液相剥离石墨烯的电化学传感应用

石墨烯是一种新型二维碳材料,其比表面积大、导电性好、催化活性高、吸附能力强,是构筑高性能电化学传感器的理想材料。相对于石墨烯常用的氧化还原制备方法而言,液相剥离法具有过程简单、可控性强、高效环保以及对石墨烯结构破坏小等特点,在电化学传感领域备受关注。基于本课题组及国内外学者近年来的相关工作,本文重点综述了三种液相剥离石墨烯制备方法的原理,包括超声剥离、液相球磨剥离和电化学剥离,以及他们在电化学传感中的应用进展,并对未来研究进行了展望。     

Ag_3PO_4/MoS_2纳米片复合催化剂制备及可见光催化性能

采用机械球磨法成功制备Ag_3PO_4/MoS_2纳米片复合催化剂。运用X射线衍射仪(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、扫描电子显微镜(SEM)、紫外可见漫反射光谱(UV-Vis)和荧光发射光谱(PL)对复合催化剂的结构和形貌进行了表征。结果表明,Ag_3PO_4纳米粒子均匀地附着在MoS_2纳米片层结构上,两者形成紧密结合。以亚甲基蓝为模拟污染物,研究复合催化剂在可见光照射下的光催化特性;通过循环实验考察复合催化剂的稳定性。结果显示,含有1%的MoS_2纳米片与Ag_3PO_4形成的复合催化剂在30 min内对亚甲基蓝的降解率为95%,其降解动力学常数是纯相Ag_3PO_4的2倍。经过5次循环实验后复合催化剂对于亚甲基蓝的降解率为84%,而纯Ag_3PO_4对于亚甲基蓝的降解率仅为35%。Ag_3PO_4/MoS_2纳米片复合催化剂具有优良的光催化活性和高稳定性,主要归因于二硫化钼纳米片与磷酸银形成异质结,磷酸银激发的电子和二硫化钼纳米片产生的空穴直接复合,从而促使光生电子从磷酸银晶体表面快速分离,减轻了磷酸银的光电子腐蚀,同时也提高了复合物的光催化活性。     

分散方式对PEMFC微孔层油墨流变特性与微结构的影响研究

制备高性能的微孔层对于提升质子交换膜燃料电池性能至关重要,其中微孔层油墨的制备是微孔层制备中的核心环节,油墨的分散方式和分散时长均会影响微孔层的性能。在本文中,研究了在两种不同的分散方式及三种不同分散时长下：超声分散(15 min,30 min,45 min)和球磨分散(1 h,2 h,3 h),对微孔层性能的影响,并对微孔层油墨进行了流变性研究、粒径分布和形貌表征以及BET测试。研究结果表明：球磨分散与超声分散制备的微孔层油墨呈现不同的流变性,前者黏度20 m Pa·s明显高于后者2 mPa·s,粒径分布也因分散方式不同呈现明显差异。球磨分散方式制备的微孔层表面出现明显的团聚絮状物,增加了表面粗糙度,同时该制备方式下的微孔层比表面积为9.2922 m²·g^-1。同样制备时长也会对微孔层性能产生影响,研究发现球磨分散2 h制备的微孔层展示了更高的优越性。     

机械球磨制备三苯胺基PAF-106s及C2烃吸附性质

以三苯胺为单体, 无水三氯化铁为催化剂, 二甲醇缩甲醛为外交联剂, 通过机械球磨不同比例的三苯胺、 三氯化铁和二甲醇缩甲醛, 合成了PAF-106s(PAF-106a~PAF-106c, PAF: porous aromatic framework). 红外光谱、 元素分析、 X射线光电子能谱和固体核磁共振波谱等表征结果证明发生了聚合反应. 氮气吸附结果表明, 三苯胺、 三氯化铁和二甲醇缩甲醛的比例影响PAF-106s的多孔性能. 三氯化铁和三苯胺摩尔比从3∶1增加到12∶1时, PAF-106c的BET比表面积从PAF-106a的135 m²/g增加到280 m²/g. 引入二甲醇缩甲醛后, PAF- 106d~PAF-106g的BET比表面积随三氯化铁和二甲醇缩甲醛摩尔比的增加而逐渐降低. 在273和298 K下, 测试了PAF-106c的C2烃吸附性能, 并采用理想吸附溶液理论计算了C₂H₂/C₂H₄和C₂H₆/C₂H₄分离比.     

球形金属表面球磨制备石墨烯薄膜摩擦特性研究

采用球磨的方法实现了在钢球表面制备大面积连续的石墨烯薄膜,考察其随球磨时间变化,石墨烯薄膜在钢球表面的包裹程度、形貌变化、结构演变过程、结合性能及摩擦学性能. 研究表明:随着球磨时间的增加,石墨烯在钢球表面团聚减少,包裹更加均一,结构趋于有序;当球磨时间达到50 h时,在钢球表面形成分布均匀且大面积连续的石墨烯薄膜,使与含氢类金刚石碳薄膜组成配伍的平均摩擦系数从裸钢球的0.043降至0.022,磨痕深度和宽度都显著降低. 经胶带粘取100次或乙醇中超声清洗30 min后球磨制备石墨烯薄膜仍然粘附于钢球表面,在氩气环境下石墨烯薄膜表现出优于钢球的摩擦磨损性能.      

