Cr掺杂TiO_2纳米线/还原氧化石墨烯复合物的制备及光催化活性

以TiO_2纳米颗粒P25和氧化石墨烯(GO)为原料,Cr(NO_3)_3·9H_2O为Cr源,采用碱性水热法制备了Cr掺杂TiO_2纳米线/还原氧化石墨烯复合物(Cr-Ti O2 NWs/RGO).采用类似方法合成了TiO_2纳米线(Ti O2NWs)、Cr掺杂Ti O2纳米线(Cr-TiO_2NWs)和TiO_2纳米线/还原氧化石墨烯复合物(TiO_2 NWs/RGO)等其它样品.通过X射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、拉曼(Raman)光谱、X射线光电子能谱(XPS)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)和紫外-可见漫反射光谱(UV-VisDRS)等方法对样品进行了表征.测试了样品在可见光下对亚甲基蓝(MB)的降解活性,结果表明,Cr-TiO_2NWs/RGO在120 min内对MB的催化降解率为TiO_2NWs的2.2倍,催化降解速度为TiO_2NWs的5.8倍.     

Fe-CuS/还原氧化石墨烯(RGO)的制备及其光催化性能

以氯化铜(CuCl_2·2H_2O)、硫脲((NH2)2CS,Tu)、1,2-丙二醇(1,2-PG)、氯化铁(FeCl_3·6H_2O)及氧化石墨烯(GO)为原料,通过溶剂热法制备了具有可见光活性的Fe-CuS/RGO复合材料。采用XRD、SEM、TEM、Raman、XPS、TG、UV-Vis等手段对产品进行了表征,并以亚甲基蓝(MB)为目标降解物对其可见光催化活性进行了研究。光催化结果表明:在汞灯(150 W)下照射140 min,CuS、CuS/RGO和Fe-CuS/RGO对MB的脱色率分别为41.2%、81.5%和90.6%。Fe-CuS/RGO对MB的降解效率较CuS/RGO和CuS有较大提升,可能原因是Fe元素有利于电荷在CuS与RGO界面间传输,降低了光生电子-空穴对的复合几率,进而提高了光催化活性。     

胆酸手性化氧化石墨烯杂化材料的制备及性能研究

手性科学与手性材料的重要性日益凸显. 本课题基于氧化石墨烯(GO)和生物质胆酸(CA), 建立了一种利用Click技术对GO进行手性功能化的化学方法, 同时制备一类具有手性的新型氧化石墨烯杂化材料. 以石墨粉为原料, 采用改进的Hummers法制备了氧化石墨烯, 之后引入N₃基团; 同时将胆酸炔丙基化. 通过点击化学技术制备了胆酸手性化氧化石墨烯杂化材料(CA/GO). 利用FT-IR, XRD, 拉曼光谱, UV-Vis吸收, 热重等技术对所制备的CA/GO手性杂化材料进行了表征.     

氧化石墨烯调控钼酸铋在可见光下选择性光催化降解环境水中的抗生素

以氧化石墨烯(GO)作为增强光催化剂活性的调节剂, 采用一步水热法制备钼酸铋/氧化石墨烯(Bi₂MoO₆/GO)异质结光催化剂, 其可见光响应拓展至570 nm, 带隙能降至2.56 eV. 当m_Bi2MoO6/m_GO=100∶1时, Bi₂MoO₆/GO(100∶1)光催化剂在可见光的辐射下, 对水溶液中四环素和喹诺酮类抗生素选择性的高效催化降解去除能力为Bi₂MoO₆的2.1倍. Bi₂MoO₆/GO(100∶1)光催化剂活性的提高依赖于范德华力作用下的二维Bi₂MoO₆纳米片-二维GO纳米片界面的紧密接触. 有效的界面接触改善了光生电子的转移和光生载流子的分离. 自由基清除实验结果表明, ?OH起主要作用. 结合高效液相色谱-质谱(HPLC-MS)法对降解产物的分析, 提出了不同光催化剂催化降解恩诺沙星具有相似的降解途径和降解产物.     

