石墨烯对ZnO微米棒光学特性的影响

采用化学气相沉积(CVD)方法制备了具有良好结晶质量和(002)择优取向的ZnO微米棒。在此基础上,选取单根ZnO微米棒,将其部分搁置于单层石墨烯表面。光致发光(PL)谱结果表明,石墨烯不仅增强了ZnO微米棒的紫外发光强度,同时也对光场在ZnO微米棒中的分布有很大的限域作用。分析认为这是由于石墨烯的表面等离子效应引起了ZnO微米棒与石墨烯之间的光-物质相互作用导致的。在拉曼(Raman)光谱中,石墨烯对ZnO微米棒的E2(L)声子振动模和E2(H)声子振动模的强度具有明显的减弱效应,这进一步证明二者之间存在光子的传输和电荷的转移,从而导致其晶格振动受到抑制。     

微波溶剂热法制备掺氮石墨烯用于碱性氧还原反应

采用微波处理氧化石墨烯（GO）与乙二醇（EG）、乙二胺（ED）混合液的方法制备氮掺杂石墨烯（NG）,使用旋转圆盘电极对NG催化氧还原在碱性溶液中反应进行研究,并考察了不同微波辐射时间、ED与EG之比对反应性能的影响。采用X射线衍射仪（XRD）、透射电子显微镜（TEM）、拉曼光谱（Raman）和傅里叶变换红外光谱（FT-IR）研究了NG催化剂的结构与性质。相比于未掺氮的石墨烯样品,NG表现出更正的起始电位和接近四电子的转移过程。NG中掺杂氮原子的键合方式通过XPS进行表征,结果表明起始电位的高低取决于石墨氮含量。此外,所有表征结果表明总氮含量与氧还原反应性能没有直接关系。     

氧化石墨烯/中空纤维-固相微萃取分析环境水中非甾体抗炎药的残留

建立了氧化石墨烯(GO)与中空纤维(HF)相结合的固相微萃取(GO-HF-SPME)方法并与高效液相色谱(HPLC)联合用于分析环境水中两种非甾体抗炎药(尼美舒利、塞来昔布)的残留。通过红外光谱(FT-IR)、扫描电镜(SME)对GO进行表征。优化并考察了GO的质量、HF的长度、pH、萃取时间、搅拌速度以及解吸附条件对GO-HF-SPME萃取效率的影响。在最佳萃取条件下,尼美舒利和塞来昔布的富集倍数分别为240倍和44倍,且质量浓度在10~500 ng/mL范围内呈良好的线性关系,检出限分别为0.5 ng/mL和2.5 ng/mL,加标回收率介于87.0%~93.5%之间。方法已用于分析环境水中尼美舒利和塞来昔布的残留。     

3D石墨烯/SiO2@Ru(bpy)2+3修饰电极电化学发光测定敌草隆的研究

利用敌草隆对三联吡啶钌电化学发光(ECL)的增敏作用,以3D石墨烯和二氧化硅固定三联吡啶钌纳米复合材料(SiO2@Ru(bpy)32+)修饰的玻碳电极为工作电极,建立了一种直接快速检测敌草隆的电化学发光新方法.通过一步水热法合成了3D石墨烯以促进电子传递,油包水微乳液法合成SiO2@Ru(bpy)32+以提高发光效率.在最佳实验条件下,敌草隆浓度的对数在9.08×10-11～9.08×10-7 mol/L范围内与其相对发光强度呈良好的线性关系(r2 =0.998 9),检出限(S/N=3)为1.18×10-12 mol/L.连续测定2.00×l0-8 mol/L敌草隆10次,发光强度值的相对标准偏差(RSD)为4.2％,表明该方法具有良好的重复性.用该方法对青菜进行检测,回收率为99.3％～ 110.8％,结果满意.     

