石墨烯纳米复合材料在电化学免疫传感器中的应用

石墨烯纳米复合材料由于其优异的电化学性质和生物相容性被广泛的应用于制备超灵敏的电化学免疫传感器.通过与其他纳米材料复合,石墨烯的良好导电性等优点被放大,而易聚集、堆叠、生物相容性较差等缺点被克服.因而,对石墨烯的改性工作成为当下研究的热点.本文综述了石墨烯纳米复合材料在构建电化学免疫传感器中应用,包括石墨烯与金属、金属氧化物、高分子聚合物等的纳米复合材料,并对石墨烯纳米复合材料在电化学免疫传感领域的发展方向和前景做出了展望.     

石墨烯-Fe_3O_4@SiO_2纳米复合材料去除水溶液中甲基红的研究

采用水热合成法制备Fe_3O_4并与SiO_2同时负载于石墨烯表面,得到石墨烯-Fe_3O_4@SiO_2纳米复合材料.运用SEM,TEM,XPS,FTIR,XRD等技术对石墨烯-Fe_3O_4@SiO_2纳米复合材料进行表征.以甲基红作为有机污染物代表,研究了甲基红溶液pH、吸附时间、温度及甲基红初始浓度对石墨烯-Fe_3O_4@SiO_2纳米吸附性能的影响.结果表明:石墨烯-Fe_3O_4@SiO_2纳米复合材料对甲基红吸附符合Langmuir等温吸附模型和拟二级动力学模型;热力学研究表明,吸附是吸热和自发过程.因此,石墨烯-Fe_3O_4@SiO_2纳米复合材料可作为从水溶液中去除有机污染物的高效吸附剂.     

石墨烯对铜纳米复合材料物理力学性能和摩擦学性能的影响

本文对铜–石墨烯纳米片（GN）纳米复合材料的力学性能和摩擦学性能进行了实验研究。我们采用化学包覆法将银粒子包覆在GNs上,以避免其与铜的反应和金属间相的形成。分析了GN含量对制备的纳米复合材料的结构、力学性能和摩擦学性能的影响。结果表明,化学镀是一种有效避免铜与碳反应和金属间相形成的方法。GNs的加入显著提高了Cu纳米复合材料的力学性能和摩擦学性能。然而,GNs的添加需要谨慎进行,因为在达到一定的阈值后,其机械性能和摩擦学性能会受到负面影响。结果表明,GN含量为0.5vol%时,复合材料的硬度、磨损率和摩擦系数分别比铜纳米复合材料提高了13%、81.9%和49.8%。这些改进的性能是由于降低的晶体尺寸,GNs的存在,以及复合材料成分的均匀分布。     

聚苯胺纳米纤维@还原氧化石墨烯纳米卷复合材料的制备及其在超级电容器中的应用

针对聚苯胺作为赝电容超级电容器电极材料时存在循环稳定性差的问题,设计利用还原氧化石墨烯纳米卷包裹聚苯胺纳米纤维.采用高沸点有机溶剂辅助冷冻干燥法制备了聚苯胺纳米纤维@还原氧化石墨烯纳米卷复合材料,利用扫描电子显微镜、透射电子显微镜、能谱分析仪、傅里叶变换红外光谱以及X-射线衍射等对该复合材料的形貌、组成和结构进行表征,并采用循环伏安、恒流充放电、电化学阻抗等方法对其电容性能进行研究.结果表明,利用高沸点有机溶剂辅助冷冻干燥法能够成功将聚苯胺纳米纤维包裹进氧化石墨烯纳米卷中,最终将氧化石墨烯还原后得到聚苯胺纳米纤维@还原氧化石墨烯纳米卷复合材料;该复合材料经过5 000次循环充放电后电容量保持率达到75%;当复合材料中的聚苯胺纳米纤维质量分数为67%时,该复合材料在2.2A/g的电流密度下,质量比电容达到639F/g,表现出优异的电容性能.     

石墨烯-贵金属纳米复合材料在小分子电分析及电催化中的应用

综述了近年来利用石墨烯和贵金属纳米复合材料对一些常见小分子的电分析及电催化应用的主要研究进展.包括利用石墨烯-贵金属纳米复合材料构建电化学生物传感器对葡萄糖、过氧化氢等生物小分子的电分析应用,以及利用石墨烯-贵金属纳米复合材料对甲醇、乙醇和甲酸等燃料小分子的电催化应用.最后展望了该类纳米复合材料在电分析和电催化领域的应用前景和研究方向.     