Effect of the graphitic degree of carbon supports on the catalytic performance of ammonia synthesis over Ba-Ru-K/HSGC catalyst

A series of high surface area graphitic carbon materials （HSGCs） were prepared by ball-milling method. Effect of the graphitic degree of HSGCs on the catalytic performance of Ba-Ru-K/HSGC-x （x is the ball-milling time in hour） catalysts was studied using ammonia synthesis as a probe reaction. The graphitic degree and pore structure of HSGC-x supports could be successfully tuned via the variation of ball-milling time. Ru nanoparticles of different Ba-Ru-K/HSGC-x catalysts are homogeneously distributed on the supports with the particle sizes ranging from 1.6 to 2.0 nm. The graphitic degree of the support is closely related to its facile electron transfer capability and so plays an important role in improving the intrinsic catalytic performance of Ba-Ru-K/HSGC-x catalyst.     

高能球磨和低温烧结制备高电位梯度ZnO厚膜压敏电阻

通过高能球磨和低温烧结,制备出高电位梯度的ZnO厚膜压敏电阻,并研究了烧结温度对厚膜试样电学性能的影响.结果表明,高能球磨可显著细化粉体颗粒,球磨后颗粒的平均尺寸减小到0.420μm;颗粒的高度细化促使厚膜可在650-850℃的低温范围烧结成瓷,其中在700℃的烧结条件下,厚膜试样的综合性能最佳,电位梯度达到3175.6 V·mm-1,漏电流为30.7μA,非线性系数为13,微观势垒高度为0.79eV,耗尽层宽度为14.4nm,施主浓度为2.24×1018cm-3,表面态密度为3.22×1012cm-2.     

固相力化学改性高聚物的方法研究

在固相应力作用下高聚物分子结构可被削弱或破坏,化学键可能发生畸变或断裂。固相力化学改性高聚物是研究各种高聚物因机械力影响而发生化学或物理化学变化的方法。由于该方法具有适用性广、产品纯净、操作方便、效率高、简便、节能、无污染等优点而成为高聚物改性的重要方法之一。本文系统综述了高聚物的固相剪切粉碎、固相磨盘型碾磨粉碎、高能...     

磁性离子液体中聚乙撑二氧噻吩/多壁碳纳米管纳米复合材料的球磨法制备及表征

以磁性离子液体1-丁基-3-甲基咪唑四氯化铁盐([bmim]FeCl₄)为介质, 将多壁碳纳米管(MWCNTs)机械球磨分散在其中形成[bmim]FeCl₄/MWCNTs凝胶后, 加入乙撑二氧噻吩(EDOT)单体, 利用阴离子 的氧化性进行原位聚合, 球磨法制备了均匀包覆不同含量MWCNTs的聚乙撑二氧噻吩/多壁碳纳米管(PEDOT/MWCNTs)纳米复合材料. 并以傅里叶红外光谱(FT-IR)、扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)对PEDOT/MWCNTs的结构与形貌进行了表征|在0.5 mol/L硫酸溶液中, 用循环伏安测试(CV)研究了PEDOT/MWCNTs的电化学行为|采用四探针仪测定了PEDOT/MWCNTs的电导率|热重分析(TGA)研究了PEDOT/MWCNTs的热稳定性. 结果表明, PEDOT 纳米颗粒均匀包覆于MWCNTs表面, 形成了核壳结构|PEDOT与MWCNTs之间的共轭作用随着MWCNTs含量的增加而增强. MWCNTs的质量分数为30%的PEDOT/MWCNTs的电导率出现峰值, 达到7.46 S/cm, 且电化学活性最好. MWCNTs的质量分数为10%时, PEDOT/MWCNTs的热稳定性相对于PEDOT显著提高.     

球磨对超重力下自蔓延离心熔铸Ti-B-W-C系复相陶瓷微观形貌及力学性能的影响

采用行星式球磨机对超重力离心熔铸Ti-B-W-C复相陶瓷的原始粉料进行球磨,通过对球磨转速的控制得到不同研磨程度的粉料,通过对制得的复相陶瓷进行微观结构和力学性能分析,发现随着球磨机转速的提高,球磨效率大大改善,粉料大幅度细化,Al粉以团絮状均匀附着在片状Ti和WO3晶粒周围.对粉料进行烧制,成功得到宏观致密、微观夹杂和气孔等缺陷明显减少、硬度等力学性能明显提升的复相陶瓷.