石墨烯的制备、功能化及在化学中的应用

石墨烯是最近发现的一种具有二维平面结构的碳纳米材料, 它的特殊单原子层结构使其具有许多独特的物理化学性质. 有关石墨烯的基础和应用研究已成为当前的前沿和热点课题之一. 本文仅就目前石墨烯的制备方法、功能化方法以及在化学领域中的应用作一综述, 重点阐述石墨烯应用于化学修饰电极、化学电源、催化剂和药物载体以及气体传感器等方面的研究进展, 并对石墨烯在相关领域的应用前景作了展望.     

石墨烯的制备、功能化及在化学中的应用

石墨烯是最近发现的一种具有二维平面结构的碳纳米材料, 它的特殊单原子层结构使其具有许多独特的物理化学性质. 有关石墨烯的基础和应用研究已成为当前的前沿和热点课题之一. 本文仅就目前石墨烯的制备方法、功能化方法以及在化学领域中的应用作一综述, 重点阐述石墨烯应用于化学修饰电极、化学电源、催化剂和药物载体以及气体传感器等方面的研究进展, 并对石墨烯在相关领域的应用前景作了展望.     

Progress on phthalocyanine-conjugated Ag and Au nanoparticles: Synthesis,characterization, and photo-physicochemical properties

Phthalocyanine (Pc) complexes are an important class of dyes with numerous (e.g., biological, photophysical, and analytical) applications. Among the methods used to improve the properties of these complexes, one should mention the introduction of different substituents, variation of the central metal ion, ligand exchange, and conjugation to nanomaterials (e.g., carbon-based nanomaterials and metal nanoparticles (NPs)). This work briefly reviews Pc complex conjugation to Ag and Au NPs, highlights the different NP shapes, and discusses the diversity of conjugation approaches. Moreover, the use of UV–Vis spectroscopy, powder X-ray diffraction, X-ray photoelectron spectroscopy, transmission electron microscopy, atomic force microscopy, dynamic light scattering and Fourier transform infrared spectroscopy to characterize Pc-NP hybrids is summarized. The effect of conjugation on Pc photo-physicochemical properties (fluorescence, singlet oxygen generation, triplet state formation, and optical limiting behavior) is discussed, and future perspectives for the synthesis and applications of new hybrids are provided.     

石墨烯的制备、功能化及在化学中的应用

石墨烯是最近发现的一种具有二维平面结构的碳纳米材料, 它的特殊单原子层结构使其具有许多独特的物理化学性质. 有关石墨烯的基础和应用研究已成为当前的前沿和热点课题之一. 本文仅就目前石墨烯的制备方法、功能化方法以及在化学领域中的应用作一综述, 重点阐述石墨烯应用于化学修饰电极、化学电源、催化剂和药物载体以及气体传感器等方面的研究进展, 并对石墨烯在相关领域的应用前景作了展望.     

石墨烯的制备、功能化及在化学中的应用

石墨烯是最近发现的一种具有二维平面结构的碳纳米材料, 它的特殊单原子层结构使其具有许多独特的物理化学性质. 有关石墨烯的基础和应用研究已成为当前的前沿和热点课题之一. 本文仅就目前石墨烯的制备方法、功能化方法以及在化学领域中的应用作一综述, 重点阐述石墨烯应用于化学修饰电极、化学电源、催化剂和药物载体以及气体传感器等方面的研究进展, 并对石墨烯在相关领域的应用前景作了展望.     

Carbon‐based Nanosensors for Salicylate Determination in Pharmaceutical Preparations

Thiourea derivative‐based carbon paste electrode (TUD1‐CPE) was constructed as a potentiometric sensor for the determination of salicylate anion in pharmaceutical formulations, Aspocid® and Aspirin®. The optimized CPE contained 45.5 % graphite, 0.5 % reduced graphene oxide (rGO), 46.0 % nitrophenyl octyl ether (NPOE) plasticizer, 5.0 % TUD1 ionophore, and 3.0 % tridodecylmethyl ammonium chloride as additive. The incorporation of NPOE of high dielectric constant, and rGO in electrode caused better performance of the sensor; Nernstian response of 59.0 mV decade^?1 in the concentration range of 10^?1–10^?5 mole L^?1, a detection limit of 1×10^?5 mole L^?1 in a very short response time of 6 seconds. The prepared sensor showed high selectivity against similar anions (i. e. , benzoate, I^?, SCN^?). Selectivity was confirmed by calculating the formation constant (K_β) using sandwich membrane method, where K_β for TUD1‐salicylate is 10^0.43. Theoretical calculations at DFT‐B3LY/6‐31G** level of theory were performed to find interaction mechanism, Energies of HOMO and LUMO orbitals, non‐linear optical (NLO) properties (the electronic dipole moment (μ), first‐order hyperpolarizability (β), the hyper‐Rayleigh scattering (β_HRS) and the depolarization ratio (DR)), and other global properties; these calculations showed lower values of β and DR, higher value of β_HRS, and the shortest lengths of the four N?H bonds between TUD1 and salicylate which confirm their strong complexation and salicylate‐selectivity. Also, all the studied anion‐TUD1 exhibited relatively high NLO properties, and these results were considered as a preliminary study for investigating new types of NLO bearing materials. The sensors were applied successfully for the determination of salicylate anion in Aspocid® and Aspirin®.     

