球磨辅助氧化还原法制备石墨烯

本文利用天然石墨作为原材料,采用改进的Hummers法制备氧化石墨(GO)。首先将氧化石墨在低能球磨机中球磨10 h,然后超声剥离得到氧化石墨烯。最后利用水合肼作为还原剂,通过磁力搅拌回流反应得到石墨烯。利用SEM,AFM,XRD,Raman,FTIR,TEM对所制备的石墨烯的形貌和结构进行表征。同时将经低能球磨制备的石墨烯与未经低能球磨制备的石墨烯进行比较,分析了在不同工艺条件下制备的石墨烯的效果。结果表明低能球磨有利于减薄氧化石墨,促进氧化石墨的剥离。并且有利于氧化石墨的还原,从而缩短回流还原反应时间,提高了制备石墨烯的效率。     

微波固相法快速制备氮掺杂石墨烯

以鳞片石墨为原料,首先通过Hummers法制备氧化石墨,再将洗涤至中性的氧化石墨分散液与乙二胺反应得到功能化石墨烯。干燥后的功能化石墨烯在微波辐照下能瞬间产生高热,促使接枝的乙二胺分子分解并实现对石墨烯原位掺杂制备出氮掺杂石墨烯。利用扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、X射线光电子能谱(XPS)、X射线衍射(XRD)、X射线能谱(EDS)对样品的形貌、结构和组成进行了表征。结果表明:该合成途径能成功实现对氧化石墨烯的还原和掺杂,所合成的氮掺杂石墨烯呈现透明绢丝状结构。     

微波固相法快速制备氮掺杂石墨烯

以鳞片石墨为原料, 首先通过Hummers法制备氧化石墨, 再将洗涤至中性的氧化石墨分散液与乙二胺反应得到功能化石墨烯。干燥后的功能化石墨烯在微波辐照下能瞬间产生高热, 促使接枝的乙二胺分子分解并实现对石墨烯原位掺杂制备出氮掺杂石墨烯。利用扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、X射线光电子能谱(XPS)、X射线衍射(XRD)、X射线能谱(EDS)对样品的形貌、结构和组成进行了表征。结果表明:该合成途径能成功实现对氧化石墨烯的还原和掺杂, 所合成的氮掺杂石墨烯呈现透明绢丝状结构。     

石墨烯纸的制备及电容特性

利用未经任何分散处理的氧化石墨溶胶在气-液界面自组装得到氧化石墨纸(ϕ=10 cm), 将氧化石墨纸在不同温度下用水合肼蒸气还原制得石墨烯纸. 采用扫描电子显微镜(SEM)、 X射线衍射(XRD)、 Raman光谱、 X射线光电子能谱(XPS)及氮吸附对还原前后样品的微观结构、 表面特性、 元素组成及比表面积进行了表征, 在此基础上考察了还原处理及还原温度对材料电容特性的影响. 结果表明, 在150 ℃下还原氧化石墨纸得到的石墨烯纸具有较好的电化学电容特性, 其在1000 mA/g恒定充放电电流密度下, 6 mol/L KOH电解质溶液中的质量比电容达到142 F/g, 1000次充放电循环后电容保持率为99.8%.     

石墨烯/还原氧化石墨烯/聚苯胺复合材料的制备及在超级电容器中的应用

本研究以低成本、易规模化的亲水性石墨烯/氧化石墨烯为前驱体,通过原位聚合的方法制备石墨烯/氧化石墨烯/聚苯胺复合材料,经过化学还原后制备得到石墨烯/还原氧化石墨烯/聚苯胺复合材料.采用扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)和傅里叶红外变化光谱仪(FT-IR)对制备的材料进行了结构和形貌的表征.运用循环伏安法...     

