功能化石墨烯的性能与应用

石墨烯是一种具有独特二维晶体结构的新型碳纳米材料,具有优异的力学、电学、光学和热学性能,但是在溶剂中难以分散限制了其在很多领域的应用.功能化石墨烯提高了分散性,充分发挥了石墨烯的优良性能,在储能、生物医药、传感器和复合材料方面具有光明的应用前景.综述了石墨烯和功能化石墨烯的制备方法、优良性能及其各领域的应用.     

石墨烯纤维研究进展

 石墨烯具有独特的电学和力学等性能。宏观的石墨烯纤维由纳米级的石墨烯组装而成,其集成了微观石墨烯的突出性能,因而不仅具有常规纤维的柔韧性可用于纺织物,同时具有轻质、可成型加工及易于功能化等显著优势。概述了石墨烯纤维研究方面的最新进展,包括其可控制备技术、功能化及其在柔性纤维器件如驱动器、机器人、光伏电池、电容器等方面的应用。     

石墨烯功能化纳米纤维空气净化材料研究进展

面向空气净化的应用需要,开发高效净化材料已成为研究热点之一,而功能化纳米纤维材料在高效空气净化领域展示出巨大的应用前景。石墨烯及其衍生物具有独特的二维结构和稳定的物化性质,有利于提高纳米纤维材料的综合性能。本文阐述采用混纺法、喷涂法、模板辅助法和交联法制备的石墨烯功能化纳米纤维材料间形貌与性能的差异,分析石墨烯的吸附、抑菌、光催化功能在不同空气净化体系中的作用机制,探讨具有多级结构的石墨烯功能化纳米纤维材料在空气净化领域应用的可行性,并指出今后应重点关注如何实现多层次结构的石墨烯功能化纳米纤维材料的可控制备及其孔隙形貌的精准调控,开发具有良好适用性的石墨烯功能化纳米纤维空气净化材料。     

1-烯丙基-3-甲基咪唑离子液体离子对的结构

甲基咪唑类离子液体是一类综合性能优良的反应介质,人们已在其合成、表征和应用方面进行了较为深入的研究.但目前人们对于该类离子液体的结构知之甚少,开展相关的理论研究有助于深入认识离子液体的性质,提供官能化设计的理论依据.离子液体中,"离子对"的结构是理解离子液体结构的基础,是影响离子液体性能的重要因素[1].本文利用量子化学方法系统研究了1-烯丙基-3-甲基咪唑阳离子(Amim )和二氰胺根(DCA-)、氯(Cl-)离子形成离子对的几何结构和相互作用能,揭示了2种离子液体粘度差别的原因.     

离子液体中CO_2固定过程的研究和应用

二氧化碳是大气中的重要温室气体之一,以其为原料并将其固定在离子液体中加以回收利用已成为二氧化碳利用的一个重要的研究方向.离子液体的结构-性质、功能化离子液体的制备及应用也是未来国际上的研究重点.介绍了国内外用于气体吸收的功能化离子液体的结构以及合成,阐述了离子液体在固定CO2气体方面国内外的研究进展和应用概况,并对离子液体固定二氧化碳的理论基础研究和应用前景进行了讨论.     

基于离子液体/石墨烯复合物的一种高性能混合电解质的制备与性质研究

采用一步电化学法在离子液体中电解剥离石墨棒制得1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐离子液体/石墨烯([Bmim][BF_4]/GNs)复合物,取上层复合物分散液与四氟硼酸螺环季铵盐的碳酸丙烯酯电解质(SBP-BF_4/PC,1. 0 mol/L)以不同的体积比进行混合制备[Bmim][BF_4]/GNs+SBP-BF_4/PC混合电解质(BGSP).通过循环伏安、交流阻抗和恒流充放电等方法对不同混合比的BGSP电解质在超级电容器中表现的电化学性能进行研究,结果表明,以体积比为1:1混合的BGSP电解质性能最佳,其电化学窗口近5 V;充放电效率达到97. 95%;比电容最高可达到163. 16 F/g,性能明显优于单纯的SBP-BF_4/PC电解液.     

