氧化石墨烯与氧化锌复合材料的制备及室温NOx气敏性能研究

以Zn(NO3)2·6H2O为锌源,尿素为沉淀剂,氧化石墨烯(GO)为碳源,采用均匀沉淀法合成碱式碳酸锌与氧化石墨烯复合材料前驱体,350℃下焙烧前驱体2h,获得ZnO/GO复合材料,在室温下研究了该复合材料对NOx的气敏性能.通过X射线衍射、拉曼光谱、扫描电子显微镜和透射电子显微镜对材料的形貌和结构进行表征.结果表明,所得样品为六方ZnO与GO复合材料,ZnO纳米粒子较均匀的覆盖在GO的表面.当硝酸锌溶液浓度为0.3mol/L时,所合成的复合材料对NOx有较高的灵敏度,且注入NOx体积浓度97 ppm时,灵敏度为27.5;,响应时间1s,最低检测浓度可达0.97 ppm.     

N掺杂Bi2O2CO3/氧化石墨烯分级结构的合成及其可见光催化性能研究

以柠檬酸铋铵分子为前驱体,采用一步水热法直接合成了原位N掺杂Bi2 O2 CO3分级微球(由二维级别纳米片组装而成的三维级别的维度分级结构)及其与氧化石墨烯(GO)的复合材料.柠檬酸铋铵在水热过程分解出的NH4+为N掺杂唯一来源,柠檬酸根在水热过程中分解产生CO32-,部分Bi3+被还原成Bi单质.通过N掺杂以及GO的引入,使Bi2 O2 CO3的光响应范围扩展至可见光,降低了Bi2O2CO3的禁带宽度.Bi单质使复合材料具备更低的电子-空穴复合率.可见光照射下,N掺杂Bi2 O2 CO3分级微球表现出良好的光催化去除NO的性能.引入氧化石墨烯和Bi单质后,光催化活性进一步得到提升.     

GO/Tb4 O7复合材料的光催化性能研究

以氧化石墨烯(GO)和氧化铽(Tb4 O7)为原材料,采用水热法制备了GO/Tb4 O7复合粉体.通过SEM、XRD和分光光度计等手段对复合材料粉体进行了分析.用罗丹明B溶液作为模拟污染物,在光催化反应仪中采用紫外光照射不同时间后,利用分光光度计测试其光催化性能.实验结果表明:复合材料粉体中,氧化铽颗粒基本可以均匀的分布在GO表面;随着GO含量(6;,8;,10;)的增加,复合材料粉体和罗丹明B的反应速率逐渐加快;在60 min时三种复合材料粉体的降解率分别为98.40;、98.64;、98.94;.     

CuO/氧化石墨烯复合材料合成、表征及光催化研究

以醋酸铜Cu(Ac)2和氧化石墨烯(GO)为原料,去离子水作溶剂,十六烷基三甲基溴化铵(CTMAB)为表面活性剂,通过水热反应制备了CuO/GO纳米复合材料.傅里叶红外光谱(FT-IR)、X-射线粉末衍射(XRD)以及光电子能谱仪(XPS)和透射电镜(TEM)对合成的复合材料结构表征以及形貌分析,结果发现CuO纳米粒子均匀地分散在GO上.并将制备的复合材料对罗丹明B溶液进行光催化降解研究,结果发现在光反应80 min后,罗丹明B的浓度降低率达到85;,因此CuO/GO复合材料对罗丹明B表现出了良好的光催化性能.     

TiO2/石墨烯纳米复合材料制备及其光催化性能研究

以TiCl3和氧化石墨(GO)为原料,采用简便的原位液相法制备了TiO2/石墨烯(RGO)纳米复合材料.利用XRD、SEM、XPS和UV-Vis光谱表征了其微观结构及性能,实验考察了复合材料光催化还原CO2性能,探究了其光催化反应机理.研究表明,TiO2/石墨烯纳米复合材料具有显著的光催化还原活性,光催化反应产物选择性高,反应6.0h甲醇的累积产量为3.43 mmol/L,石墨烯的协同效应提高了TiO2半导体的光催化活性和反应效率.     