石墨烯-氧化钌纳米复合材料的水热法合成及电化学电容性能

通过水热法制备了石墨烯-氧化钌(G-RuO₂)纳米复合材料。对样品进行了X射线衍射(XRD),扫描电子显微镜(SEM),透射电子显微镜(TEM)和能量色散谱(EDS)表征。SEM结果表明氧化钌粒子均匀地分散在石墨烯层片上。TEM结果显示氧化钌纳米粒子的平均粒径约为3 nm。对样品进行了循环伏安和充放电性能测试,结果表明在1 A·g^-1的电流密度下,样品在H₂SO₄(1 mol·L^-1)溶液中具有219.7 F·g^-1的比电容。     

氧化石墨超声时间对三维还原氧化石墨烯结构及超级电容性能的影响

将氧化石墨凝胶超声不同时间制备氧化石墨烯(GO)溶胶,再以GO溶胶为前驱体采用一步水热法制备了三维还原氧化石墨烯(3DRGO),采用X射线衍射(XRD)、拉曼光谱、原子力显微镜(AFM)、扫描电子显微镜(SEM)和电化学测试等研究了不同超声时间对3DRGO的形貌、结构及超级电容性能的影响.结果表明,当超声时间不超过120 min时,经水热反应后还原氧化石墨烯均能形成稳定的三维结构,但随着超声时间的延长,三维结构尺寸不断减小,强度增加,样品的内部结构也由片状逐渐向多孔网状转化;当超声时间超过120 min时,还原氧化石墨烯虽具有网状结构,但在宏观上不利于形成稳定的三维结构.电化学测试结果表明,经不同超声时间所制备的还原氧化石墨烯均表现出较好的超级电容性能,其中超声时间为120 min时制备的3DRGO具有更均匀的多孔网状结构,表现出了最佳的超级电容性能,在1 A/g电流密度下其比电容可达328 F/g,即使在20 A/g的大电流密度条件下,其比电容仍可高达240 F/g.     

氧化石墨：制备及去除阳离子染料的性能

以石墨粉为原料按Hummers氧化法制备氧化石墨,借助X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、傅里叶变换红外光谱法(FTIR)和低温氮吸附-脱附对氧化石墨的结构和形貌进行了表征。结果表明,氧化石墨是不平整的、具有一定层状结构的褶皱片状,在其表面存在着许多含氧的官能团如:环氧基、羟基、羧基。此外还研究了氧化石墨对阳离子染料的吸附性能,结果表明:吸附过程的等温模型符合Langmuir等温式,对甲基紫、甲基绿、中性红这3种阳离子染料的最大饱和吸附量分别为:741,446和368 mg.g-1;对阳离子染料的吸附过程符合二级动力学方程。氧化石墨作为一种吸附剂能有效的去除阳离子染料与其较高的比表面积和与阳离子染料的静电吸引有关。     

一种有效的制备聚乙二醇修饰氧化石墨烯的方法

为提高氧化石墨烯(GO)的生物相容性从而扩展其在高性能生物材料制备中的应用,采用甲苯-2,4-二异氰酸酯作为桥联剂,制备了四臂星型聚乙二醇修饰氧化石墨烯(GO-TDI-sPEG),该产物在水中仍然可以稳定分散.采用傅里叶红外光谱(FTIR)、拉曼光谱(Raman)、X-射线衍射(XRD)、原子力显微镜(AFM)、透射电子显微镜(TEM)和热重分析(TGA)对接枝产物进行表征.产物在2861 cm-1和1093 cm-1处出现的特征红外吸收表明sPEG已接枝到GO上.产物的Raman光谱中D模与G模信号变弱,且ID/IG值变化不大,说明sPEG改性后的氧化石墨物理结构没有发生变化.XRD曲线上产物衍射峰消失,表明经聚合物修饰后氧化石墨被完全剥离.TGA数据表明原始GO在约160℃开始发生热失重,经修饰后,大约在260℃开始热失重,热稳定性增加了约100℃.由TEM图片可以观察到GO及改性石墨烯产物剥离程度较高,且片上分布有较多聚合物点.且AFM图片显示GO的平均厚度大约为0.85 nm,接上聚合物后部分厚度增加到约1.2 nm.     

三维还原氧化石墨烯/聚苯胺复合材料的制备及其超级电容性能

以制备的氧化石墨凝胶和聚苯胺纳米线为原料, 将二者按一定的质量比进行混合超声分散, 再以混合分散液为前驱体采用一步水热法制备得到三维还原氧化石墨烯(RGO)/聚苯胺(PANI) (RGP)复合材料, 采用扫描电镜(SEM), 透射电镜(TEM), X射线衍射(XRD), 傅里叶变换红外(FT-IR)光谱, X射线光电子能谱(XPS)和电化学测试等分析研究了复合材料的形貌、结构和超级电容性能. 结果表明, 复合材料既保持了还原氧化石墨烯的基本形貌, 又能使聚苯胺较好地镶嵌在还原氧化石墨烯的网状结构中; 且当氧化石墨与聚苯胺的质量比为1:1时复合材料在0.5 A·g^-1电流密度下比电容可高达758 F·g^-1, 即使在大电流密度(30 A·g^-1)下其比容量仍高达400 F·g^-1,在1A·g^-1电流密度下循环1000次后比容量保持率为86%, 表现出了良好的倍率性能和循环稳定性, 其超级电容性能远优于单纯的还原氧化石墨烯和聚苯胺, 其优异的超级电容性能可归咎于二者的相互协同作用.     

