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1.
以热解氧化石墨烯材料为碳基底,分别使用有机氮源和无机氮源对其进行氮掺杂处理,制备了一系列氮掺杂石墨烯材料.采用透射电子显微镜、扫描电子显微镜、拉曼光谱和X射线光电子能谱等表征方法考察了氮掺杂石墨烯的生长机理.结果表明,随着制备过程中退火温度的改变,氮掺杂石墨烯中不同氮物种的含量有显著差别.这种差异是由不同氮物种化学环境的差异所导致的.所制备的含氮石墨烯材料对乙苯选择性氧化制苯乙酮反应均表现出优良的催化活性.其中,石墨氮的含量对于提高苯乙酮收率起到至关重要的作用.此外,通过氧化剂控制活化的方法可以消除过多的结构缺陷和过量氮掺杂对催化反应的不利影响,有效提升氮掺杂石墨烯的催化活性.  相似文献
2.
尹海峰  张红  岳莉 《物理化学学报》2014,30(6):1049-1054
基于含时密度泛函理论研究了氮掺杂六角石墨烯纳米结构的近红外等离激元. 沿一定的激发方向,边长为1 nm的氮掺杂六角石墨烯纳米结构在整个近红外光谱区都有强度较大的等离激元共振. 参与这种近红外等离激元模式共振的电子在六角纳米结构的中心和边缘区域之间来回振荡. 近红外等离激元共振模式的形成依赖于氮掺杂的位置和纳米结构的尺度大小. 只有当氮掺杂在靠近边界区域时体系才会在近红外光谱区形成等离激元共振模式. 对于边长小于1 nm的六角石墨烯纳米结构,氮掺杂后体系不能在近红外光谱区形成等离激元共振模式.  相似文献
3.
基于广义梯度密度泛函理论和周期平板模型,研究了铜族金属单原子和双原子簇与完整及氮掺杂石墨烯的结合情况.结果表明,氮掺杂后石墨烯的电子结构特性由半金属性变为金属性;铜族金属在完整及石墨型氮掺杂石墨烯上的吸附较弱,结合能约为0.5eV,而在吡啶型氮掺杂和吡咯型氮掺杂石墨烯上有较强的化学吸附,结合能一般大于1eV;吡咯型氮掺杂后的构型不稳定,金属原子及簇与包含该结构的石墨烯衬底作用时会使其向吡啶型氮掺杂转变,并最终得到基于吡啶型氮掺杂的稳定吸附构型.Mulliken电荷布居分析显示,吸附在吡啶型氮掺杂石墨烯上的金属单原子与金属双原子簇带电性质相反.态密度及轨道分析表明,Cu与吡啶型氮掺杂石墨烯空位处留有悬挂键的三个原子成键,而Au与其中两个C原子成键.  相似文献
4.
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。  相似文献
5.
采用化学共沉淀法成功合成了磁性氮掺杂石墨烯纳米材料, 对其吸附性能进行了初步探讨.此磁性纳米材料对对氯间二甲苯酚的吸附不局限于均匀的单分子层吸附,吸附动力学符合准二级动力学模型.将其作为磁性固相吸附剂,通过对吸附剂用量、超声萃取时间、水样pH值、上样体积等条件的优化,建立了超声辅助磁性固相萃取-气相色谱/串联质谱同时测定环境水样中的三氯生(TCS)、对氯间二甲苯酚(PCMX)、六氯苯(HCB)和2,2′,4,4′,5,5′-六氯联苯(PCB-153) 4种有机氯污染物的方法. 在优化条件下,将6.0 mg Fe3O4/N-G分散于100 mL水样中,调节水样至pH 5,超声萃取15 s,磁性分离,3 mL乙醇和2 mL二氯甲烷分步洗脱,洗脱液氮吹定容,进行气相色谱-质谱联用分析.4种有机污染物在0.1~10 μg/L范围内与峰面积呈良好的线性关系,相关系数为0.9983~0.9999,检出限(S/N=3)和定量限(S/N=10)分别为0.05~0.6 ng/L和0.4~2.4 ng/L,3个加标浓度水平的回收率为68.3%~103.4%,日内、日间测定的相对标准偏差分别为3.3%~6.9%和3.4%~9.4%(n=6).本方法简单方便,易于操作,适用于环境水样中有机氯污染物的检测.  相似文献
6.
通过两步溶剂热法制备得到三维氮掺杂石墨烯与吡啶氧基钴酞菁的复合材料( CoTPPc/NGA)。该复合材料具有优良的氧气还原性能,在起峰电位和半波上接近商业化的铂碳催化剂( Pt/C),且在稳定性和抗甲醇性能上优于铂碳催化剂,有望代替铂碳催化剂成为碱性直接甲醇燃料电池的阴极催化剂。  相似文献
7.
