水热温度对3D石墨烯结构及蛋白吸附性能的调控

为了研究水热温度对3D石墨烯形貌以及蛋白吸附能力的影响,采用水热合成法制备3D石墨烯,在反应时间和反应试剂浓度一定的条件下,改变温度(100、150和200℃)制备具有不同形貌的3D石墨烯.利用游标卡尺、扫描电子显微镜、傅里叶红外光谱和拉曼光谱分析法对不同温度下制备所得3D石墨烯的结构及内部化学键进行表征,利用蛋白电泳实验分析3D石墨烯的蛋白吸附能力.实验结果表明:从宏观角度看,随着水热温度的增加,3D石墨烯圆柱体材料的高度和底面直径变小,宏观总体积随之变小;从微观角度看,随着水热温度的增加,材料内部孔洞变得更加狭小,结构也变得更加紧密结实.在水热反应的过程中,温度越高还原反应越剧烈,因此,200℃条件下所得3D石墨烯的蛋白吸附能力较强.     

化学法制备石墨烯对环氧树脂导电性能的影响

通过化学氧化热解膨胀还原法制备了石墨烯,并对石墨烯的化学结构及微观形貌进行表征.将自制的石墨烯以及商业级的碳纳米管、富勒烯、石墨分别作为纳米导电填料加入到环氧树脂中,考察不同碳纳米材料对环氧树脂导电性能的影响.结果表明:所制备的石墨烯是不同于氧化石墨烯和热解膨胀石墨薄层的单层或少数层的二维材料;当石墨烯体积分数为0.25%时,复合材料的电导率发生渗流突变,而当体积分数增大到0.50%时,其电导率为2.02×10-7 S·m-1,导电性能得到显著增强.     

水热法制备硫化镉-氧化石墨烯复合物及其电化学性能研究

采用Hummers法以鳞片状石墨粉为原料制备了还原氧化石墨烯,并用水热法使其与硫化镉复合,制得还原氧化石墨烯与纳米硫化镉的复合物.采用X-射线衍射、扫描电镜、能量弥散X射线谱、傅里叶变换红外光谱等多种现代测试方法对还原氧化石墨烯、还原氧化石墨烯与纳米硫化镉复合物的结构和形貌进行了表征,并使用电化学工作站测试其电化学性能.     

银纳米材料的制备及择优生长综合实验设计

银(Ag)是一种重要的过渡金属,具有典型的面心立方结构(FCC)。纳米尺度的Ag材料呈现出独特的光学、电学、表面活性及催化性能,在电子、催化、光学等领域具有很大的应用价值。纳米Ag材料的特性和独特应用与其形貌有着直接关联,因此制备一定形态的Ag纳米结构,了解其择优生长过程具有重要意义。着眼于Ag纳米枝晶的化学还原及择优生长,以材料形貌、结构表征作为辅助手段,研究纳米晶的生长动力学过程,讨论其择优生长模式,为设计和制备不同形貌Ag纳米结构提供理论基础。该综合实验涉及纳米材料的制备、表征及择优生长微观机制,涵盖材料、物理、化学等专业的相关知识,能够帮助学生系统地进行理论知识的回顾及专业技能的实践,培养学生综合能力和科研创新意识。     

氧化石墨烯制备及其结构表征

本文以不同类型的石墨为原料,采用密闭氧化法制备了氧化石墨,并通过超声剥离得到氧化石墨烯,利用氨肼还原法将氧化石墨烯还原得到石墨烯。讨论了不同类型石墨原料对所制备氧化石墨烯微观形貌的影响,并且利用高分辨率扫描电子显微镜（SEM）和X射线衍射仪（XRD）对所制备的氧化石墨烯和石墨烯进行了结构表征,结果表明,在以不同类型石墨为原料所制备的氧化石墨烯中,50目天然鳞片制备的氧化石墨烯的微观形貌最好,呈波浪褶皱状。     

Se/N-掺杂荧光碳点的制备及其荧光性能研究

该文依托四川大学化学专业综合训练平台,结合纳米材料的结构特点和光学性质(荧光光谱和紫外-可见吸收光谱)等专业知识背景,开展了"Se/N-掺杂荧光碳点的制备及荧光性能研究"综合实验设计。通过实验设计和实验过程,帮助学生深入了解纳米碳材料的结构与光学性能之间的关系以及合成过程对材料性能的影响。综合实验不仅可以夯实测试仪器的相关基础知识、提高操作技能,而且全方位培养学生的综合素质、创新意识和能力。     

不同形貌ZnO纳米材料的制备和光催化性质研究

将纳米材料领域的研究热点凝练为材料化学综合实验课题。采用简单的溶剂热方法制备出不同形貌的Zn O纳米结构,使用扫描电子显微镜、X射线衍射仪和红外光谱仪对制备样品的结构进行表征,以甲基橙为目标物,考察Zn O纳米结构的光催化降解能力。通过该实验可使学生掌握纳米材料制备、表征和光催化性质的基本知识,激发本科阶段学生从事科学研究的兴趣。     