六方短棒状ZnO/氧化石墨烯复合材料的制备及其光催化性能

以乙酸锌为锌源,NaOH溶液作为沉淀剂,采用水热法结晶得到六方短棒状ZnO颗粒.再以化学氧化法制备的氧化石墨烯为改性剂,在ZnO颗粒合成过程中加入不同量的氧化石墨烯(GO)分散液.在水热条件下ZnO颗粒与氧化石墨烯片发生自组装形成ZnO/GO复合材料.通过X-射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)与紫外-可见漫反射光谱(DRS)对样品的物相组成、显微形貌、官能团特征及光学性质进行表征.在紫外光和可见光照条件下,分别研究了ZnO及不同GO含量的ZnO/GO复合材料对亚甲基蓝(MB)的光催化降解活性.结果表明:合成的ZnO为六方短棒状形貌,且GO的加入量对样品的形貌产生较大影响,同时GO可以有效促进光生电子和空穴的分离,所得ZnO/GO复合材料在紫外光光照条件下对MB具有良好的光催化降解性能,而在可见光光照下光催化活性很低,从而推测ZnO极性面与非极性面的暴露比例对复合样品的光响应范围及其光催化性能产生重要影响.     

Cu2O/还原氧化石墨烯复合材料的构筑及其在NOx气体分子检测方面的应用

采用氧化石墨(GO)为碳源,CuSO4为铜源,葡萄糖为还原剂,70℃回流,制备得到Cu2O/还原氧化石墨烯复合材料.该复合材料具有层状结构,八面体的Cu2O粒子均匀地生长在还原氧化石墨的表面.采用Cu2O/还原氧化石墨烯复合材料组装成气敏元件,在室温下对NOx气体分子进行检测,结果表明,该材料在室温下对97.0 ppm NOx有很较好的气敏响应,灵敏度为17.42;以上,响应时间为13.33 s.该传感器的最低检测浓度为0.97 ppm NOx,对NOx分子具有非常高的气敏选择性.     

Sr掺杂镧锰氧化物/石墨烯对电极的催化性能研究

以商用TiO2薄膜为光阳极,以溶胶-凝胶法合成的Sr掺杂镧锰氧化物La0.67Sr0.33MnO3 (LSMO)纳米颗粒为对电极,为电解液,组装染料敏化太阳能电池(DSSC).通过电化学阻抗谱(EIS)、塔菲尔极化曲线(Tafel曲线)、循环伏安曲线(CV曲线)、伏安特性曲线(J-V曲线)对制备的对电极进行光电性能分析.为了进一步提高LSMO纳米颗粒对电极的能量转化效率,在LSMO纳米颗粒中加入还原氧化石墨烯(RGO),通过简单的物理混合法制备了LSMO/RGO纳米复合材料.这种复合材料在还原I3-方面表现出更优异的电催化性能.与Pt对电极(6.942;)相比,其能量转化效率(PCE)达到了6.567;.     

氧化石墨烯/二氧化硅复合材料的制备及其在吸附领域应用研究进展

近十年来,氧化石墨烯(GO)基复合材料日益引起研究者的广泛兴趣,而氧化石墨烯和二氧化硅的复合材料是其中的一个研究热点.本文介绍了氧化石墨烯/二氧化硅(GO/SiO2)复合材料的制备及其在吸附领域的应用.其制备方法包括非共价键法和共价键法,在非共价键法中,包括阳离子表面活性剂法和二氧化硅表面改性法;在共价键法中,包括形成酰胺键(-CO-NH-)、硅酯键(-COOSi-)、碳氧硅键(-C-O-Si-).吸附领域的应用包括对重金属离子、有机物的吸附.最后,我们对氧化石墨烯/二氧化硅复合材料将来的发展进行了展望.     

Al2TiO5/Al2O3陶瓷复合材料的晶粒异向生长

通过机械激活法制备了Al2TiO5/Al2O3(nAl2TiO5: nAl2O3=1: 4)的陶瓷复合材料.利用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)以及能谱(EDS)分析了不同的温度制度下Al2TiO5/Al2O3陶瓷复合材料的晶粒生长特性.X射线衍射谱图(XRD)显示烧结样品的主晶相为α-Al2O3和Al2TiO5.SEM和EDS分析显示,较低温度下烧结(1350 ℃)时Al2TiO5晶粒为等轴状.当温度升高到1450 ℃时,Al2TiO5开始异向长大,形成棒状晶粒.随着温度的升高(1500 ℃),棒状Al2TiO5的长径比继续增加.而Al2O3则始终为片状和等轴晶粒,且异向生长的Al2TiO5晶粒填充于Al2O3三角晶界处.研究表明,烧结温度的升高会促进晶体异向生长并增加其体积分数.Al2TiO5会阻碍Al2O3基体颗粒进一步生长,所以当Al2TiO5颗粒平均尺寸随着烧结温度增加而增大,Al2O3基体晶粒生长几乎停滞.     