石墨烯——银纳米复合材料的制备与分散性研究

通过改进Hummers法制备氧化石墨,以无毒、绿色的葡萄糖为还原剂,在没有稳定剂、温和的液相反应条件下,原位制备石墨烯—银纳米粒子复合材料.采用X射线衍射、红外吸收光谱对所制备的石墨烯—银纳米复合材料进行了表征.结果表明:氧化石墨和银离子在反应过程中同时被葡萄糖还原.石墨烯—银纳米在DMF有机溶剂中的分散性优于氧化石墨烯.     

氧化石墨烯/铅复合材料的合成

石墨烯是最薄的二维材料,具有极大的比表面积,可以作为纳米颗粒的基底.将氧化石墨烯和金属纳米颗粒进行复合,发挥二者的协同作用,是一种拓展和增强这2种材料性能的优选方法.本文将乙酸铅引入分散在水中的氧化石墨烯体系,获得了负载铅纳米复合材料,发现在该体系中氧化石墨烯的还原性也得到了发挥.      

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.     

不饱和树脂/石墨烯复合材料的制备及性能

采用球磨法制备不饱和聚酯树脂/石墨烯纳米复合材料,并对其力学性能、动态力学性能和导电性能进行研究.结果表明:石墨烯微片经过球磨被剥离成厚度低于5层的石墨烯;制备的不饱和聚酯树脂石墨烯复合材料与纯的不饱和聚酯树脂相比,当石墨烯的质量分数为0.5%时,复合材料的拉伸强度、杨氏模量、弯曲强度均达到最大值,分别提高44.99%,47.67%和55.08%;复合材料的冲击性能基本不受石墨烯加入的影响;且复合材料的渗滤阀值为6%.     

铁硫化物／石墨烯纳米复合材料溶剂热法一步合成

以二茂铁和硫磺粉作为铁源和硫源,乙醇或邻二氯苯为溶剂,利用溶剂热法一步合成了FeS2／石墨烯和Fe2S8／石墨烯纳米复合材料;采用X射线衍射（XRD）法、扫描电子显微镜（SEM）和透射电子显微镜（TEM）对产物的晶相结构和形貌进行了分析与表征;并研究了原料的配比及溶剂对产物的组成和形貌的影响．当二茂铁与硫磺粉的摩尔比为1：2．5时,所得产物为Fe7S8／石墨烯纳米复合材料;而当它们的摩尔比为1：2时,所得产物为FeS2／石墨烯纳米复合材料,使用乙醇或邻二氯苯为溶剂合成所得FeS2／石墨烯纳米复合材料的形貌有较大的差异．     

石墨烯增强金属基纳米复合材料的研究进展

石墨烯的导电、导热以及机械性能优异,是制备先进金属基纳米复合材料理想的增强相.本文总结了近年来关于石墨烯增强金属基纳米复合材料研究的最新进展,内容包括该材料的制备方法、机械性能、摩擦学性能以及主要物理化学性能等.最后,基于现阶段存在的问题,展望了石墨烯增强金属基复合材料的发展趋势.     

石墨烯/聚合物纳米复合材料研究进展

 石墨烯是由单层碳原子通过共价键结合形成的二维片层状结构,是一种新型碳类纳米材料,具有优异的力学、电学和热学等性能,被认为是一种非常有前景的材料,近年来广泛用于改性各种聚合物。本文回顾了石墨烯/聚合物纳米复合材料的制备方法、性能和应用现状;综述了石墨烯/聚合物纳米复合材料的强度、刚度、韧性、电学和热学等性能的研究进展。主要内容包括石墨烯改性聚合物常见的3种制备方法(溶液共混、熔融共混和原位聚合)及其对石墨烯在聚合物基体中分散性的影响,石墨烯/聚合物纳米复合材料力学性能变化规律与作用机理,石墨烯微观结构等因素对材料热学性能以及导电阈值的影响等;讨论了石墨烯/聚合物纳米复合材料的潜在应用和面临的挑战和机遇,并展望了其低成本产业化的发展前景。     

纳米石墨烯的减摩抗磨研究进展

近年来,纳米石墨烯在摩擦学领域引起了一番新的热潮,纳米石墨烯因具有独特的物化性能、超薄层间结构和优良的自润滑性能,将其作为润滑添加剂能够显著提高机体的摩擦学性能。文中综述了纳米石墨烯作为固体润滑剂、水基润滑添加剂和油基润滑添加剂以及与其他纳米粒子的复合材料作为润滑添加剂的研究进展,归纳总结了石墨烯的保护层薄膜、低表面能、自润滑性能、复合材料共同作用等减摩抗磨机理;指出了纳米石墨烯存在的问题,如不同添加量的石墨烯对溶液的抗磨减摩影响较大,石墨烯的层数和结构都是影响机体抗磨减摩的重要因素,并对今后石墨烯的研究方向进行了展望。     