铜纳米颗粒/石墨烯复合材料的高导电性及表面增强拉曼性能研究

用芘丁酸修饰氧化石墨烯,加入铜离子,与芘丁酸进行羧基耦合,将氧化石墨烯桥连成三维网状结构,形成电子的传输通道,从而增强石墨烯的导电性。对制备的复合材料退火,制备出纳米铜/石墨烯复合导电膜。利用扫描电镜、透射电镜、紫外、红外、X射线衍射和拉曼光谱,对纳米铜/石墨烯复合材料进行形貌、微观结构、成分表征。利用四探针法测量其导电率,用拉曼光谱研究其表面增强拉曼光谱特性。研究结果表明,纳米铜/石墨烯复合材料导电膜的电导率大大提高,导电率为1780.3 S/cm,且有明显的表面增强拉曼光谱的特性。     

氧化石墨烯/PMMA复合材料的制备与表征

以石墨粉为原料,根据改进的Hummers氧化法制得氧化石墨烯,利用氧化石墨烯表面富集的羧基与乙二醇和酰氯化的4,4′-偶氮(4-氰基戊酸)的反应,进一步得到氧化石墨烯表面负载的4,4′-偶氮(4-氰基戊酸),以此为引发剂,通过自由基聚合制备了氧化石墨烯-聚甲基丙烯酸甲酯(oxidized graphene-g-PMMA)杂化材料.采用红外(FT-IR)、透射电镜(TEM)和原子力显微镜(AFM)对产物的结构和形貌进行了表征,并研究了频率依赖下的样品的电学性能.结果表明,PMMA已在氧化石墨烯表面接枝,石墨烯-聚甲基丙烯酸甲酯杂化材料的导电率及介电常数较氧化石墨烯分别降低了0.098S.cm-1和34 000.     

本科教学实验氧化石墨烯的制备及其表征

氧化石墨烯是目前科研中热点最高的材料之一。基于Hummers法制备氧化石墨烯,可以进行水浴加热、离心、温度控制、超声、电极修饰以及电化学表征—循环伏安法等操作,同时可以扩展学生科研视野,激发学生科研探索热情。为了使实验内容适合本科教学实验,对制备方法进行了改进,将整个实验的温度控制在100℃以下,通过冰浴和水浴控制温度,使反应条件相对温和,提高了产量,确保了教学实验的成功率。     

水热法制备氟化石墨烯

以石墨为原料,由Hummers法的改进方法制备氧化石墨烯,再采用水热法对氧化石墨烯进行氟化,获得氟化石墨烯。利用X射线衍射(XRD)、傅立叶红外光谱(FTIR)、拉曼光谱(Raman)、原子力显微镜(AFM)对其结构和微观形貌进行表征。FTIR和Raman结果表明氟化产物的化学结构中存在C-F键,且D峰(1350 cm-1处)和G峰(1580 cm-1处)所对应的强度比ID/IG在氟化后明显变大,即氟化造成碳结构缺陷,规整性下降。AFM显示氟化石墨烯具有纳米层状结构,厚度约为4 nm。该法成本较低,工艺简单,易于控制,对设备要求不高,有望实现氟化石墨烯的大规模制备。     

用镀铜石墨粉制备碳刷的研究

文章采用了镀铜石墨粉制成碳刷试样,分析了镀铜石墨复合碳刷的微观结构、体积密度、电阻率等性能,最后讨论了外加石墨粉及改性酚醛树脂时试样的性能。实验结果表明,镀铜石墨粉制备的碳刷综合性能明显优于石墨粉与铜粉直接混合制备的碳刷。     

一种蜂窝状三维石墨烯的制备及表征

以天然鳞片石墨为原料,采用水热法和模板法,制备了蜂窝状的三维石墨烯,并对其形貌和结构进行了表征.利用Hummers法制备氧化石墨烯,将氧化石墨烯与聚苯乙烯微球制备液超声混合,进行水热反应得到氧化石墨烯包裹的聚苯乙烯微球模板.在弱碱性条件下,利用水合肼将聚苯乙烯微球表面的氧化石墨烯还原为石墨烯.之后,在强碱性条件下,利用甲苯去除聚苯乙烯微球模板,得到三维石墨烯结构.最后,经高温活化处理,得到蜂窝状的三维石墨烯.利用扫描电镜(SEM)和X线衍射(XRD)对制备的蜂窝状三维石墨烯进行了结构和形貌的表征.结果表明,本实验采用一锅法制备三维石墨烯,操作简单、成本低廉,制备的多孔三维石墨烯具有高比表面积、高导电率、强亲水性等优点,可广泛应用于导电复合材料、电池、化学和生物传感等领域.     