Hydrothermal synthesis of MoO3 nanobelt‐graphene composites

A composite of graphene sheets decorated with molybdenum trioxide (MoO₃) nanobelts has been fabricated via a facile and efficient hydrothermal route in the presence of NaCl. The structure, morphology of these promising composites were investigated by means of field‐emission scanning electron microscopy (FE‐SEM), transmission electron microscopy (TEM), X‐ray diffraction (XRD), Raman spectroscopy and thermogravimetric (TG) analysis. FESEM and TEM studies suggest the presence of uniform crystalline MoO₃ nanobelts and graphene sheets in as‐prepared hybrid materials. XRD and Raman results confirm the reduction of graphite oxide (GO) sheets to graphene sheets accompanying by the formation of MoO₃ nanobelts. Moreover, thermal properties of GO and MoO₃ nanobelt‐graphene composites reveal that thermal stability of the obtained MoO₃ nanobelt‐graphene composites is obviously higher than that of GO due to the transformation of GO sheets to highly stable graphene sheets in the hybrids. This work could provide new insights into the fabrication of high quality MoO₃‐graphene hybrid nanomaterials and facilitate their potential applications in different fields. (© 2011 WILEY‐VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim)     

氨基酸/氧化石墨烯/羟基磷灰石复合材料在酸蚀人牙釉质体外再矿化中的应用

本文研究了甘氨酸(Gly)和氧化石墨烯(GO)复合改性羟基磷灰石(Gly/GO/HA),以及天冬氨酸(Asp)和GO复合改性羟基磷灰石(Asp/GO/HA)对酸蚀人牙釉质(HE)体外再矿化的影响。通过CCK-8法测定不同复合材料的细胞毒性,通过场发射扫描电镜、EDX能谱分析、X射线衍射和显微硬度测试,对再矿化前/后HE表面及剖面形貌、表面元素组成、表面成分结构和表面力学性能进行表征。结果表明:Gly/GO/HA和Asp/GO/HA均有良好的安全性和生物相容性,且均能使酸蚀HE得到一定的修复,其中Gly/GO/HA对酸蚀HE表面和深层脱矿的修复效果优于Asp/GO/HA。     

不同形态的铝对激光裂解聚硅氧烷制备SiAlCO陶瓷涂层的影响

采用激光裂解含Al聚硅氧烷法制备陶瓷涂层,通过扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)和X射线光电子能谱(XPS)等手段,分析了激光裂解含Al聚硅氧烷生成物的组成与结构.结果表明,Al元素的化学价态对激光裂解聚硅氧烷制备的涂层形貌有非常大的影响.在激光裂解含Al聚硅氧烷过程中,Al与聚硅氧烷中的C、O、Si发生反应产生新生陶瓷相,但加入Al粒子时生成晶态Al0.2Si0.8O2.2和非晶态Al2O3陶瓷相,加入异丙醇铝时生成非晶态的Al2O3和AlOx陶瓷相.新生陶瓷相对所制备的陶瓷涂层表面孔隙具有填补作用,使陶瓷涂层表面平整致密,孔隙、缝隙基本消失.     

碳热原位合成SiC_w/Al_2O_3复相陶瓷粉体的制备工艺及反应机理

本文以高岭土和纳米碳黑颗粒为原料,采用碳热还原原位合成工艺制备SiC_w/Al_2O_3复相陶瓷粉体.通过研究合成温度、保温时间、原料配比以及氩气流量对合成产物的影响,借助XRD、SEM等技术手段进行测试表征,得到了合成工艺的最优参数,并探讨了碳热还原反应的机理.实验结果表明:高岭土与碳黑的摩尔比为1∶ 8,氩气流量为80 mL/min,在1500 ℃下保温2 h,可获得纯净的SiC_w和Al_2O_3复相陶瓷粉体,SiC晶须的平均直径为300 nm左右,长度大于6 μm,长径比大于20,SiC晶须表面光洁,与氧化铝颗粒呈均匀分布.碳热还原高岭土合成SiC_w/Al_2O_3,包括碳热还原SiO_2 与碳热还原莫来石两个阶段,碳化硅晶须的生成遵循气-固(V-S)生长机理.     

Synthesis of MoSe2/Reduced graphene oxide composites with improved tribological properties for oil‐based additives

In this work, we developed a facile and effective hydrothermal method synthesis of MoSe₂ nanoflowers on reduced graphene oxide (RGO) sheets. The as‐prepared MoSe₂/reduced graphene oxide (MoSe₂/RGO) composites are characterized by X‐ray diffractometer (XRD), scanning electron microscopy (SEM) and transmission electron microscopy (TEM). The results indicated that MoSe₂ nanoflowers were successfully deposited on RGO nanosheets to form a well interconnected hybrid structure. The tribological properties of MoSe₂/RGO composites as lubricating oil additive were investigated by a UMT‐2 ball‐on‐plate friction and wear tester. By the addition of MoSe₂/RGO composites in paraffin oil, the antiwear ability was improved and the friction coefficient was decreased. The based oil with MoSe₂/RGO composites showed better tribological properties than the oil with MoSe₂ and pure oil. The good friction and wear properties of MoSe₂/RGO composites as additives were attributed to the formation of a thin physical tribofilm on the substrate.     