CH4, CO2和H2O在非金属原子修饰石墨烯表面的吸附

煤层气(矿井瓦斯)是一种有望替代传统化石燃料，如煤、石油和天然气的非常规气体. 作为可得的清洁能源，它的利用被认为是节能和经济的选择. 在本工作中，非金属原子X(X=H，O，N，S，P，Si，F，Cl)修饰的石墨烯(Gr)被用来代表具有结构异性的煤表面模型. 通过密度泛函理论系统地研究了煤层气组分Y(Y=CH₄，CO₂，H₂O)在非金属原子修饰石墨烯上的吸附作用. 结果表明Y在非金属原子修饰石墨烯上的吸附均为物理吸附. 态密度和差分电荷密度共同表明了这种弱的相互作用.其中，H和Cl对CH₄的作用较大； N、O、F、Cl对CO₂的作用较强； N，Cl对H₂O的影响不容忽视. 总的来说，吸附能大小依次为：H₂O>CO₂>CH₄. 因此，在CH₄富集的煤层里注入H₂O或CO₂可以与CH₄形成竞争吸附，进而提高煤层气采收率. 本工作提供了在分子水平下煤层气与非金属原子修饰石墨烯之间的相互作用的详情，并为煤层瓦斯的开采与分离提供了有用的信息.     

Effects of hydrothermal post-treatment on microstructures and morphology of titanate nanoribbons

Titanate nanoribbons were prepared via a hydrothermal treatment of rutile-type TiO₂ powders in a 10 M NaOH solution at 200 °C for 48 h. The as-prepared titanate nanoribbons were then hydrothermally post-treated at 150 °C for 12-36 h. The titanate nanoribbons before and after hydrothermal post-treatment were characterized with FESEM, XRD, TEM, UV-VIS and nitrogen adsorption-desorption isotherms. The results showed that the hydrothermal post-treatment not only promoted the phase transformation from titanate to anatase TiO₂, but also was beneficial to the removal of Na⁺ ions remained in the titanate nanoribbons. After hydrothermal post-treatment, the TiO₂ samples retained the one-dimensional structure feature of the titanate nanoribbons and showed an obvious increase in the specific surface area and the pore volume.     

CH4, CO2和H2O在非金属原子修饰石墨烯表面的吸附

煤层气(矿井瓦斯)是一种有望替代传统化石燃料，如煤、石油和天然气的非常规气体. 作为可得的清洁能源，它的利用被认为是节能和经济的选择. 在本工作中，非金属原子X(X=H，O，N，S，P，Si，F，Cl)修饰的石墨烯(Gr)被用来代表具有结构异性的煤表面模型. 通过密度泛函理论系统地研究了煤层气组分Y(Y=CH₄，CO₂，H₂O)在非金属原子修饰石墨烯上的吸附作用. 结果表明Y在非金属原子修饰石墨烯上的吸附均为物理吸附. 态密度和差分电荷密度共同表明了这种弱的相互作用.其中，H和Cl对CH₄的作用较大； N、O、F、Cl对CO₂的作用较强； N，Cl对H₂O的影响不容忽视. 总的来说，吸附能大小依次为：H₂O>CO₂>CH₄. 因此，在CH₄富集的煤层里注入H₂O或CO₂可以与CH₄形成竞争吸附，进而提高煤层气采收率. 本工作提供了在分子水平下煤层气与非金属原子修饰石墨烯之间的相互作用的详情，并为煤层瓦斯的开采与分离提供了有用的信息.     

石墨烯的制备、功能化及在化学中的应用

石墨烯是最近发现的一种具有二维平面结构的碳纳米材料, 它的特殊单原子层结构使其具有许多独特的物理化学性质. 有关石墨烯的基础和应用研究已成为当前的前沿和热点课题之一. 本文仅就目前石墨烯的制备方法、功能化方法以及在化学领域中的应用作一综述, 重点阐述石墨烯应用于化学修饰电极、化学电源、催化剂和药物载体以及气体传感器等方面的研究进展, 并对石墨烯在相关领域的应用前景作了展望.