Cu-石墨烯类Fenton催化剂的制备及催化活性

通过一步水热法制备了Cu-石墨烯(Cu-RGO)催化剂,实现了Cu纳米颗粒的可控生长和氧化石墨烯(GO)还原的同步进行,并将所制备的Cu-RGO用于亚甲基蓝(MB)的催化降解研究。在H2O2存在条件下,当GO与Cu的质量比为3∶17时,经过4 h催化反应,Cu-RGO催化剂对亚甲基蓝的降解率可达到99.5%,经过6次循环使用对亚甲基蓝的降解率仍保持在98.1%以上,CuRGO催化剂展现了较高的催化活性及良好的稳定性。     

TiO2/氧化石墨烯光催化降解亚甲基蓝性能研究

理想的石墨烯具有二维平面结构,其具有良好的机械性能、热导率、高电子迁移率和量子霍尔效应。本文以改进的Hummers法制得氧化石墨烯(Graphene Oxide),超声处理和水热法制备了氧化石墨烯(GO)负载量分别为1.0 wt%、1.5 wt%,2.0 wt%,2.5 wt%的TiO_2/GO复合材料,并通过XRD、TEM等表征手段观察了复合材料的晶相和结构,探讨光催化降解亚甲基蓝性能。结果表明:较之TiO_2,复合材料均具有更大的表面积、更好的亲水性和更强的光催化性能;反应浓度均为2 g·L~(-1)的复合材料,光催化降解10 ppm亚甲基蓝,氧化石墨烯负载量为1.5 wt%的TiO_2/GO复合材料,1 h光催化降解率可达86%,效果最佳。TiO_2/GO复合材料吸附容量大,稳定性良好,能够高效光催化降解偶氮型染料,有望在进一步改良性能后广泛应用于降解工业废水领域。     

Fe-CuS/还原氧化石墨烯(RGO)的制备及其光催化性能

以氯化铜（CuCl₂·2H₂O）、硫脲（（NH₂）₂CS,Tu）、1,2-丙二醇（1,2-PG）、氯化铁（FeCl₃·6H₂O）及氧化石墨烯（GO）为原料,通过溶剂热法制备了具有可见光活性的Fe-CuS/RGO复合材料。采用XRD、SEM、TEM、Raman、XPS、TG、UV-Vis等手段对产品进行了表征,并以亚甲基蓝（MB）为目标降解物对其可见光催化活性进行了研究。光催化结果表明：在汞灯（150 W）下照射140 min,CuS、CuS/RGO和Fe-CuS/RGO对MB的脱色率分别为41.2%、81.5%和90.6%。Fe-CuS/RGO对MB的降解效率较CuS/RGO和CuS有较大提升,可能原因是Fe元素有利于电荷在CuS与RGO界面间传输,降低了光生电子-空穴对的复合几率,进而提高了光催化活性。     

碳网封装Fe3O4/还原氧化石墨烯锂离子电池负极材料

通过简单有效的溶剂热法将Fe3 O4颗粒与氧化石墨烯(GO)进行复合,得到Fe3 O4/GO复合材料.将Fe3 O4/GO与葡萄糖进行碾磨.在高温下将GO还原成还原氧化石墨烯(rGO)的同时在Fe3 O4/rGO表面制备网状结构的导电碳层,得到三维网络传输结构C/Fe3 O4/rGO复合材料.由碳网和还原氧化石墨烯组成...     

改性氧化石墨烯稳定Pickering乳液法制备高导热相变整体材料

采用表面引发原子转移自由基聚合法(SI-ATRP)改性氧化石墨烯(GO), 并用其稳定Pickering高内相乳液, 一步成型制得高导热氧化石墨烯/石蜡复合整体相变材料. 通过SI-ATRP方法, 在氧化石墨烯表面引入分子刷, 提高GO的分散性, 实现了低GO含量下优异的导热强化效果. 当GO添加量仅为相变复合材料整体的0.4%(质量分数)时, 其热导率(3.968 W?m^-1?K^-1)比纯石蜡的热导率(0.608 W?m^-1?K^-1)有较大提升. 通过测试发现, 在1000次循环后相变材料的泄漏率仅为1.1%~1.3%, 表现出良好的形状稳定性和热可靠性. 制备的新型形状稳定相变材料在温控、 储能应用中具有潜在的用途.     

磁性Fe3O4/石墨烯Photo-Fenton催化剂的制备及其催化活性

采用共沉淀法制备磁性Fe3O4/GE(石墨烯)催化剂,实现Fe3O4纳米颗粒生长和氧化石墨烯还原同步进行,采用FTIR、XRD、TEM及低温氮吸附-脱附等对Fe3O4/GE纳米催化剂的物相、颗粒粒径及比表面积进行了表征。在H2O2存在条件下,以亚甲基蓝为目标降解物,考察了在模拟太阳光下Fe3O4/GE的催化活性,当氧化石墨烯与Fe3O4的质量比为1∶10时,经过2 h催化反应,在pH=6条件下,对亚甲基蓝的降解率达到98.7%,经过10次循环使用后对染料溶液的降解率仍保持在95.7%以上,明显优于纯的Fe3O4。     

