三维电极对N,N-二甲基甲酰胺模拟废水的处理效果

制备Al₂O₃负载Fe粒子电极并用于三维电极反应器处理N,N-二甲基甲酰胺(DMF)模拟废水,研究反应时间、电流强度、粒子电极投加量、电解质投加量、初始pH对DMF去除效果的影响,并通过正交试验研究各因素对DMF去除效果影响程度。结果表明：三维电极处理DMF模拟废水的最佳工艺条件为电流为1.4 A,粒子电极投加量为9 g,电解质投加量为1.5 g, pH为8,此条件下反应6 h得到DMF的去除率可达96.12%;各因素对DMF去除效果的影响由大到小依次为电流强度、粒子电极投加量、pH、电解质投加量。     

氧化石墨烯/聚吡咯复合材料修饰阳极的制备及在MFC中的应用

通过恒电流法电沉积分别制备了氧化石墨烯/聚吡咯(GO/PPy)复合材料修饰碳毡(CF)阳极和还原氧化石墨烯/聚吡咯(r GO/PPy)复合材料修饰碳毡阳极.通过循环伏安法和交流阻抗法对电极特性进行考察.将其分别应用到微生物燃料电池中,对其产电性能进行研究.结果表明,相比r GO/PPy-CF电极,氧化石墨烯以掺杂方式加入到聚吡咯中,一步电聚合制备的GO/PPy-CF电极,其电极性能更为优异,且作为MFC阳极时,对电池的产电性能提升更大.该电极制备方法简单,无需使用强还原剂,是一种有效环保的MFC阳极制备方法.     

三维电极/电Fenton法处理苯酚废水机理研究

目的确定三维电极/电Fenton法处理苯酚废水的最佳反应条件并探讨反应机理.方法设计正交试验确定最佳反应条件,对处理结果进行紫外光谱分析;采用叔丁醇验证·OH的存在.结果在最佳反应条件pH值3,电解电压为12 V,极板间距为10.5 cm,电解质投加质量浓度为1.2 g/L,Fe2+投加浓度为0.9 mmol/L条件下,苯酚最大去除率为97.38%.苯酚去除率影响因素大小为pH值电解电压Fe2+投加浓度极板间距电解质投加质量浓度.反应过程中,苯酚首先被降解为醌类化合物并进一步降解为其他中间产物,最终被氧化为小分子化合物.结论苯酚的去除主要是电极的直接氧化,·OH以及其他活性氧化物共同作用的结果,其中·OH对苯酚的降解起到主要作用.     

三维电催化氧化处理对硝基苯酚废水

为有效降解对硝基苯酚(PNP)废水中有机污染物,自制粒子电极,运用三维电催化氧化反应器,探讨了外加电压、初始pH、粒子电极投加量及曝气量对PNP和化学需氧量(CODCr)去除效果的影响,并初步研究了氧化过程中的活性物质及其降解过程。结果表明:电压5V,pH=5,粒子电极投加质量浓度200g/L,曝气量0.5L/min,反应75min时,PNP去除率为99.0%,CODCr去除率为90.6%。降解过程近似符合一级动力学方程,主要活性物质为游离氯和·OH,中间产物较少,矿化率较高。     

电沉积负载氧化石墨烯原位还原金纳米粒子@多金属氧簇薄膜及DPV法检测血液中的尿酸

采用电沉积法负载的氧化石墨烯(Graphene Oxide,GO)薄膜,在电化学辅助还原的作用下成功制备了还原态氧化石墨烯(Reduced Graphene Oxide,r GO)/金纳米粒子(Au NPs)@多金属氧簇(P₂W₁₈)纳米杂化薄膜。制备过程可在1 h内完成。所制备的{PEI/r GO/Au@P₂W₁₈}电极仅负载单层催化剂,DPV法检测尿酸(UA)具有良好的线性关系(5.00×10^-7～1.50×10^-4mol/L),较低的检出限(1.24×10^-8mol/L),优良的灵敏度85.98 A/(mol/cm²),重现性好。r GO、P₂W₁₈和Au NPs的协同作用,尤其是在薄膜制备过程中发生的电子转移增强了催化剂的催化性能。实验证明该传感器可用于血样中尿酸的测定,回收率为95.0%～97.5%。     

氧化石墨烯/膨润土吸附U（VI）的性能

摘要：以氧化石墨烯（GO）、膨润土（Bent）为原料,十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)为表面活性剂,利用超声混合法合成了氧化石墨烯/膨润土复合材料（GO/Bent）。通过静态吸附试验,探讨了pH、投加量、吸附时间、初始浓度对GO/Bent吸附U（VI）的影响。试验结果表明,当pH值为6,GO/Bent投加量为0.2g/L,U（VI）的初始浓度为10mg/L,吸附效果达到最好,吸附过程符合Langmuir等温模型和准二级动力学方程。XRD、SEM、EDS分析表明,GO/Bent合成成功,活性位点丰富,离子交换参与了吸附反应。     

