氧化石墨烯的可控还原及结构表征

采用氧化还原法, 通过控制还原时间制备了不同还原程度的石墨烯; 用红外光谱、 紫外光谱、 拉曼光谱、 X射线衍射、 热重分析、 电导率测量等多种手段系统研究了不同还原程度石墨烯的结构与性能; 采用透射电子显微镜、 扫描电子显微镜和原子力显微镜比较了氧化石墨烯和石墨烯的形貌. 结果表明, 随着还原程度的增加, 石墨烯中含氧基团减少, 紫外吸收峰逐渐红移, D带与G带的强度比增加, 热稳定性和导电性提高. 微观结构表征说明石墨烯比氧化石墨烯片的厚度增加, 褶皱增多.     

电位调控制备还原氧化石墨烯的电催化性能研究

本文通过控制电位还原氧化石墨烯,可控制备不同含氧官能团的石墨烯纳米材料。以多巴胺、[Fe(CN)_6]~(3-)、NADH为电活性探针,研究了石墨烯表面含氧官能团、缺陷、表面荷电性质以及导电性等对石墨烯电催化性能的影响。研究发现,低还原程度的氧化石墨烯表面含有大量缺陷和丰富的官能团,能够促进多巴胺自催化反应,也有利于K_3[Fe(CN)_6]在电极表面的电子转移;随着氧化石墨烯还原程度提高,其导电性逐渐得到改善,且其表面官能团和缺陷位点数量逐渐减少,对NAD~+的吸附变弱,因而能促进NADH发生电催化氧化。     

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%。     

影响热还原氧化石墨烯超级电容器性能的因素比较

通过改进的Hummer法制得氧化石墨烯,并在不同温度的氩气气氛中还原得到一系列热还原氧化石墨烯（T-RGO）. 电化学测试表明,T-RGO作为超级电容器电极材料时,良好的导电性是必需的,但石墨烯表面含氧官能团对其电容性能的影响要远大于导电性和比表面积的影响,900 °C还原的T-RGO比表面积为314 m²·g^-1电导率为2421 S·m^-1,但其容量只有56 F·g^-1,然而300 °C还原的T-RGO比表面积为18.8 m²·g^-1电导率为574 S·m^-1,其容量却达到281 F·g^-1. 材料表征分析表明,300 °C 还原的石墨烯之所以有更高的电容,是因为除双电层电容外,更多的是由其表面含氧官能团提供的赝电容,这使作者以后在设计制备超级电容器等储能设备用石墨烯基电极材料时更加有针对性.     

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%。     

化学法制备石墨烯研究进展

石墨烯是具有二维晶体结构的碳纳米材料,其具有优异的导电性、透明性和极强的力学性能,可广泛应用于纳米电子器件、复合材料等领域,制备大面积、高质量的石墨烯成为了近年来重要的研究课题。本文介绍了制备石墨烯的化学方法,包括氧化还原法、外延生长法、化学气相沉积法、有机合成法、溶剂热法。本文对各方法的研究状况进行了详细的综述,分析了各方法的优缺点,重点介绍了氧化还原法还原手段对石墨烯结构和性能的影响。氧化还原法制备的石墨烯质量稳定,具有广阔的应用前景。     

基于电化学还原氧化石墨烯的电化学传感

石墨烯作为理想的电极材料,由于其优异的物理和化学性质,在电催化和电分析领域已得到了广泛的关注。由于石墨烯的不可逆团聚现象使其在电化学各领域的应用受到了极大的限制,而氧化石墨烯制备简单、易得,且具有良好的亲水特性,可弥补上述不足,但其结构中富含的各种含氧基团又会导致氧化石墨烯修饰界面的电子传输能力降低,不利于电催化反应和高灵敏传感器的构筑。采用适当的还原方法可减少和控制氧化石墨烯表面的含氧基团的数量,以恢复石墨烯较为完善的平面共轭结构,提高其导电性和调节带隙,达到调控材料电催化性能的目的。基于电化学还原氧化石墨烯(ERGO)得到的本征及各类无机、有机等ERGO类复合材料的电化学传感器具有明显的优势,已被广泛应用于各种电催化及电化学传感领域。本文就基于ERGO类材料的电化学传感器的近期进展作了简要评述,论述了此类电化学传感平台的特点、制备原理和方法、分类以及在各类环境污染物、食品和药物、DNA及生物等领域的电化学传感应用,并就此类电化学传感器的发展方向和应用前景进行了展望。     

