磷酸在GO插层阶段的功能化调控及机理

针对氧化石墨烯(GO)制备过程中插层阶段的调控及机理研究对GO功能化应用于电极材料具有重要的研究意义.本文在改进Hummers法的基础上,向H_(2)SO_(4)插层剂中加入不同体积的H_(3)PO_(4),制备了不同氧化程度的GO.利用扫描电子显微镜(SEM)、X射线光电子能谱(XPS)和傅里叶变换红外光谱(FTIR)等表征手段,分析了不同氧化程度的GO的微观形貌、元素组成、氧化程度,以探究H_(3)PO_(4)在插层石墨过程中的作用机理;并采用循环伏安法(CV)和交流阻抗法(EIS)对不同H_(2)SO_(4)/H_(3)PO_(4)体积比下的GO进行电化学性能测试,分析了H_(3)PO_(4)对GO电化学性能的影响,以达到调控石墨的插层氧化从而提升GO导电性的目的.结果表明,单一的H_(2)SO_(4)使GO基面上的邻位二醇过度氧化造成孔洞,H_(3)PO_(4)的加入会扩大石墨层间距,使氧化剂更易进入石墨层间,并与1,2-二醇反应生成环状结构以起到保护基面的作用,从而提高GO的导电性.H_(3)PO_(4)作为辅助酸会协助H_(2)SO_(4)制备基面更加完整且氧化程度更高的GO,但其酸性较弱,不可完全代替H_(2)SO_(4)在氧化过程中的作用.

类Fenton反应去除水体中络合态金属的研究进展

水体中有机络合态金属是一类结构稳定且难处理的污染物,种类繁多,对人类健康具有潜在危害。类Fenton反应在络合态金属的去除中具有高效、快速、反应彻底的优点。基于为水体中络合态金属处理奠定方法选择和机理分析的目的,本文综述了类Fenton反应去除有机络合态金属的研究,主要阐述了光Fenton、电Fenton、微波Fenton、超声Fenton及协同Fenton技术的去除机制和影响因素,对比分析了各方法的优缺点,展望了未来络合态金属去除的发展和应用前景。

改进Hummers法制备氧化石墨烯的机理研究

基于改进Hummers法,在不使用硝酸钠的情况下制备氧化石墨烯(Graphene Oxide,GO),实验研究了制备过程中氧化剂用量及中温阶段氧化反应时间对GO氧化程度的影响.采用扫描电镜(SEM)对GO样品的形态结构进行表征;采用傅里叶红外光谱(FTIR)、X射线能谱(EDS)、激光显微拉曼光谱(Raman)对样品的官能团及氧化程度进行分析;采用热重分析(TG-DTG)对样品进行热稳定性测试.SEM图片显示,氧化剂用量和氧化反应时间在一定程度上影响所制备GO的表面形貌;Raman光谱表明制备的GO具有不同的缺陷密度;FTIR和EDS分析发现GO表面含丰富含氧官能团,不同GO样品的含氧量在33%~43%之间,C/O在1.9~1.2之间;TGA分析与元素分析结果相关,表明热失重与元素组成有明显的依赖关系,由于氧含量提高,GOc-3具有最大的失重,而GOa-1具有较高的热稳定性.基于改进的Hummers法制备GO的氧化剂用量和氧化时间的结果分析为后续GO功能化改性提供了理论和数据支撑.

基于环境因子对叶绿素影响的典型草原植物生活型优势研究

针对环境因子与草原植物叶绿素含量的联动是否关系到植物生活型优势的问题,该研究以锡林浩特典型草原为研究区,选取2020年7月实测的11个样地50种植物共185个牧草样品的叶绿素含量,运用相关分析、单因素方差分析、冗余分析(RDA)、逐步回归分析和通径分析等方法,系统性地分析了多环境因子对草原植物不同生活型叶绿素指标的影响,进而分析植物竞争优势形成的潜在驱动机制。研究结果表明:1)典型草原区植物叶绿素a、叶绿素b含量均与总叶绿素含量呈极显著正相关关系,相关系数分别为0.807和0.936,草原植物总叶绿素含量受叶绿素b含量的影响程度更大;2)草原植物4类生活型的叶绿素a、叶绿素b和总叶绿素含量均为小/半灌木>多年生禾草>一/二年生植物>多年生杂类草;3)环境因子对植物生活型叶绿素含量的解释程度存在差异,RDA显示环境因子对小/半灌木的叶绿素含量解释程度最大(28.0%),其次为一/二年生植物(18.3%)和多年生杂类草(17.7%),多年生禾草各项叶绿素指标的解释度最低(12.7%);4)植物生活型各叶绿素指标受多种环境因子的影响,回归分析显示小/半灌木的叶绿素b含量受到土壤有机碳含量和大气相对湿度的影响,总叶绿素含量主要受到大气相对湿度的影响,多年生杂类草叶绿素b含量主要受到地表温度的影响,一/二年生植物的叶绿素a、叶绿素b、总叶绿素含量主要受到土壤pH的影响;5)在草原生境中,通径分析的综合研究显示植物叶绿素a含量主要受到土壤环境因子的影响,植物叶绿素b和总叶绿素含量主要受到大气环境因子的影响,相比较而言,多年生禾草不易受环境因子的牵动,成为更能忍受外界环境变化的植物种类,因此,在群落演替进化中这类植物逐渐占据优势地位。