氧化石墨烯/膨润土复合材料对废水中铀(Ⅵ)的吸附试验研究

以氧化石墨烯(GO)、膨润土(Bent)为原料,十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)为表面活性剂,利用超声混合法合成了氧化石墨烯/膨润土复合材料(GO/Bent)。通过静态吸附试验,探讨了p H、投加量、吸附时间、初始浓度对GO/Bent吸附U(VI)的影响。试验结果表明,当p H为6、GO/Bent投加量为0.2 g/L、U(VI)的初始浓度为10 mg/L时、吸附效果达到最好;吸附过程符合Langmuir等温模型和准二级动力学方程。XRD、SEM、EDS分析表明,GO/Bent合成成功,活性位点丰富,离子交换参与了吸附反应。     

AuNPs/PEI/GO纳米复合物修饰电极的制备及电化学应用

利用高分子聚合物壳聚糖链上富含的氨基修饰石墨烯,制备了具有独特性质的石墨烯基纳米复合材料,并利用壳聚糖对金纳米粒子良好的保护作用,使金纳米粒子固载到石墨烯纳米复合材料的表面,合成了一种具有生物相容性的金纳米粒子/氧化石墨烯纳米复合材料.同时,利用UV-vis、FT-IR、Zeta电位仪、XRD粉末衍射仪、TEM等对所制备石墨烯基纳米复合材料进行了表征.结果表明,PEI/GO/GC,AuNPs/PEI/GO/GC修饰电极对H2O2具有更好的电化学催化性能.     

石墨烯/CuCo2 O4固载Pd-Bi纳米粒子的制备及其电催化氧化乙二醇

以氧化石墨烯(GO)、醋酸铜、醋酸钴为原料,采用溶剂热法成功地合成复合载体GO/CuCo_2O_4,再通过浸渍还原法成功地将Pd、Pd-Bi纳米粒子负载到GO/CuCo_2O_4载体上,并用于碱性介质中乙二醇(EG)的电催化氧化.实验结果表明,双金属催化剂PdBi@GO/CuCo_2O_4对乙二醇的电催化氧化具有最高的催化活性和稳定性,优于目前商用Pd/C和单Pd负载型催化剂,其正向峰电流密度达到122. 7 mA·cm~(-2),是商用Pd/C (29. 57 mA·cm~(-2))的4. 1倍.这种优良的电催化性能归功于载体GO/CuCo_2O_4为双金属负载提供独特的骨架结构,以及Pd-Bi纳米粒子之间强烈的协同作用.而且,氧化石墨烯引入到CuCo_2O_4中有利于增强电子转移和增大接触面积,从而提高乙二醇的电催化氧化.这种新型催化剂的制备为发展高效Pd基电催化氧化直接醇类燃料电池提供新途径,具有较好的应用价值.     

复合光催化剂MWNTs/TiO_2制备条件优化研究

目的研究煅烧时间、煅烧温度、聚苯乙烯磺酸钠(PSS)投加量、溶胶体系pH值、载体投加量等因素分别对复合光催化剂多壁碳纳米管/二氧化钛(MWNTs/TiO_2)光催化性能的影响,以及多因素共同作用下复合光催化剂MWNTs/TiO_2的最优化制备条件,同时考察最优化复合光催化剂对氧乐果的降解效率.方法以异丙醇和钛酸四丁酯为原料,经溶胶-凝胶制备MWNTs/TiO_2复合纳米光催化剂,通过控制煅烧时间、煅烧温度、PSS投加量、溶胶体系pH值、载体投加量等制备条件进行正交实验确定最优化制备条件,同时采用表面形貌分析、X射线光谱仪(EDX)等方法对催化剂进行表征;用优化制备的MWNTs/TiO_2光催化降解氧乐果,确定其降解效率.结果马弗炉600℃煅烧5.5 h,投加PSS 3 g/L,所投加MWNTs质量与投加纳米TiO_2质量之比为1.25%,控制溶胶体系pH值为4是最优化制备条件;优化制备的光催化剂MWNTs/TiO_2反应3 h,氧乐果的降解率为40.56%.结论优化后的MWNTs/TiO_2对氧乐果农药废水具有更好的降解效果.     