一锅溶剂热法制备具有不同形貌特征的CdSe量子点负载石墨烯

利用Hummer氧化法制备了氧化石墨烯,并对氧化石墨烯的NaBH4化学还原法和乙二胺溶剂热还原法进行了比较,发现用乙二胺还原后可在石墨烯表面引入含氮基团,增加片层间的距离,提高分散性。采用乙二胺溶剂热还原法,发展了一锅法制备CdSe量子点负载石墨烯的简易方法。对CdSe量子点负载石墨烯的表征分析结果显示,氧化石墨烯在负载CdSe量子点的同时自身被还原,氧含量显著减少,而还原后的石墨烯表面引入了含氮基团。考察了反应温度及反应时间的影响,研究结果表明,反应温度的变化对氧化石墨烯的还原过程影响不大,而反应时间的影响相对明显。随着反应时间的延长,氧化石墨烯的还原程度越高,石墨烯表面负载的CdSe量子点则由颗粒逐渐长大成为纳米棒和支化的星状纳米结构。通过调控反应条件可在控制氧化石墨烯还原程度的同时改变石墨烯表面所负载CdSe形貌,这为形貌可控的CdSe量子点负载石墨烯的制备提供了一种有效方法。     

一锅溶剂热法制备具有不同形貌特征的CdSe量子点负载石墨烯

利用Hummer氧化法制备了氧化石墨烯,并对氧化石墨烯的NaBH₄化学还原法和乙二胺溶剂热还原法进行了比较,发现用乙二胺还原后可在石墨烯表面引入含氮基团,增加片层间的距离,提高分散性。采用乙二胺溶剂热还原法,发展了一锅法制备CdSe量子点负载石墨烯的简易方法。对CdSe量子点负载石墨烯的表征分析结果显示,氧化石墨烯在负载CdSe量子点的同时自身被还原,氧含量显著减少,而还原后的石墨烯表面引入了含氮基团。考察了反应温度及反应时间的影响,研究结果表明,反应温度的变化对氧化石墨烯的还原过程影响不大,而反应时间的影响相对明显。随着反应时间的延长,石墨烯的还原程度越高,石墨烯表面负载的CdSe则由量子点由颗粒逐渐长大成为纳米棒和支化的星状纳米结构。通过调控反应条件可在控制氧化石墨烯还原程度的同时改变石墨烯表面所负载CdSe量子点的形貌,这为形貌可控的CdSe量子点负载石墨烯的制备提供了一种有效方法。     