用高度取向石墨烯/聚乳酸(Gr/PLLA)复合超细纤维构建神经导管

制备了一种高度取向的石墨烯(Gr)/聚乳酸(PLLA)复合超细纤维,并构建了神经导管,研究了Gr/PLLA促进神经细胞生长与分化的协同诱导作用.研究结果表明,Gr/PLLA具有较好的纤维形貌与取向度;Gr的引入提高了纤维的热性能及力学性能;Gr加入量(≤1%)的增加及纤维取向度的提高使雪旺细胞(SCs)的黏附数量及伸展比例均呈增加趋势;Gr/PLLA纤维可促进SCs的增殖,雪旺细胞在96 h时达到最佳生长状态,表明Gr/PLLA纤维具有较好的细胞相容性.基于细胞形貌及轴突数量统计发现,Gr/PLLA纤维也能促进大鼠肾上腺嗜铬细胞瘤(PC12细胞)的神经分化.直径为2 mm的Gr/PLLA纤维导管具有较好的纤维取向度和抗压能力,能促进细胞沿管轴方向取向生长.     

纳米CuFe_2O_4-rGO复合材料的制备及电化学性能

采用溶剂热法成功制备了纳米CuFe_2O_4-rGO复合材料。通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)和电化学工作站对样品的结构、形貌及电容特性进行表征。结果表明,CuFe_2O_4纳米粒子均匀地分散在石墨烯片层间,其中CuFe_2O_4-20%rGO复合材料具有最优的电化学性能,当电流密度1 A·g~(-1)时,其比电容为1 952.5 F·g~(-1),当电流密度为1 A·g~(-1)时,CuFe_2O_4-20%rGO复合材料经1 000次充放电后的比电容保持率为86.17%。     

浓硫酸脱水还原制备石墨烯及其电容性能

利用浓硫酸的脱水性能,在低温下快速处理氧化石墨烯得到硫酸脱水还原石墨烯材料。研究了不同处理方法对材料结构和电容性能的影响。结果表明:一步浓硫酸脱水法对氧化石墨烯的还原效果和水合肼相当;经过稀硫酸开环预处理后,浓硫酸(70℃,30 min)对氧化石墨烯表面含氧官能团的脱除效果更加明显。两步硫酸脱水还原法得到样品的还原程度更高,堆积层数少;形成的石墨微晶区域的数量多,尺寸小。电容测试结果表明,对比于传统的水合肼还原法,浓硫酸脱水法得到的石墨烯材料有更好的电化学性能;两步浓硫酸脱水法得到石墨烯电极材料的比电容为321.8 F·g-1,经1000次循环伏安测试后,电容保持率为89.7%。     

Nitrogen-doped holey graphene nanoscrolls for high-energy and high-power supercapacitors

Porous structure and heteroatom doping are two key parameters for significantly boosting the capacitive performance of graphene-based materials.Herein,we report a facile approach to prepare onedimensional(ID) nitrogen-doped holey graphene nanoscrolls(NHGNSs) through cold quenching treatment of two-dimensional graphene oxide sheets,followed by thermal annealing in the successive atmosphere of NH_3 and air.Benefiting from the synergy of the unique 1D tubular morphology,abundant nanoholes and nitrogen doping,the NHGNSs exhibit a high specific capacitance of 126 F/g at 1 A/g in ionic liquid electrolyte and excellent rate capability with 81% of the capacitance retained at 20 A/g.Furthermore,the fabricated symmetric supercapacitors based on NHGNSs achieve both high energy density of 53.5 Wh/kg at 875 W/kg and high power density of 17.5 kW/kg at 43.4 Wh/kg.The simple synthetic process and superior electrochemical performance suggest the great potential of NHGNSs for supercapacitor application.     

对苯二胺功能化还原氧化石墨烯的结构和官能团变化

采用一步水热回流法,选取对苯二胺(PPD)对氧化石墨烯(GO)进行还原与改性处理,制备了功能化还原氧化石墨烯(GOP-X).采用傅里叶变换红外光谱(FTIR)、X射线光电子能谱(XPS)及X射线衍射(XRD)等研究了PPD与GO的反应作用类型及结构变化.结果表明,随着PPD与GO质量比的增加,GOP-X层间距(d值)先增大后减小,GOP-X共轭结构逐渐恢复,与溶剂分子作用时,层间距增幅呈减小趋势,并最终趋于恒定.PPD单体与GO反应时存在3种键合类型:(1)GO含氧官能团和PPD分子之间的氢键作用(C—OH…H2N—X);(2)质子化PPD与弱酸性GO带负电位置之间的离子键作用(—COO-H3+N—X);(3)PPD中氨基(NH2)与GO含氧官能团之间形成的共价键作用.与GO中羧基(COOH)的酰胺化反应将先于与环氧基(C—O—C)的亲核取代反应.提出了相应的作用机理.