还原氧化石墨烯-TiO_2复合纳米材料制备与光催化性能

利用新型碳材料还原氧化石墨稀对TiO_2进行改性,以期提高TiO_2的光催化活性.采用溶剂热法,以氧化石墨烯(GO)和钛酸四丁酯(Ti(OBu)4)为原料,成功制备了不同还原氧化石墨烯含量的RGO/TiO_2纳米复合材料.运用XRD、TEM、FT-IR和UV-vis等手段研究了复合材料的性质,同时以甲基橙(Methyl Orange,MO)为模型,评价了不同反应条件下制备的复合物的光催化性能,讨论了不同还原氧化石墨烯含量、催化时间等对复合物的光催化性能的影响.在甲基橙评价模型基础上,将制得的具有最佳光催化性能的RGO/TiO_2复合材料进行致病大肠杆菌的抗菌实验,以此来检验RGO/TiO_2纳米复合材料的抗菌效果.实验结果表明,采用溶剂热法在180℃下煅烧6h制得RGO/TiO_2纳米复合材料,锐钛矿相TiO_2通过C-O-Ti键均匀地分布在片层还原氧化石墨烯载体上.RGO/TiO_2复合材料对甲基橙溶液的降解率明显高于纯纳米TiO_2.当制备复合材料时GO的初始投加量为40mg时,制得的RGO/TiO_2复合材料对甲基橙的降解率达到50%.同时,该RGO/TiO_2纳米复合材料对致病大肠杆菌有明显的抗菌作用.     

大粒径氧化石墨及石墨烯的制备与表征

以0.10、0.15、0.18、0.30 mm 4种不同粒径的石墨为原料,采用密闭氧化、氨-水合胼还原法,经过2个控温阶段制备了10~20 μm大粒径氧化石墨(GO)与石墨烯,并通过正交实验、单因素实验优化了制备条件. 测定了GO与石墨烯的傅里叶红外光谱、拉曼光谱及热稳定性.用扫描电镜、X线衍射光谱、原子力显微镜测试了产品的结构与石墨烯片层厚度. 实验结果表明:石墨粒径越小,片层剥离程度越高, GO的产率、热稳定性也均有提高. 石墨烯在800 ℃下残炭率高于80%,剥离层厚度约为1 nm. 本实验研究为制备大粒径GO与石墨烯提供了一种可行的实验方法.     

介孔型氮硫双掺杂石墨烯的制备及其电化学性能研究

以氧化石墨烯为碳前驱体,分别采用二氧化硅和过硫酸铵为模板剂和氮硫源,通过煅烧热解及后续去模板工艺制备了介孔型氮硫双掺杂石墨烯(MNSG).采用扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射(XRD)等手段对材料的形貌、结构和组成进行分析;同时采用恒电流充放电和线性扫描等技术对材料的电容和氧还原性能进行测试.研究表明,相比于不加二氧化硅直接合成得到的氮硫双掺杂石墨烯, MNSG具有卷曲的薄片形貌,更大的比表面积和孔尺寸、更高的缺陷度和掺杂量.当其用作电容和氧还原电极材料时, MNSG表现出更优异的电容和氧还原性能.     

Ag/石墨烯复合涂层的制备及抗菌性能

首先用改进的Hummers法制备氧化石墨烯（GO）; 其次用原位还原法将银氨溶液中的Ag纳米粒子通过还原剂葡萄糖和GO复合, 获得Ag/GO胶体; 最后在真空干燥条件下得到Ag/GO涂层, 并用真空阶梯热还原技术制备Ag/还原氧化石墨烯(rGO)涂层. 利用X射线衍射、 扫描电子显微镜、 透射电子显微镜等方法对膜样品结构形貌进行表征, 并用润湿角测量仪和抑菌环方法分别检测样品的亲/疏水性和抗菌性能. 实验结果表明: 石墨烯基膜材料与基底结合较好, Ag纳米粒子在石墨烯片层间呈球形均匀分布, 粒径为20~50 nm; 纯GO和rGO膜表面未见菌落, 大肠杆菌与金黄色葡萄球菌均未出现有效抑菌环; 复合Ag纳米粒子后, 涂层的抑菌效果得到显著提高; 与Ag/GO复合膜相比, Ag/rGO复合膜呈更强的抗菌活性, 即低温退火有助于提高石墨烯基复合涂层的抗菌性能.     