电化学还原氧化石墨烯用于四环素电催化检测

四环素(TTC)因其广泛的抗菌性和低生产成本等特点而成为应用最广泛的兽医药物. TTC的大量使用不可避免地导致其进入地表水、地下水和污水处理厂.迄今,已有许多方法用于TTC检测,包括免疫测定法、微生物检测法和化学-物理法等.然而,这些方法费用高,耗时长或需要复杂的样品预处理过程,不适合现场测量或常规分析.电化学分析法具有操作简单、成本低廉、选择性和灵敏度较高、易实现在线检测等特点,在检测领域具有重要优势.石墨烯在电化学传感器领域表现出优越的应用性能,但有关石墨烯材料应用于电分析和电催化方面的报道仍然有限.石墨烯的前驱体氧化石墨烯(GO)片层底面上具有各种类型的含氧官能团和层状边缘,导致其绝缘并具有很多缺陷,使GO包含了sp2和sp3杂化碳原子,为GO提供了独特的具有化学功能的异构电子结构.通过对GO进行还原,可以生成新的sp2域或者改变含氧官能团的数量和类型,从而为GO提供更多的特殊性质.研究表明,电化学还原是一种绿色快速的还原方法,可以控制GO的还原程度和还原过程.本文利用电化学还原法来调整GO表面的官能团和缺陷度,利用在–0.8 V还原电位下得到的电化学还原氧化石墨烯(ERGO-0.8V)修饰玻碳电极(GC)为工作电极(GC/ERGO-0.8V),采用循环伏安法对溶解在pH=3的缓冲溶液中的TTC进行电化学检测,发现ERGO-0.8V对TTC具有电催化性能.利用红外光谱(FT-IR)、X射线光电子能谱(XPS)和拉曼光谱对ERGO-0.8V, ERGO-1.2V, GO及化学还原得到的石墨烯(CRGO)表面官能团和缺陷程度进行了表征,考察了TTC在ERGO-0.8V/GC上的电化学行为,对其电催化还原机理进行了推测.结果表明,与GO, ERGO-1.2V及CRGO修饰电极相比, GC/ERGO-0.8V修饰电极的催化还原峰在0–0.5 V,对TTC表现出独特的电催化性能, GC/ERGO-0.8V电极对浓度为0.1–120 mg/L的TTC溶液具有良好的检测性能,在不同浓度范围内其氧化峰峰电流与峰电位的线性关系不同. FT-IR和XPS结果显示,在–0.8 V还原电位下得到的ERGO-0.8V,其官能团类型和数量发生变化,但仍存在大量官能团,主要是羧基、羟基和环氧基.同时,拉曼表征显示ERGO-0.8V的缺陷密度增大,同时新生成的sp2域减小而使得ERGO的sp2域减小.对比GO等其他材料的表征结果推测,官能团变化是影响ERGO独特电催化性质的主要因素,除此之外还有材料的缺陷度和sp2域.推测GC/ERGO-0.8V修饰电极对TTC可能的催化机理为： TTC在GC/ERGO电极上的还原与氢醌和醌之间的转换有关;而对于ERGO,则可能对应于羧基和羟基之间的转化.然而,同样具有羧基和羟基的ERGO-1.2V则对TTC没有产生电催化作用.其原因可能是在–0.8到–1.2 V还原电位下,形成的羧基位于石墨烯片层内部,而片层内的电子传递较慢.     

Electrochemical reduction of nitrotetralones

The electrochemical reduction of three nitrotetralone derivatives by tast and differential pulse polarography and cyclic voltammetry in a wide pH range was studied. In aqueous media, the reduction of mono- and dinitrotetralone follows the general pattern of reduction of aromatic nitro compounds: the nitro group is reduced in a four-electron step to a hydroxylamine group. However, in mixed media this reduction differs from that of other nitrobenzenes, due to the fact that the formation of the nitroradical anion was not observed. The reduction of the acetoxy derivative was studied only at alkaline pH, because it suffered acid hydrolysis. The ionization pK of the protonatable groups were polarographically obtained.     

Application of thermal analysis to study smelting reduction kinetics

A thermal analysis study on the reduction of iron oxide rich slags under different conditions is presented in this paper. The effects of important process variables such as time, temperature, lime-silica ratio, FeO level in slag etc. are discussed. It is shown that the mechanism of reduction by externally added graphite is different from that by a carbon saturated bath although the activation energy values are similar.     

全氟萘烷的化学还原与电化学还原

全氟碳化合物 ( PFCs)是分子中与碳原子相连的氢 (官能团中的除外 )全部被氟原子取代的有机氟化合物 .由于氟元素的电负性最大 ,所以 C— F键的键能很大 ( 4 80～ 5 30 k J/mol) ;PFCs与相应的碳氢化合物相比 ,C— F键的键长 ( 0 .1 3nm)与 C— H键的键长 ( 0 .1 nm)接近 ,而且氟原子的范德华半径( 0 .1 5 nm)与氢原子的范德华半径 ( 0 .1 2 nm)也非常接近 ,所以当碳氢化合物中的氢原子被氟原子取代而形成全氟碳化合物后 ,结构上不会发生太大的变化 [1] ;但是全氟碳化合物的物理化学性质与原来碳氢化合物的物理化学性质有显著差异 ,表…     

Progress on the Photocatalytic Reduction Removal of Chromium Contamination

Rapid industrialization leads to increased wastewater discharge encompassing hexavalent chromium (Cr(VI)), which leads to serious environmental problems of toxicity and potential carcinogenicity. Removal of these species is normally carried out by ion‐exchange, precipitation, membrane filtration, sorption, photocatalytic reduction, etc. This review mainly focuses on the photocatalytic and photoelectrocatalytic (PEC) reduction of Cr (VI), because of their advantages over other methods such as reduced risk of secondary pollution by non‐reduced Cr (VI), no sludge formation, no need for a large amount of chemical reagents, clean and easy installation. The main factors influencing the photocatalytic reduction efficiency of Cr (VI) such as catalyst activity, solution pH, Cr adsorption on the catalyst and additives, are briefly discussed. Finally, a special emphasis is provided to the photoelectrocatalytic (PEC) reduction of Cr (VI).     

