复合材料性能的比电容最高,并分析总结出质量比与复合材料形貌和性能间的关系,为制备超高性能的超级电容器的研究提供了方向。