人造沸石负载铜催化剂催化苯酚羟化反应研究

考察了以离子交换法制备负载Cu的人造沸石为催化剂在水溶液中催化苯酚羟基化反应中的性能。研究了催化剂铜负载量、催化剂用量、H2O2用量、反应时间、反应温度等条件苯酚转化率和苯二酚选择性的影响。实验结果表明,铜负载量为3%的铜离子交换沸石表现出了良好的催化活性和苯二酚的选择性。在优化条件下,苯酚转化率可达到49%以上,苯二酚的选择性大于97%。回收催化剂的活性可通过将回收的催化剂于550℃条件下煅烧1 h加以恢复。     

石墨烯-碳量子点复合材料的电化学性能研究

采用Hummers法和水热法,制备石墨烯和碳量子点溶液作为前驱体,然后通过一步煅烧法制得石墨烯-碳量子点复合材料。借助SEM、UV-Vis、FTIR等手段,对样品的形貌和结构进行表征;利用循环伏安法(CV)、差分脉冲伏安法(DPV)及恒流充放电循环测试等,重点考察了样品的电化学性能。结果表明,在石墨烯表面负载碳量子点可增加材料的比表面积并改善其机械性能,由于活性位点的增加,所制石墨烯-碳量子点复合电极具有较好的可逆性及电化学活性;在检测不同浓度双氧水时,复合电极的灵敏度为纯石墨烯电极的1.4倍左右;石墨烯-碳量子点复合材料作为锂离子电池负极使用时,与纯石墨烯材料相比具有更好的循环稳定性,且容量保持率提高了1.67倍。     

氧化石墨-氧化铜复合材料的制备及其光催化性能研究

采用Hummers方法制备出氧化石墨(GO),并以GO与二水合氯化铜为初始反应物,利用水热法制备GO-CuO复合材料,并对其进行结构和形貌表征,研究了复合材料对罗丹明B的催化降解作用.结果表明与氧化石墨烯复合后,氧化铜颗粒的分散性和比表面积均得到提高,而且复合材料具有较好的吸附效果.     

高能GO/ TiO2制备及其光催化反渗透浓水性能

为高效率处理反渗透浓水,采用改良Hummers法、水热合成法制备具有良好的吸附以及光催化性能的氧化石墨烯/具有高能暴露面二氧化钛纳米复合材料（GO/TiO2）,通过扫描电镜（SEM）、X射线衍射（XRD）表征其微观形貌和物相组成;并以模拟反渗透浓水探究其性能、较佳反应条件及具有协同效应。结果表明,纳米材料中二氧化钛粒子的高能暴露面增多,有助于有效地提高其光催化活性,粒子的晶化度有所增加且均匀附着在氧化石墨烯表面,不仅增大了粒子的比表面积,还降低了二氧化钛粒子的宽带隙能,有助于提高其光催化效率;同时,由于氧化石墨烯接收的二氧化钛受激发释放的光生电子的存在,氧化石墨烯对重金属离子的静电吸附能力显著增强,提高了氧化石墨烯去除重金属离子的效率;所制备的氧化石墨烯/具有高能暴露面二氧化钛纳米复合材料具有良好的处理反渗透浓水性能,氧化石墨烯含量为80 mg的纳米复合材料与pH调节至4的模拟反渗透浓水在室温下避光搅拌3 h、光催化反应1.5 h为较佳反应条件,该纳米复合材料的Pb2+、Cd2+、Cr6+去除率分别为32.2%、19.8%、11.7%,具有协同效应。     

不同形状的氧化石墨烯-金纳米粒子对对硝基苯酚的表面增强拉曼活性特性分析

通过种子生长法合成了不同形态的金纳米粒子,之后加入至氧化石墨烯水分散液中超声震荡得到不同形状的氧化石墨烯-金纳米粒子复合物。运用扫描电子显微镜、X射线光电子能谱、拉曼光谱等表征手段,探究复合物的表面结构、结合能与电荷状态,通过对对硝基苯酚的检测以表征其拉曼活性,并分析造成不同增强效果的原因。结果表明,氧化石墨烯-金纳米粒子复合物表现出良好的表面增强拉曼活性,可以成功地检测到10^-5 mol/L的对硝基苯酚,且复合物的表面增强拉曼活性因金粒子的形状不同而有所差异。     

基于电沉积石墨烯/普鲁士蓝/壳聚糖复合薄膜的葡萄糖生物传感器（英文）

在玻碳电极表面通过三步电沉积法制备了石墨烯/普鲁士蓝/壳聚糖复合薄膜葡萄糖生物传感器.通过循环伏安法将氧化石墨烯电化学还原,在电极表面直接得到石墨烯纳米层,在石墨烯纳米层上成功电沉积得到普鲁士蓝纳米粒子和葡萄糖氧化酶-壳聚糖复合薄膜,制备的修饰电极通过电化学方法以及扫描电镜分析了其性能与结构.在最优条件下,该生物传感器表现出了灵敏度高(50.29 mA·L·mol~(-1)·cm~(-2))、检测限低(12μmol·L~(-1))、响应时间短(3 s)等特点.电极响应电流与葡萄糖溶液浓度在0.02～10 mmol·L~(-1)范围内具有较好的线性关系.此外,在对人体血清样本的检测中,该传感器同样表现出优异的性能,对血清中常见物质具有较强的抗干扰能力.