再燃煤粉的NO还原特性研究

实验研究了原煤、煤焦以及煤在不同气氛下受热得到的气体产物对NO的还原特性。结果表明，原煤的NO还原能力不仅与其挥发分含量有关，还与煤中的矿物质有关；制焦气氛中的O2能改变煤焦对NO的还原能力，其改变与煤种有关。高挥发分煤所释放的挥发性产物对NO的还原率也高， 但Tongchuan(TC)煤除外。TC煤的挥发分含量不高，但由TC煤得到的挥发物对NO的还原率与高挥发分的Sanxie(SX)和Shenmu(SM)煤释放的挥发物相当。煤在N2环境下所释放的气体产物对NO的还原能力比CO2气氛下释放的气体产物对NO的还原能力强，但TC煤除外。同样，制气气氛中的氧对燃煤挥发物的NO还原能力的影响也很大，这种影响与煤种有关。     

A convenient synthesis of 2-methyl-3-oxoheptane-1,7-dicarboxylic esters and amides

A range of simple derivatives of 2-methyl-3-oxoheptane-1,7-dicarboxylic acid have been prepared by Birch reduction/methylation of 2,6-dimethoxybenzoic acid derivatives followed by solvolysis.     

两种制备铂纳米颗粒方法的比较

用乙醇回流及NaBH4还原两种方法制备了Pt纳米颗粒,用UV Vis光谱、TEM对铂纳米颗粒进行了表征,比较了两种合成方法的特点.     

Selective Reduction of 7-Demethylsinomenine

Several borohydride reagents： sodium borohydride, sodium cyanoborohydride, soudium acetoxyborohydride and soudium triacetoxyborohydride were screened, respectively, for the reduction of 7-demethylsinomenine, which was an α,β-dicarbonyl compound derived from sinomenine. Highly regio-and stereo-selectivity was acquired when sodium cyanoborohydride or NaBH（OAc）3 was used. The product was structurally confirmed as 7R configuration by NMR, X-ray crystal diffraction analysis. Some preliminary discussion was also made on the mechanism of the selective reduction.     

Oxygen reduction at the surface of glassy carbon electrodes modified with anthraquinone derivatives and dyes

The preparation, electrochemical and catalytic behaviour of glassy carbon electrodes modified by anthra-9,10-quinone, its amino derivatives and dyes were investigated. The stability of the modified electrodes was studied by cyclic voltammetry in acidic and neutral media. The electrocatalytic ability of the modified electrodes for the reduction of dioxygen to hydrogen peroxide was examined by cyclic voltammetry, chronoamperometry and chronocoulometry techniques. The influence of pH on the electrochemical and catalytic behaviour was studied and pH 5.0–8.0 was chosen as the optimum working pH by comparing the shift in oxygen reduction potential. The anthraquinone-adsorbed glassy carbon electrodes possess excellent electrocatalytic abilities for dioxygen reduction with overpotential ranging from 280 to 560 mV lower than that at a plain glassy carbon electrode. Hydrodynamic voltammetric studies were performed to determine the heterogeneous rate constants for the reduction of O₂ at the surface of the modified electrodes, mass specific activity of the anthraquinones used and the apparent diffusion coefficient of O₂ in buffered aqueous O₂-saturated solutions. Studies showed the involvement of two electrons in dioxygen reduction.     

惰性小分子电催化还原反应的电解液调控

本文概述了惰性小分子电催化还原反应（如二氧化碳还原反应和氮气还原反应）中电解液的组成和作用机制,介绍了相关电解液研究的最新进展,并讨论了电解液调控在揭示反应机理、改善催化性能中的重要作用.