Facile hydrothermal synthesis of uniform 3D γ‐AlOOH architectures assembled by nanosheets

Uniform γ‐AlOOH architectures assembled by nanosheets were successfully synthesized in the mixture of deinonized water and dimethyl sulfoxide (DMSO) at 180 °C. The structure and morphology of products were characterized by X‐ray diffraction analysis (XRD), scanning electron microscopy (SEM), and transmission electron microscopy (TEM). The products displayed 3D microstructures with its length of 1 μm and diameter of 400‐500 nm. The obtained γ‐AlOOH structures exhibited large Brunauer‐Emmett‐Teller (BET) surface area of 216.5 m²/g and pore size of 3.7 nm. The formation mechanism of 3D γ‐AlOOH architectures was also discussed based on the experimental results. Furthermore, the γ‐AlOOH architectures exhibited preliminary photoluminescence (PL) phenomenon with a strong peak at 323 nm. (© 2010 WILEY‐VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim)     

热电池MnO2/石墨烯正极制备及电性能研究

采用水热法合成了MnO2/石墨烯复合材料,通过扫描电子显微镜( SEM)分析了材料的表面形貌,通过X射线衍射(XRD)和X射线光电子能谱(XPS)表征了材料的晶相结构和组成,采用恒流放电的方式对LiSi/LiCl-KCl/( MnO2/G)单体电池进行了电性能的测试。测试结果表明反应体系中加入GO后获得的材料由大量的纳米花球式和纳米棒式结构无规则的交织排列在一起,α-MnO2纳米簇结构依附在石墨烯纳米片上;产物在2θ为22°~27°时出现了较宽的无序堆叠的石墨烯的衍射峰;Mn元素氧化后离子状态为Mn4+;LiSi/LiCl-KCl/( MnO2/G)单体电池有两个放电平台,分别为2.58 V、1.96 V,放电电压截止到1.0 V时,对应的放电比容量达到1150.2 mAh/g。     

SnO2/氮掺杂石墨烯纳米复合材料的制备及其电化学性能研究

采用温和的水热法在氧化石墨烯(GO)片层上原位生长纳米SnO2颗粒, 通过氨水调节体系pH值并对石墨烯进行掺氮,成功制备出了SnO2/氮掺杂石墨烯(N-rGO)和SnO2/石墨烯(rGO)纳米复合材料,并对它的电池和电催化性能进行研究.XRD和SEM等分析结果表明,SnO2颗粒均匀地分布在N-rGO和rGO表面,粒径分别为50 nm和100 nm左右.进一步的TEM结果表明,SnO2颗粒是由更细小的粒径为5~7 nm SnO2颗粒所组成的二次团聚体.半电池性能测试结果表明:在100 mA/g电流密度下,SnO2/N-rGO和SnO2/rGO的可逆容量分别为901 mAh/g、756 mAh/g,比同等条件下纯的纳米SnO2高6.0和4.9倍;在2 A/g的高电流密度放电情况下, SnO2/N-rGO和SnO2/rGO的放电比容量分别可以达到619 mAh/g和511 mAh/g,表现出优异的倍率性能.电催化性能测试表明:SnO2/N-rGO的催化活性要高于SnO2/rGO,催化氧还原反应(ORR)主要按照四电子转移过程进行,为非铂催化剂的研究提供了一个新的思路.     

Fabrication of ferric oxide/reduced graphene oxide/cadmium sulfide heterostructure photoelectrode for enhanced photoelectrochemical performance

A novel high‐efficiency photoelectrode (Fe₂O₃/reduced graphene oxide/CdS) built from heterostructure and conductive scaffold has been successfully designed and synthesized. Reduced graphene oxide works as a “bridge” which benefits for electron and hole transport. The obtained heterostructure photoelectrodes were systematically characterized by X‐ray diffraction (XRD), transmission electron microscopy (TEM), scanning electron microscopy (SEM), Raman spectroscopy, and X‐ray photoelectron spectroscopy (XPS). The photoconversion efficiency (η) and photocurrent densities vs. time (I‐t) curves responding to monochromatic lights have been further investigated in‐depth, which reveals that introduction of CdS and reduced graphene oxide played an important role in the enhancement of photoelectrochemical performance.