基于室温离子液体的活化石墨烯粉末超级电容储能性能

室温离子液体(RTILs)具有电压窗口高等优点,被认为是实现超级电容高性能储能的绿色电解液。但是,离子液体的电导率低、粘度高,使得其储能性能不佳。本文探究了溶剂效应对离子液体超级电容储能性能的影响。以石墨烯粉末为活性材料,选取1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐为离子液体,通过添加乙腈溶剂配置了具有不同摩尔分数ρIL的电解液(从0.25到1.0)。结果表明,溶剂效应对超级电容性能的影响与电压扫描速率或电流密度密切相关。低扫描速率下,溶剂对储能基本没有影响,而高扫描速率下,添加溶剂可显著提升比电容(在ρIL=0.25时,增加~2倍)。这是由于溶剂削弱了离子-离子间交互作用,从而降低了电解液粘度(~29倍),内阻(~5.5倍)和介电弛豫时间(~6.3倍)。在ρIL=0.25时,超级电容最大能量和功率密度分别为65.2 Wh·kg~(-1)和18066.6 W·kg~(-1),显著优于近期文献报道结果。特别地,当工作温度提升到50°C时,其能量密度将达到85.5 Wh·kg~(-1),显著高于传统水系、有机电解液超级电容和铅酸电池,与镍金属氢化物和锂离子电池性能相当。     

Fe3O4@SiO2@TiO2-Co/rGO磁性光催化剂的合成及其光催化活性研究

采用溶胶-凝胶法和水热法（HTM）合成了Fe₃O₄@SiO₂@TiO₂-Co/rGO复合纳米粒子（磁性光催化剂）,通过X射线衍射、扫描电子显微镜及其能量分散光谱和UV-vis漫反射光谱对产物进行了表征分析.研究了Co掺杂量、溶液pH值、亚甲基蓝（MB）溶液初始浓度以及干扰离子（例如Cl^-、SO₄^2-、CO₃^2-）等因素对MB降解的影响,并对磁性光催化剂的可重复使用性进行了分析.正常实验条件下（pH=7,[MB]=10 mg/L,磁性光催化剂用量=0.1 g/50 mL）,150 min内MB最大去除率达到98.24%.干扰离子影响MB降解次序为CO₃^2- < Cl^- < SO₄^2-,磁性光催化剂重复使用7次MB光降解率仅下降7.07%,新型磁性光催化剂具有良好的MB降解性能和较高的重复使用性能.     

三乙醇胺改性Cu/Zn/Al类水滑石衍生氧化物催化合成气制备低碳醇

采用共沉淀法制备Cu/Zn/Al类水滑石前驱体,并用配体三乙醇胺(TEA)对其进行改性。前驱体经焙烧后成功获得TEA改性的Cu/Zn/Al催化剂。借助XRD、FTIR、H2-TPR、CO-TPD及SEM等方法对催化剂进行表征,并将其应用于合成气制备异丁醇的活性评价反应中。结果表明,TEA的加入能够改变催化剂形貌,使催化剂表面呈松散絮状结构。TEA可使类水滑石前驱体的结构发生膨胀,其焙烧获得的催化剂中有明显的晶格扭曲和晶格缺陷。TEA对催化剂结构的改变有利于Cu/Zn/Al催化剂中CuO组分的氢还原和CO在催化剂表面的化学吸附,从而促进异丁醇的合成。当TEA的添加比例为nTEA/nZn=0.5时,TEA改性的Cu/Zn/Al催化剂的催化效果达到最佳。     