A facile approach to the fabrication of graphene-based nanocomposites by latex mixing and in situ reduction

Graphene-based polystyrene (PS) nanocomposites were prepared by latex mixing, co-coagulation, and in situ reduction process. In the process, aqueous dispersion of graphene oxide (GO) was mixed with PS latex, which was then co-coagulated with sodium chloride to form stabilized particle suspension; subsequently, hydrazine hydrate was added to reduce GO in situ. This process could avoid the use of additional surfactant or ultrasonic power to stabilize graphene during reduction, thus is facile and energy saving. The preparation process and the resulting nanocomposites were characterized in detail. The results show that, after co-coagulation, GO nanosheets are isolated by PS nanospheres through π–π interaction, which prevents the restacking of graphene in the subsequent reduction process. Thus, a molecular-level dispersion of the graphene nanosheets in the PS matrix is achieved, which greatly improves the electrical conductivity and the mechanical properties of the nanocomposites.     

Fe2O3/rGO纳米复合物的制备及其储锂和储钠性能

金属氧化物可通过电化学转换反应与锂离子及钠离子发生多电子可逆结构转换,是一类极具应用前景的高容量锂离子和钠离子电池负极材料。实验以氧化石墨烯和铁盐为前驱体,采用简单的溶剂法,成功将Fe₂O₃纳米单晶粒子均匀负载于石墨烯的导电片层上,获得Fe₂O₃/rGO(还原氧化石墨烯)纳米复合材料。复合电极在锂离子和钠离子电池中都表现出优异的充放电性能和循环稳定性。实验结果表明石墨烯的包覆不仅能降低Fe₂O₃发生转换反应的电荷传递阻抗,而且能够稳定电极在循环过程中带来的结构转变,极大改善电极大电流充放能力和循环稳定性。本研究为发展高容量的锂离子和钠离子电池负极材料提供了可行的途径。     

Synthesis of the chemically converted graphene xerogel with superior electrical conductivity

The ultra-low density graphene xerogel was prepared through the chemical reduction of graphene oxide suspension using a hypophosphorous acid-iodine mixture. The chemically converted graphene xerogel (CCGX) exhibited superior electrical conductivity (up to 500 S m(-1)) and high C/O atomic ratio (14.7), which were the highest values reported for the graphene-based xerogel.     

石墨烯纳米载药体系的制备及对人口腔鳞癌细胞杀伤效果

利用化学氧化还原法制备了氧化石墨烯,进一步超声破碎剥离,得到纳米氧化石墨烯,并对其进行聚乙二醇(PEG)的功能化修饰后载药顺铂。 采用扫描电子显微镜(SEM)、紫外-可见吸收光谱(UV-Vis)、傅立叶变换红外光谱(FTIR)对石墨烯纳米载药体系进行表征,细胞存活率实验(MTT)法检验石墨烯纳米载药体系对人口腔鳞癌(KB)细胞的杀伤作用。 结果表明,石墨烯纳米载药体系对顺铂的负载率为42.4%,聚乙二醇修饰后可以降低纳米氧化石墨烯的细胞毒性并提高生物相容性,对KB细胞具有双重的杀伤作用,为纳米氧化石墨烯在肿瘤治疗的临床应用提供了理论依据。     

一种可分散性石墨烯的制备

先通过γ-氨丙基三乙氧基硅烷(KH-550)与氧化石墨反应得到改性氧化石墨, 再经水合肼还原制备了改性石墨烯. 未烘干的改性石墨烯经超声处理后, 可稳定分散于体积比为9∶1的N,N-二甲基甲酰胺/水或丙酮/水的混合溶液中, 而且在N,N-二甲基甲酰胺/水体系中超声得到的改性石墨烯分散液可在乙醇、丙酮中稳定存在. 采用红外光谱、X光电子能谱及X射线衍射分析等手段研究了KH-550改性氧化石墨及石墨烯的结构. 结果表明, KH-550上的氨基与氧化石墨的羧基反应生成了酰胺键, 与环氧基发生了加成反应, 干燥的改性石墨烯层间通过Si-O-Si键连接在一起.     