Recent advances in graphene based photoresponsive materials

Recent scientific interests reveal that graphene, with its flexibility, chemical stability, thermal conductivity,unique electronic band structure and optical transmittance, has emerged as the novel supporting material for nanocomposites for various applications. Research interests have flourished regarding decoration of conventional materials with modified graphene for achieving better optical properties. More concern is given for achieving improved photoresponse with graphene as the supporting material. The giant electron mobility and transparency of graphene enables the photo-induced electron transfer in the hybrid material, resulting in enhanced behaviour. Graphene oxide is able to effectively convert near infrared energy into heat, potentially acting as a photo-thermal switch. They act as potential candidates for photo-catalysts, sensors, photo-current switching,photo-detectors and other optical applications. In this review, we summarized the recent developments on fabrication and properties of graphene based photoresponsive materials.     

石墨烯气凝胶与传统香精吸附剂的对比

香精与人们的生活有着紧密的联系,具有消毒杀菌、改善环境、使人舒适的作用。香精与热、光、空气或金属污染物反应产生氧化、聚合、脱氢和热重排而导致物理化学性质发生变化,微囊包封固化或吸附剂表面吸附可以解决这些问题。石墨烯气凝胶具有较大的比表面积、柔韧性、热和化学稳定性,是目前被广泛研究的吸附剂。介绍了石墨烯气凝胶的制备方法和吸附机制,与传统吸附剂的香精吸附效果进行了比较,展望了石墨烯气凝胶在香精吸附领域的应用前景。     

铜纳米材料的制备及应用研究进展

铜纳米材料因具有独特的性质,被广泛应用于抗磨自修复润滑剂、导电浆料、高效催化剂、抗菌剂等领域.本文综述了目前纳米铜及其复合材料的制备及应用研究进展.主要论述了制备纳米铜的化学方法,包括液相还原法、微乳液法、溶剂热法和其他方法.按照铜与无机物或有机物复合两大类,论述了铜纳米复合材料的制备方法及性能应用.讨论了铜纳米材料的摩擦学性能、抗菌性能、催化性能及光电性能.并对纳米铜及复合材料的制备和应用进行了总结与展望.     

Applications of graphene-based materials in environmental protection and detection

Many efficient adsorbents and sensors based on graphene and functionalized graphene have been constructed for the removal and detection of environmental pollutants due to its unique physicochemical properties. In this article, recent research achievements are reviewed on the application of graphene-based materials in the environmental protection and detection. For environmental protection, modified graphene can adsorb heavy metal ions in a high efficiency and selectivity, and thus reduces them to metals for recycling. High adsorption capacity of graphene-based materials to kinds of organic pollutants in water was also presented. Several graphene-based sensors with high limit of detection were reported to detect heavy metal ions, toxic gases and organic pollutants in environment. Finally, a perspective on the future challenge of adsorbents and detection devices based on graphene is given.     

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。     

贵金属纳米粒子的制备、结构和应用

贵金属纳米粒子因其特有的光学以及化学和催化性能，正引起科技界越来越浓厚的兴趣。通常这些特性决定于这些金属粒子的粒径和形态。由于非球形粒子比各向同性的球形粒子具有更优越的性能，它们已经成为研究的焦点，人们正在努力寻找粒子形状如何影响粒子理化性能的答案。贵金属纳米粒子的形状可控合成技术已经取得了明显进展。本文就贵金属纳米粒子的形状可控合成及其应用研究的当前进展进行综合评述。     

增强金属基双极板导电和耐腐蚀性能的石墨烯基涂层的研究进展

应用于金属基双极板的石墨烯基涂层引起人们广泛的兴趣。综述了目前金属基双极板面临的问题,总结了已经报道的关于制备石墨烯基涂层的方法（化学气相沉积法、电沉积法、喷涂法、自组装方法）以及这些方法的优缺点。石墨烯优良的阻隔性能可以充当金属基双极板的钝化膜,对石墨烯进行改性或者对金属基双极板进行表面处理可以有效地改善石墨烯涂层与金属基双极板的相容性。导电聚合物可以有效地改善石墨烯涂层与金属基之相容性,并且能够填补石墨烯片层间的缝隙,提高涂层的致密度。导电聚合物能够以石墨烯为模板进行生长,降低涂层的表面粗糙度。最后提出对石墨烯改性以增强其与金属基双极板的相容性,以及发挥其与导电聚合物协同效应是未来的研究方向之一。