Fe3O4/GO/PPy复合材料的制备及其对2-硝基-1,3-苯二酚的吸附性能

采用改进的Hummers法制备了氧化石墨烯,用水热法首次制备了Fe_3O_4/GO/PPy(聚吡咯)三元复合粒子用于处理含2-硝基-1,3-苯二酚(NRC)的废水,研究了其对水中NRC的吸附性能。采用紫外-可见吸收光谱(UV-Vis)、透射电子显微镜(TEM)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、X射线衍射(XRD)、振动样品磁强计及ζ电位等对所制备复合粒子的结构进行了表征;研究了溶液pH值、吸附剂用量、NRC的初始浓度、吸附时间和温度对吸附NRC的吸附性能的影响,并对吸附过程进行了吸附动力学模拟。结果表明:制备的Fe_3O_4/GO/PPy复合材料为层状分散结构,PPy及Fe_3O_4颗粒无规则地镶嵌在石墨烯片层之间。Fe_3O_4颗粒为多面体晶体结构,尺寸为100～300 nm。Fe_3O_4/GO/PPy具有超顺磁性,40 s可以磁分离,NRC移除率达91.6%;在NRC浓度为200 mg·L~(-1)、pH=5±0.05、温度T=318 K、吸附剂用量10 mg·L~(-1)和吸附时间6 h的条件下Fe_3O_4/GO/PPy对NRC的吸附量最大,达到163.3mg·g~(-1)。NRC吸附动力学符合二级动力学模型,吸附等温线符合Langmuir模型。循环使用5次后,NRC的移除率由最初的91.6%下降至77.6%,说明Fe_3O_4/GO/Ppy磁性复合物的结构具有较好的稳定性,且可以再重复利用。     

柚子皮衍生类蜂窝状碳材料在同步检测重金属离子中的应用

不含金属的碳材料通过廉价且易获得的柚子皮经KOH活化和高温热解获得,该碳材料具有高比表面积(1 055 m~2·g~(-1))和高石墨化程度的类蜂窝状结构。将多孔碳(PAC)材料修饰后的电极作为工作电极,采用阳极溶出伏安法(SWASV)同步检测Cd~(2+)、Pb~(2+)和Cu~(2+)离子,表现出较高的灵敏度、可重复性、稳定性和较低的检测限。研究认为PAC的微孔和中孔可以充当有效的离子传递通道,从而加速离子的扩散并显著提高交换效率,而高的石墨化程度提高了材料的导电性,加速了电子传输。     

分散固相萃取-液相色谱-串联质谱法测定蜂蜜中新型烟碱类杀虫剂及其代谢物的残留量

称取蜂蜜样品2.00g至具塞离心管中,加入100μL同位素内标溶液(200μg·L~(-1))和10mL水,涡旋混匀,加入甲醇至20mL,涡旋混匀,以8 500转·min~(-1)离心5min,移取上清液0.50mL,用甲醇定容至10.0mL,涡旋混匀后,以8 500转·min~(-1)离心5min,取1.0mL上清液转移至具塞离心管中(内含混合均匀的吸附剂:30mg N-丙基乙二胺、15mg C_(18)粉末和50mg无水MgSO_4),涡旋混匀进行吸附净化,以8 500转·min~(-1)离心5min,转移全部上清液,于40℃下用氮气吹至近干,用甲醇-0.15%(体积分数,下同)甲酸溶液(1+9)混合液溶解残渣并定容至1.0mL,过0.22μm滤膜后供液相色谱-串联质谱分析。采用Agilent Eclipse XDB-C_(18)色谱柱进行分离,以不同比例的含5mmol·L~(-1)乙酸铵的0.15%甲酸溶液和甲醇为流动相进行梯度洗脱。质谱中采用电喷雾离子源正离子扫描方式和多反应监测模式,采用同位素内标法和外标法进行定量。吡蚜酮、呋虫胺、烯啶虫胺、噻虫嗪、氟啶虫酰胺、吡虫啉、噻虫胺、氯噻啉、啶虫脒、噻虫啉、4-(三氟甲基)烟酰胺和N-去甲基啶虫脒的质量浓度在一定范围内呈线性,测定下限(10S/N)在2.5～12.5μg·kg~(-1)之间。对空白蜂蜜样品进行加标回收试验,回收率在79.9%～108%之间,测定值的相对标准偏差(n=6)在1.7%～15%之间。     