氧化石墨烯和石墨烯量子点的两亲性调控及其在Pickering乳液聚合中的应用

氧化石墨烯(Graphene oxide,GO)和石墨烯量子点(Graphene quantum dots,GQDs)与聚合物复合时的分散性较差,用Pickering乳液聚合法可有效解决该问题,这对于提升复合材料的功能性有重要意义。本文归纳了GO和GQDs的制备方法和结构模型,阐述了GO尺寸、离子强度、pH、GO和GQDs结构设计以及单体极性等因素对于GO和GQDs的两亲性调控及其用于Pickering乳液聚合的影响,总结了GO和GQDs用于Pickering乳液聚合的研究进展。GO和GQDs能否作为稳定剂用于Pickering乳液聚合主要与液-液、液-固界面的界面张力大小以及GO和GQDs能否自发地吸附在液-液界面有关,尺寸、离子强度、pH、亲疏水性等均可显著影响液-固界面的界面张力,单体的极性则决定了液-液和液-固界面的界面张力。通过改性、还原等手段对GO和GQDs进行修饰后,可赋予Pickering乳液聚合物导电、导热以及磁响应性等优异性能。最后对GO和GQDs稳定Pickering乳液的研究进行了展望。     

氧化石墨烯薄膜的光电化学性质

用改进的Hummers法制备了氧化石墨烯(GO), 在质子化的氧化铟-氧化硒导电玻璃基片上制备了静电自组装薄膜, 通过紫外-可见光谱和扫描电镜对薄膜进行了表征并研究了薄膜的光电化学性质. 结果表明, GO薄膜是一种稳定的光电阴极材料, 在光强为100 mW/cm²的白光照射下, 偏压为－0.4 V时, 0.1 mol•L^－1的Na₂SO₄溶液中薄膜电极的光电流密度达3.72 μA/cm².     

纳米Cu_2O/氮掺杂石墨烯复合修饰电极对多巴胺的电化学分析研究

本文通过化学还原法制备纳米Cu_2O/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Cu_2O/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Cu_2O/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0.5~700μmol/L之间呈线性关系(r=0.9943),检测限达0.17μmol/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。     

钒酸银/氧化石墨烯复合物的制备和可见光催化性能

通过改进Hummers法制备了氧化石墨烯(GO),采用液相沉淀法合成了Ag₃VO₄/GO复合物,利用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和紫外-可见(UV-Vis)漫反射光谱等技术手段对样品进行了测试表征;并在可见光辐射下(λ≥420 nm)考察了复合物催化剂中GO含量对Ag₃VO₄光催化降解甲基橙溶液(MO)的性能影响。 结果表明,掺杂质量分数2%的GO复合物光催化活性提高最显著,30 min内对MO的降解率可达到89%以上,是纯Ag₃VO₄光催化活性的3倍。     

即抛型氧化石墨烯/血红蛋白传感器的制备及其对H_2O_2的测定

采用丝网印刷技术制备传感器(SPE),将制备好的氧化石墨烯(GO)修饰于SPE表面用以固载血红蛋白(Hb),构建氧化石墨烯/血红蛋白修饰传感器(Hb/GO/SPE)。Hb/GO/SPE配合实验室自制反应池,实现了对H_2O_2的电化学检测。结果表明,制备的GO具有良好的导电性和生物相容性,促进了Hb的直接电子转移,对H_2O_2的还原具有良好的电催化活性。Hb/GO/SPE对H_2O_2在6.0×10~(-6)～2.0×10~(-2) mol/L的浓度范围内表现出良好的线性关系,线性相关系数R=0.997,检测限(S/N=3)为3.5×10~(-6) mol/L。Hb/GO/SPE测定步骤简单、检测范围宽、稳定性和重现性较好,测定完成后Hb/GO/SPE即可抛弃,使用方便快捷。     

Ti3C2Tx-MXene-聚二烯丙基二甲基氯化铵-还原氧化石墨烯复合膜修饰电极检测碘酸盐

通过静电组装法制备了Ti₃C₂T_x-MXene-聚二烯丙基二甲基氯化铵(PDDA)-还原氧化石墨烯(r GO)复合材料(Ti₃C₂T_x-MXene-PDDA-r GO),将其修饰在玻碳电极(GCE)表面,用于碘酸盐的电化学检测。采用氢氟酸(HF)刻蚀钛碳化铝(Ti₃Al C₂)法制备了Ti₃C₂T_x-Mxene,以水合肼为还原剂制备了PDDA功能化的r GO(PDDA-r GO)。将MXene加入PDDA-r GO分散液中,通过带正电的PDDA与表面带负电荷的Ti₃C₂T_x-MXene间的静电相互作用,制得Ti₃C₂T_x-MXene-PDDA-r GO复合材料。采用扫描电镜(SEM)、能谱(EDS)、X射线粉末衍射仪(...     