棒状Pd/FeVO_4粉体的制备及其气体敏感性能研究的探究性实验设计

棒状Pd/FeVO_4粉体的制备及其气体敏感性能的探究性实验是一个新型的实验课程。通过低温水热-化学还原法制备了棒状Pd/FeVO_4粉体,对样品的晶体结构、形貌、元素组成进行了表征,并研究了其对苯甲醇气体的气敏性能。实验结果显示,Pd纳米颗粒修饰的FeVO_4粉体气敏性能得到了明显的提升。实践表明,该实验涵盖知识点多,综合了一维纳米材料的低温化学法制备、结构表征和半导体材料物理性能测试及研究等基本实验技能,有利于培养学生综合运用知识并进行科学研究的精神及团队协作能力,可作为陕西师范大学物理学院创新班的探究性实验内容。     

石墨烯包覆镍纤维的制备及电性能研究

石墨烯拥有优良的导电性,将石墨烯包覆在镍纤维上,改善镍纤维的电性能。以石墨粉、镍纤维等为原料,利用Hummers法制备氧化石墨烯,采用氢碘酸还原制备石墨烯包覆镍纤维复合材料。研究修饰剂CTAB浓度、氧化石墨烯分散液pH值、还原剂HI用量、还原温度及还原时间等因素对复合材料的影响。利用傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)对产物官能团进行表征分析,能谱仪(EDS)测定元素组成及扫描电镜(SEM)表征样品形貌,采用RTS-8四探针电阻率测试仪测量复合材料的电导率。结果表明,当修饰剂CTAB浓度为1.5 mol/L、氧化石墨烯分散液pH为12、还原剂HI为30 mL、还原温度为50℃,反应时间为60 min时,所得复合材料的导电率最大(1.72×10~3 S/cm),比未包覆镍纤维的导电率高了两倍多。     

介绍一个与材料科学有关的综合化学实验

介绍了一个与材料科学有关的综合化学实验—多级CdSe微米球的水热合成、表征及光学性能。实验涵盖材料化学、无机合成和仪器分析等方面,可以使学生了解微/纳米材料的基本知识,掌握水热法合成微/纳米材料的原理和方法,并了解分析微/纳米材料物质结构、形貌和光学性能的基本方法,有利于培养学生的实践能力和创新能力。     

SnO_xS_y@PANI@rGO复合材料的制备及其电化学性能

利用水热法合成二硫化锡六方晶片,通过氧化聚合包裹聚苯胺,水热还原制备锡氧硫化合物@聚苯胺@还原氧化石墨烯(SnO_xS_y@PANI@rGO)复合材料.分别利用X射线衍射(X-ray diffraction,XRD)、傅里叶变换红外(Fourier transform infrared,FT-IR)光谱、扫描电子显微镜(scanning electron microscope,SEM)和透射电子显微镜(transmission electron microscope,TEM)对材料进行形貌和物相分析,结果表明:制备的六方形SnO_xS_y被PANI和rGO双层包覆.将复合材料作为锂离子电池的负极进行电化学性能研究,结果显示:由于多元复合材料中的聚苯胺和还原石墨烯增加了其导电性,缓冲了SnO_xS_y在充放电过程的体积膨胀,保持了结构稳定性,展现了优越的电性能.     

利用原位聚合反应制备柔性氨基化石墨烯/聚酰亚胺纳米复合膜

以酰基化反应制备的氨基化石墨烯纳米复合物为填料,通过原位聚合反应制备氨基化石墨烯/聚酰亚胺(Amine-Graphene/Polyimide(A-Gr/PI))复合膜.利用红外光谱分析和场发射扫描电镜(FESEM)对其组成和形貌结构进行表征,利用热失重分析法对其热稳定性进行分析研究.与氨基化氧化石墨烯/聚酰亚胺相比,在聚酰亚胺中掺杂少量的A-Gr(w(A-Gr)=10%)后,复合物的堆叠致密度明显提高,该复合材料的导电能力可以通过控制PI基底中填料的含量加以调控.     

测定痕量过氧化氢的实验研究

采用共沉淀法制备磁性Fe3O4纳米颗粒,将其作为模拟酶建立了一种快速测定痕量过氧化氢的紫外可见分光光度法。该实验将透射电子显微镜等大型分析仪器引入实验中对实验产物进行表征,让学生直观地了解纳米材料的形貌与结构。实验结果表明,该法具有操作简便、快速、准确度高的特点,将该法用于实际样品中H2O2的测定,结果令人满意。该综合实验适用于化学类和环境类专业的实验教学,可以极大地拓宽学生的视野,培养和提高学生的综合实验能力和科研创新能力。     

单层氧化石墨烯的快速制备及表征

通过Hummers法制备氧化石墨,经过超声波细胞粉碎机分散,制备了稳定的氧化石墨烯悬浮液.采用红外光谱和原子力显微镜等手段对样品进行光谱和形貌分析.结果表明:石墨被氧化成含有C=O、—COOH、C—OH和C—O—C的氧化石墨,经较短时间的超声波细胞粉碎机分散,能够形成高浓度、稳定的氧化石墨烯悬浮液,而且在较高功率下可形成雪花状氧化石墨烯,为其功能化研究提供了基础.