双核碱性功能化离子液体催化Knoevenagel缩合反应

采用咪唑与二溴烷烃为原料,两步法合成了5种新型咪唑类碱性双核功能化离子液体催化剂,考察了在醛与氰基化合物的Knoevenagel缩合反应中的催化性能。结果表明:咪唑类碱性双核功能化离子液体在Knoevenagel反应中具有很好的催化性能,在其中以双-(3-甲基-1-咪唑)亚丁基双氢氧化物离子液体的催化糠醛与丙二氰Knoevenagel缩合反应的活性最好,其产物的收率高达93.2%,而双-(3-甲基-1-咪唑)亚己基双氢氧化物离子液体对研究中的类醛与氰基化合物的Knoevenagel缩合反应都有较好的催化效果。     

石墨烯/离子液体/壳聚糖/血红蛋白修饰玻碳电极检测过氧化氢

将石墨烯、离子液体(1-丁基-3-甲基-咪唑四氟硼酸盐)与壳聚糖结合,制备了一种新型的石墨烯-离子液体/壳聚糖纳米复合膜修饰玻碳电极.用循环伏安法研究了血红蛋白在该修饰电极上的直接电化学行为.结果表明,血红蛋白在该纳米复合膜电极上对过氧化氢具有良好的催化性能.过氧化氢的电流响应信号与其浓度在0.1～500μmol/L范围内呈线性关系,检出限为0.02μmol/L(RSN=3),为过氧化氢检测提供了一种灵敏的新方法.     

第5届亚太离子液体与绿色过程会议

正离子液体是一类新型的绿色介质/材料,是当今绿色化学化工的国际前沿和研究热点。国内外有关离子液体化学的研究目前主要集中在离子液体的结构设计及其制备、物理和化学性质的表征、催化合成反应、萃取分离、功能化离子液体材料及电化学方面。近年来,离子液体的基础与应用研究不断取得新的进展,如果能在制备成本和循环利用问题上有所突破,离子液体的大规模工业应用将会迅速展开而形成新的绿色产业。     

杂原子掺杂石墨烯的制备及其光电转换性能研究

报道一种在离子液体辅助条件下通过小分子热分解聚合法制备硼掺杂石墨烯和氮掺杂石墨烯的新方法.在对抽制备的石墨烯材料的形貌、光学性质、电学性质及半导体类型进行表征的基础上,进一步研究用电沉积方法组装的石墨烯光电极薄膜在光化学电池和固态光伏器件中的光电转换性能.实验结果表明,文中合成的掺杂石墨烯具有良好的光电转换性能,其中以硼掺杂石墨烯和氮掺杂石墨烯的复合薄膜最佳,其光电化学电池的光电流达到(4.69±0.05)×10~(-5)A/cm~2,其固体器件的光电流响应为(5.38±0.38)×10~(-6)A/cm~2.     

聚乙二醇-硅基双功能化离子液体/Rh(PPh_3)_3Cl催化烯烃硅氢加成反应

本文制备了一系列聚乙二醇-硅基双功能化咪唑型离子液体并进行了核磁表征,进一步应用于Rh(PPh_3)_3Cl催化烯烃硅氢加成的反应中.研究了不同链长离子液体、离子液体用量及其不同烯烃对催化效果的影响.在无溶剂条件下,该催化体系表现出较高的烯烃转化率及良好的产物选择性.     

特殊荧光性能的高分散石墨烯-芳香胺纳米复合物的制备与表征

利用有机-水相界面电荷转移自组装技术,原位合成了一种具有良好溶解性能和特殊光学性能的石墨烯-芳香胺纳米复合物,利用场发射扫描电镜(SEM)及透射电镜(TEM)对复合物进行形貌分析,利用紫外分光光谱及荧光光谱仪进行光学性能研究.结果表明,石墨烯-苯胺纳米复合物既可以溶解在大多数的有机溶剂中,也可以很好地溶解在水中.合成的石墨烯-芳香胺纳米复合物将石墨烯在苯胺中的溶解度提高到1.6%,且具有特殊的荧光性能.研究还发现,石墨烯-苯胺纳米复合物在甲醇和甲苯中的荧光发射强度较丙酮中有明显的降低,其荧光发射强度随苯胺中石墨烯含量的增加先增大后降低.     

2015-04 国内期刊亮点

制备出优良性能的功能化氧化石墨烯纳米带/乙烯-乙酸乙烯共聚物石墨烯纳米带(GNRs)是一种由碳原子构成的单层条状结构的不渗透材料,在高阻隔应用领域具有较大的发展前景。但其制备较困难,而GNRs的前驱体——氧化石墨烯纳米带(GONRs)虽制备简单、抗渗透性优良,但在部分有机溶剂中分散性很差,限制了其在复合材料领域的应用,因此寻找一种行之有效的改性剂/方法来对其进行改性是一项很有意义的工作。研究采用纵向氧化切割多壁碳纳米管(MWNTs)     

功能化石墨烯-离子液体修饰电极的制备及对芦丁的检测

基于功能化石墨烯和离子液体构建了一种新型的电化学传感器.采用透射电子显微镜(TEM)、红外光谱(FTIR)、循环伏安法(CV)、电化学阻抗法(EIS)对复合材料和修饰电极进行表征.结果表明,电极表面石墨烯和离子液体极大地提高了芦丁的电化学响应,在最优实验条件下,芦丁的浓度与电流在1.0×10~(-8)～8.0×10~(-5) mol·L~(-1)范围内呈现良好的线性关系,检出限为3.3×10~(-9) mol·L~(-1)(S/N=3).     