溶剂热法制备石墨烯/SnO2及其气敏性

采用溶剂热法制备了石墨烯/SnO_2(G/SnO_2)纳米材料,利用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、拉曼光谱(Raman)等对G/SnO_2进行了表征,研究了石墨烯的量和溶剂热温度对该纳米材料气敏性能的影响。实验结果表明,石墨烯可以调节SnO_2晶体的生长:当石墨烯上清液的量为1 mL、热处理温度为160℃时,制备的G/SnO_2纳米材料在室温下对氨气具有较好的气敏选择性和较高的灵敏度;且当气体体积浓度为1 000μL·L~(-1)时,对NH3的灵敏度为266.4,检出限达到了0.01μL·L~(-1)。     

氧化石墨烯/多壁碳纳米管负载金铂核壳纳米粒子构建一种三维新型抗坏血酸电化学传感器

该文采用涂覆的方式构建了一种用于灵敏检测抗坏血酸(AA)的电化学传感器。先将多壁碳纳米管(MWCNTs)和氧化石墨烯(GO)混合悬浮液修饰在玻碳电极(GCE)表面,修饰的GO可有效防止MWCNTs聚集,再将具有良好电催化性能的金铂核壳纳米粒子(Au@Pt NPs)修饰在GO/MWCNTs电极上,层层组装构建形成GO/MWCNTs/Au@Pt NPs/GCE三维新型抗坏血酸电化学传感器。该修饰电极在磷酸缓冲溶液中对AA显示了较宽的线性范围和极低的检出限,氧化峰电流与AA浓度在0.005～0.5μmol/L和0.5～1 000μmol/L范围内呈良好的线性关系,相关系数均为0.999,检出限(S/N=3)为4×10~(-9) mol/L,稀释人体血清样品的加标浓度为0.01、0.1、10μmol/L,回收率为90.9%～108%,相对标准偏差(RSD,n=3)为1.2%～2.8%。该修饰电极对AA具有良好的选择性,可有效排除多巴胺、尿酸、葡萄糖等生物小分子的干扰。方法简单、高效、灵敏,可用于临床实际检测。     

高效液相色谱-串联质谱法同时测定儿童彩泥类造型玩具中3种异噻唑啉酮类防腐剂

建立了儿童彩泥类造型玩具中异噻唑啉酮类防腐剂(2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮(MI)、5-氯-2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮(CMI)和1,2-苯并异噻唑啉-3-酮(BIT))的高效液相色谱-串联质谱(HPLC-MS/MS)测定方法。样品经甲醇超声提取、离心、过滤后,采用Kinetex?C_(18)色谱柱(100 mm×3 mm,2.6μm)进行分离,流动相为甲醇-水,梯度洗脱,流速300μL/min。在多反应监测(MRM)模式下定性,外标法定量。结果表明,3种异噻唑啉酮类防腐剂在1.0～100.0μg/L质量浓度范围内线性关系良好(r≥0.999 0),3种化合物的平均回收率为80.2%～109%,相对标准偏差(RSD,n=5)为1.3%～7.0%。MI、CMI和BIT的检出限(LOD)分别为10、10、20μg/kg,定量下限(LOQ)分别为30、30、60μg/kg。     

CVD 法制备三维石墨烯的电化学储能性能

维石墨烯是由二维石墨烯构成的三维网络结构,多孔的网络结构赋予了三维石墨烯超大的比表面积、超高的机械强度以及优异的电子传输通道. 因其优异的性能,三维石墨烯及其复合材料已经广泛地应用于能源、化学和生物等研究领域. 在三维石墨烯的合成方法中,化学气相沉积法由于制备的三维石墨烯具有高纯度、良好结晶性和优异的机械性能而备受推崇. 本文结合当前研究热点,综述了化学气相沉积法制备三维石墨烯及其复合材料在电化学储能领域（铝电池、锂离子电池、锂-硫电池、钠离子电池、金属-空气电池、超级电容器）中的应用,并简要评述当前化学气相沉积法制备三维石墨烯在应用中所面临的挑战及发展前景.