本文通过化学还原法制备纳米Cu2O/氮掺杂石墨烯(NG)复合材料,用于构建一种新型的多巴胺(DA)电化学传感器.采用X射线衍射法和扫描电镜对纳米Cu2O/氮掺杂石墨烯复合材料进行表征.在pH为7.0的磷酸盐缓冲液中,采用循环伏安法和计时电流法分别研究了DA在纳米Cu2O/氮掺杂石墨烯复合修饰电极上的电化学行为.结果表明,该修饰电极对DA表现出显著的电催化活性,且DA在修饰电极上的反应受吸附控制.在最佳实验条件下,催化电流与DA的浓度在0.5~700 μ mol/L之间呈线性关系(r=0.9943),检测限达0.17 μ mol/L.该修饰电极的选择性高、重复性和再现性好.方法用于实际样品中DA的检测,获得结果较好.  相似文献
8.
利用多巴胺的聚合及还原特性,制备聚多巴胺包覆还原氧化石墨烯,在氮气保护下煅烧,制得氮原位掺杂石墨烯(C/N-Graphene).应用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、傅里叶变换红外(FT-IR)光谱表征该复合物的形貌和结构.应用滴涂及Na-fion膜固定法制备C/N-Graphene修饰玻碳电极(C/N-Graphene/GCE).该修饰电极对苯二酚3种异构体的氧化反应表现出优异的电催化性能和选择性,差分脉冲伏安法(DPV)峰电流与对苯二酚(HQ)、邻苯二酚(CC)、间苯二酚(RC)的浓度呈良好的线性关系,其线性范围分别为0.5~1 000 μmol/L、0.5~460 μmol/L和0.1~580 μmol/L,检出限分别为0.251 μmol/L、0.144 μmol/L和0.072 μmol/L.该方法应用于药厂废水和江水检测,3种苯二酚异构体回收率为97.0%~103.0%,相对标准偏差(RSD)小于5%(n=5),结果表明C/N-Graphene/GCE修饰电极适用于污染水样的快速检测.  相似文献
9.
米倩  陈带全  胡军成  黄正喜  李金林 《催化学报》2013,34(11):2138-2145
通过无模板法一步合成了一种新型N掺杂石墨烯负载的CdS空心球复合材料. 采用X射线衍射、透射电镜、红外光谱、紫外-可见光谱、N2吸附-脱附、荧光光谱和X射线光电子能谱等技术对该材料进行了表征, 并在可见光照射下测试了其在降解亚甲基蓝和水杨酸中的光催化性能. 结果表明, 相对于氧化石墨烯负载硫化镉空心球和单独的硫化镉空心球, 氮掺杂石墨烯负载的硫化镉空心球具有更高的光催化活性和稳定性. 这是由于氮掺杂的石墨烯能充当优异的电子受体和传输体, 从而抑制了载流子的复合. 另外发现, 羟基自由基是可见光下降解亚甲基蓝的主要活性物种.  相似文献
10.
赵鑫  安庆大  肖作毅  翟尚儒  施展 《催化学报》2018,39(11):1842-1853
随着较差的生物相容性和更高毒性有机染料的应用,如酚类化合物和抗生素,水污染和食品污染变得极其严重.这不仅危害人类健康,而且严重污染自然环境.过硫酸盐去污技术利用自由基活化降解过程,成为处理一系列污染物非常有效的方法;然而设计具有多功能性的高性能催化剂仍然面临着巨大的挑战.因此,本文借鉴铁基材料、氮改性石墨和碳纳米管独特的物化性质,以尿素、铁盐、氧化石墨、碳纳米管为原材料,通过一步水热法成功制备了三维多功能铁氧化物/氮改性氧化石墨/碳纳米管异质结,用作活化过一硫酸氢钾复合盐以降解有机模型污染物亚甲基甲蓝(MB),研究了高级氧化法(AOPs)作用机理和优化反应条件.XRD、红外光谱、SEM和XPS结果表明,铁氧化物通过物理静电作用力和化学键结合力已经被牢牢固定在了氮修饰的氧化石墨结构框架内.当加入了碳纳米管之后,它会与石墨形成类似于互穿聚合物网络的结构,从而具有三维材料的优点,且提升电子转移电导率,使得催化剂的结构和性能有了很大的改善.此外,优化了降解系统、PMS负载量、初始有机污染物浓度和催化剂用量等因素.结果表明,处于催化剂/PMS系统时,亚甲基蓝可以在12min之内有效地完全降解,可归结于碳、氮以及主要活性物质铁氧化物之间的协同作用.基于数据拟合分析,污染物氧化降解系统与拟一阶动力学相符合,其速率常数约为0.33 min~(-1).淬灭实验证明,硫酸根自由基和羟基自由基是主要的反应活性物种.这种同时富含铁/氮分级的多孔碳骨架异质结物质不仅可用作过渡金属催化剂,而且为制备其他异质结提供参考,以用于超级电容器、储能材料、电催化剂等领域  相似文献
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