羧基功能化离子液体的酸性表征

<正>酸性离子液体不仅具有液体酸的高密度反应活性位,又有固体酸的不挥发性,近几年来的研究和应用越来越广泛.而离子液体结构的可设计性又使其酸性可调,在pH控制材料方面具有潜在的应用价值.作为离子液体酸性最重要的参数之一,离解常数pKa是离子液体离解氢离子的能力体现,是该类离子液体应用的前提.本文在合成一系列羧基功能化离子液体的基础上,采用pH计法和电位滴定法测定并计算了25℃时离子液体的pKa值(见附表),讨论了烷基链长、阴离子种类等对离子液体酸性的     

石墨烯基复合组装膜应用研究进展

综述了石墨烯复合膜材料的制备方法与性能研究,包括石墨烯基复合Langmuir-Blodgett(LB)膜、石墨烯基复合纺丝薄膜及其他石墨烯复合膜.同时,总结了近年来石墨烯复合物膜的研究进展,阐述了石墨烯基复合膜的应用前景和面临的挑战.     

功能化离子液体脱除烟气中SO2的研究进展

功能化离子液体具有独特的物理化学性质,在烟气脱硫领域受到广泛关注。综述了胍盐类、醇胺类、醚类功能化离子液体在工业烟气脱除二氧化硫方面的最新研究,介绍了聚合及负载2种固载化离子液体在工业烟道气脱硫方面的应用情况,提出了离子液体工业化应用中做好基础研究工作的相关建议:一是开发脱硫功能化离子液体,从理论上探讨并提出离子液体的脱硫反应机理和具体模型;二是开展固载化离子液体的研究,探索其循环使用性能,提高使用寿命。     

基于功能化离子液体的苯丙氨酸双水相萃取性能研究

系统研究1-(N,N-二乙基氨甲酰基甲基)-3-甲基咪唑氯盐([MDCBmim]Cl),1-(N,N-二乙基氨甲酰基甲基)-3-甲基咪唑氟硼酸盐([MDCBmim]BF4)、1-丁基-3-甲基咪唑氟硼酸盐([Bmim]BF4)3种离子液体的双水相体系对苯丙氨酸的萃取性能.考察了影响萃取过程的主要因素如pH、离子液体和磷酸盐的用量、体系温度.研究结果表明,功能化离子液体双水相体系对苯丙氨酸的萃取性能远好于常规离子液体.当pH=13时,在[MDCBmim]Cl/K2HPO4双水相体系中,苯丙氨酸的分配系数最高可达130,对其分配系数顺序为:[MDCBmim]Cl>[MDCBmim]BF4>[Bmim]BF4.     

亮氨酸类离子液体的合成及其气相色谱分离性能研究

研究亮氨酸类离子液体作为气相色谱固定相的分离性能及其应用.合成了L-亮氨酸乙酯四氟硼酸盐和L-亮氨酸乙酯双（三氟甲基磺酰）亚胺盐离子液体,将其作为固定相制备毛细管气相色谱柱,建立了50,80和110 ℃时的Abraham溶剂化参数模型,选用Grob试剂和正构烷烃混合物对固定相的气相色谱分离能力和选择性进行了考察.结果表明,亮氨酸类离子液体固定相具有良好的涂渍性能,对化合物进行保留所产生的多种相互作用力中,偶极相互作用力和氢键相互作用力占主导地位,具备较好的色谱分离能力和应用价值.      

咪唑类离子液体对Cu2O微/纳米材料的调控合成

<正>微/纳米氧化铜因具有独特的物理化学性质,应用前景非常广阔[1].微/纳米材料的性能与组成粒子的结构和形貌有着密切的关系.利用离子液体的特殊性质制备各种不同结构、形貌的微/纳米材料,并通过系统研究离子液体的结构、性质对材料合成的影响以达到调节离子液体的性质对所研究材料的结构、形貌进行调