Cu2O/CNTs复合材料的制备及其光催化性能

以乙二醇为还原剂,采用溶剂热法在混酸(V_(H_2SO_4)/V_(HNO_3)=3∶1)超声处理的碳纳米管(CNTs)表面负载氧化亚铜(Cu_2O),通过改变CNTs的含量制备出球形Cu_2O/CNTs复合材料。采用X射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、扫描电镜(SEM)、能谱分析(EDS)、N_2吸附-脱附、紫外-可见光漫反射(DRS)、有机总碳量(TOC)等对Cu_2O/CNTs进行表征;研究CNTs含量对Cu_2O/CNTs复合材料的结构、形貌、比表面积与孔径、光吸收特性的影响;结合光催化机理讨论CNTs对Cu_2O/CNTs光催化性能的影响。结果表明,当CNTs含量为0.2 g时,Cu_2O/CNTs的光催化性能最佳,在可见光照射60 min后,对甲基橙的降解率达到92.1%。     

方波脉冲法制备Cu_2O@Cu/TiO_2三维阵列纳米复合材料及其作为高灵敏无酶型葡萄糖传感器的研究

采用阳极氧化法制备了TiO_2三维阵列纳米管(TiO_2 NTAs),再利用方波脉冲法在TiO_2 NTAs表面电沉积Cu薄膜,经过煅烧处理后得到Cu_2O@Cu/TiO_2 NTAs纳米复合材料。X-射线衍射仪(XRD)测试表明该材料中Cu和Cu_2O共存。扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)分析显示,TiO_2管壁的外表面均匀生长Cu_2O,选区电子衍射结果表明该纳米复合材料为混晶材料。差分脉冲伏安法表明,Cu_2O@Cu/TiO_2 NTAs在+0.56 V处出现明显的葡萄糖氧化峰,表明该纳米复合材料对葡萄糖具有强的电催化作用,可用于葡萄糖的测定。计时电流法得到葡萄糖的线性范围为0.19～3.5 mmol/L,灵敏度为372.0μA·L·mmol~(-1)·cm~(-2),检出限为3μmol/L。交流阻抗测得Cu_2O/TiO_2 NTAs的传荷阻抗为526.2Ω,Cu_2O@Cu/TiO_2 NTAs为1.8Ω,二者相差292倍,说明Cu作为中间过渡层降低了电子传导的传荷阻抗。将该电极用于血清中葡萄糖含量的检测,测试结果与医院测定结果无显著差异。Cu_2O@Cu/TiO_2 NTAs可作为一种灵敏度高、响应速度快、选择性较好的无酶型葡萄糖传感器。     

GO/Fe3O4/有机胺复合材料的制备及对结晶紫染料的吸附性能

用改进的Hummers法制备了氧化石墨烯,用乙二胺、乙二胺与丁二胺/己二胺混溶来改性氧化石墨烯。用水热法制备了Fe3O4,并用物理混合法制备了GO/Fe3O4/有机胺的三元复合体系。用透射电镜、扫描电镜、红外光谱、热重分析、X射线衍射、VSM和XPS等对所制得的样品进行了结构表征和性能测试,研究了三元复合粒子对结晶紫染料的吸附性能及影响结晶紫染料吸附效果的因素。结果表明:所制备的Fe3O4的平均粒径约为200 nm,粒径分布均匀;复合物中GO为典型的片状结构,GO及有机胺的掺杂没有影响Fe3O4的尖晶石结构;复合物为超顺磁性,Ms为53.0 emu·g~(-1)。吸附结果表明:石墨烯/Fe3O4/有机胺的三元复合材料对结晶紫染料的最大吸附量随浓度增大而增大,而吸附结晶紫染料的移除率却随结晶紫染料浓度增大而减小,并趋向一定值;乙二胺和己二胺混溶比例为5∶1的GO/Fe3O4复合材料吸附性能最佳:结晶紫浓度为400 mg·L~(-1),最大吸附量为164.3 mg·L~(-1)。     

硫/石墨烯气凝胶的绿色可控制备及锂硫电池性能

以氧化石墨烯(GO)为碳前驱体,H2O2作为绿色氧化剂,H2S为还原剂和硫源,水热法制备了硫含量可控的硫/石墨烯气凝胶.通过调控加入到GO溶液中H2O2的用量使复合物中硫的质量分数在64％～ 84％间变动.将硫/石墨烯气凝胶用于锂硫电池正极材料,硫质量分数为70％的复合物表现了较好的锂硫电池性能,在0.1 A/g的电流...