碳基材料在电化学传感中的研究进展

电化学传感器具有简单、分析时间短、成本低、灵敏度高等优点,在环境分析和药物分析中越来越受重视.各种纳米材料和信号放大策略已被制备并用于电化学传感器的构建材料,如金纳米颗粒、双金属纳米颗粒、功能化石墨烯、碳纳米管、石墨烯量子点和金属有机框架.碳基材料具有优异的性能,包括丰富的孔结构、高比表面积、可调的表面功能性、良好的、导电性、易于化学功能化,在电化学传感领域显示出广阔的应用前景.该文具体阐述了碳基材料的性质、结构和合成,讨论了碳基及复合材料在电化学传感中的应用,有效的提高了灵敏度,最后对碳基材料面临的挑战和未来发展进行了展望.

MXenes量子点的制备及其生物应用

MXenes量子点(QDs)具有优异的金属导电性、亲水性、生物相容性和荧光特性,如今已经可以通过多种不同的合成技术制备出品质较好且性能优异的MXenes QDs,如V_(2)C QDs、TiCN QDs等.该文以独特的视角全面介绍了MXenes QDs的研究进展,首先介绍了水热/溶剂热法、超声法、球磨法、微爆法、熔融盐合成法以及热解法等合成技术,然后介绍了MXenes QDs在免疫调节、肿瘤治疗、生物传感和生物成像等方面的应用,并针对MXenes QDs目前在合成方法和潜在毒性等方面面临的挑战提出了展望,这将为后续MXenes QDs在新兴领域的大规模高效应用提供强有力的科学指导.

MXenes基光催化剂制备的研究进展

二维材料因其载流子迁移和热量扩散都被限制在二维平面内,使得这种材料展现出许多奇特的性质而受到广泛关注.二维过渡金属碳化物、氮化物或碳氮化物(MXenes)是一种新型的二维层状结构材料,具有高电子传导率、较大的比表面积、较好的机械性能以及独特的层状结构,已被广泛应用于储能、催化、环境等领域.该文主要阐述了MXenes基光催化剂的不同制备策略并总结了不同制备过程中的优缺点.最后,对MXenes基光催化剂及其复合材料在新兴领域的未来发展和研究方向提出了独特的见解和展望.

超薄g-C_(3)N_(4)吸附性能的研究

吸附法具有操作简便、高效、吸附剂可再生等优点,被普遍认为是去除工业染料的最有效方法之一.以三聚氰胺为前驱体,采用热聚合法,制备了块体g-C_(3)N_(4),并使用热剥离法对其进行剥离,得到一次剥离g-C_(3)N_(4)和二次剥离g-C_(3)N_(4)产物.通过TEM、AFM、XRD、DRS、BET对其形貌、组成和结构进行了表征,同时探索了温度、pH、起始浓度、吸附时间对超薄g-C_(3)N_(4)的吸附性能的影响.结果表明:50 mg块体g-C_(3)N_(4)、一次剥离g-C_(3)N_(4)、二次剥离g-C_(3)N_(4)在1 h内对90 mg·L^(-1)有机染料罗丹明B(RhB)和100 mg·L^(-1)刚果红(CR)的最大吸附量分别为:7.270 mg·g^(-1)、5.207 mg·g^(-1);20.463 mg·g^(-1),20.909 mg·g^(-1);36.094 mg·g^(-1),50.375 mg·g^(-1).特别是在一次剥离g-C_(3)N_(4)的吸附体系中,证实了RhB和CR的吸附Freundlich等温线方程分别为ln q_(e)=-0.93+0.87ln c_(e)(R^(2)=0.90)、ln q_(e)=-0.09+0.73ln c_(e)(R^(2)=0.97);并且RhB的吸附为准一级动力学模型:ln(q_(e)-q_(t))=-0.04t+3.3(R^(2)=0.93),而CR的吸附为为准二级动力学模型:t/q_(t)=0.07t+0.14(R^(2)=0.99).第一性原理计算表明,超薄g-C_(3)N_(4)对RhB和CR的吸附动力学模型不同,主要是由于RhB和CR的分子结构不同、前线轨道不同、表面静电势不同,使其在超薄g-C_(3)N_(4)的表面上的吸附位点和吸附能不同等微观差异所导致的.这将为二维材料吸附、检测、降解环境污染物提供新的视野.