自由基反应诱导的溴功能化还原氧化石墨烯的制备

以氧化石墨烯(GO)为原料,N-溴代丁二酰亚胺(NBS)为溴代试剂,硫代硫酸钠为还原剂,通过羧基化、溴化和还原三步法,采用自由基反应的方式制备了溴功能化还原氧化石墨烯(rGOBr).通过X射线衍射、扫描电子显微镜、红外光谱、拉曼光谱以及X射线光电子能谱等手段对rGOBr的结构、微观形貌和元素组成进行了表征.结果表明,溴元素以共价键的形式分布在石墨烯表面.本方法原料来源广泛、操作简单且条件温和,为石墨烯的溴功能化提供了一条新途径.     

Synthesis of dendritic platinum nanoparticles/lucigenin/reduced graphene oxide hybrid with chemiluminescence activity

Multifunctional hybrid: A dendritic platinum nanoparticle/lucigenin/reduced graphene oxide (RGO) hybrid with chemiluminescence (CL) activity was prepared for the first time by using lucigenin as a linker through simultaneous reduction of H(2) PtCl(4) and a lucigenin-functionalized graphene oxide composite by sodium borohydride (see scheme). The hybrid may have potential applications as a CL sensor, in catalysis, energy conversion, and opto-electronic systems.     

Comparative study of graphene aerogels synthesized using sol−gel method by reducing graphene oxide suspension

A graphene oxide aerogel synthesized from graphene oxide hydrogel and graphene aerogels have been synthesized using the sol?gel method by reducing a suspension of graphene oxide with various reducing agents: a mixture of hypophosphorous acid and iodine, L-ascorbic acid, sodium metabisulfite, and by hydrothermal treatment. The obtained aerogels have been studied by scanning electron microscopy, IR spectroscopy, Raman spectroscopy, X-ray powder diffraction, and X-ray photoelectron spectroscopy. Comparative studies of graphene aerogels have shown that their properties, namely density, specific surface area, reduction degree, surface morphology, defectiveness of graphene sheets, interlayer spacing, average sizes of coherent scattering regions, number of layers, and crystallite size in the basal plane in graphene crystallites depend on the method of synthesis.     

Preparation of chloro-functionalized reduced graphene oxide by silver-catalyzed radical reaction

It is well-known that chemical functionalization of graphene has the great significance.We report the development of a new synthesis method of chloro-functionalized reduced graphene oxide(rGOCl).The rGOCl was prepared by radical reaction,and treatment of carboxyl graphene oxide(GOCOOH) with N-chlorosuccinimide(NCS) at 90℃ for 10 h under an atmosphere of nitrogen,using silver nitrate as catalyst.The morphologies and structures of the prepared materials were investigated by field-emission scanning electron microscopy(FESEM),X-ray diffraction(XRD),Fourier transform infrared spectroscopy(FTIR),Raman spectroscopy and the thermal gravimetric.Results indicated that the rGOCl can be readily obtained from graphene oxide(GO) in three steps.     

KH-570功能化石墨烯的制备与表征

采用Hummers法对天然石墨进行氧化处理制备了氧化石墨烯,通过γ-甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷与氧化石墨烯反应得到功能化氧化石墨烯,然后在水合肼的作用下制备了功能化石墨烯。未烘干的功能化石墨烯在超声处理下,能稳定分散在体积比为9∶1(V/V)的乙醇/水、丙酮/水或N,N-二甲基甲酰胺/水的混合溶剂中。用傅立叶变换红外光谱、原子力显微镜、X射线光电子能谱及X射线衍射对样品结构、形貌进行了分析。结果表明,KH-570上的硅氧烷与氧化石墨烯上的羟基发生了反应,经水合肼还原后,功能化石墨烯的无序度增加,层间距也比功能化氧化石墨烯的缩小了。功能化石墨烯在DMF/水中呈高度剥离状态,片层厚度为1.1～2.3 nm。