石墨烯结构型氨气传感器研究进展

石墨烯基气体传感器具有噪声低、能耗小和常温下即可检测等优点,在医疗诊断、气体检测和农业生产等方面有着广泛的应用。然而,传统石墨烯型传感器往往存在着恢复时间长和选择性低等问题。为了使传感器工作更加灵敏,开发基于石墨烯及其衍生物的复合新型气敏材料用以降低恢复时间和提高选择性,是当前的主要研究热点。简要介绍了近年来石墨烯复合气敏材料（如金属氧化物半导体、导电聚合物、金属有机骨架化合物、二维过渡金属碳氮化物等）用于氨气检测的研究现状,展望了其在微机电系统集成化等领域的应用前景。     

Highly Sensitive and Portable Gas Sensing System Based on Reduced Graphene Oxide

Graphene has been widely used in gas-sensing applications due to its large specific surface area and strong adsorption ability. Among different forms of graphene used as gas-sensing materials, reduced graphene oxide is one of the most convenient and economical materials to integrate with Si-based electronics, which is very important to graphene-based gas sensors. In addition, the stacking structure of graphene oxide flakes facilitates absorption and detection of gas molecules. Based on reduced graphene oxide, a highly sensitive and portable gas-sensing system was demonstrated here. Solution-based graphene oxide was cast on a chip like a TF memory card and then reduced thermally. A signal acquisition system was designed to monitor resistance variation as a sign of gas concentration. This miniature graphene-based gas sensor array demonstrates a new path for the use of graphene in gas-detection technologies. And the creation of a sensitive and portable graphene gas sensor also shows great potential in fields such as medicine and environmental science.     

石墨烯吸附材料的制备与应用研究进展

石墨烯具有独特的结构、优异的性能,在诸多领域有广泛的应用.石墨烯层的原子均为表面原子,其表面积非常大,是天然的吸附材料.其易于制备、成本低廉等优势使得石墨烯吸附材料成为水处理研究中的热点.石墨烯及其复合材料已经在重金属、染料、杀虫剂、抗生素、石油等污染物的治理方面得到应用.综述了石墨烯吸附材料的制备方法以及其在污水处理方面的应用.分析了污染物在石墨烯吸附材料上的吸附行为,并讨论了石墨烯与污染物的相互作用.着重关注官能团对石墨烯吸附材料性能的影响,从化学视角提出了设计高效石墨烯吸附剂的思路.     

石墨烯基电极材料在超级电容器中的应用

随着能源消耗的日渐增长,寻找低成本、环保、寿命长的储能设备迫在眉睫。在超级电容器领域,石墨烯电极材料以其高比电容、优异倍率性能、良好导电性等优势而受到广泛关注。对石墨烯材料的制备方法、电化学性能及相关机制做了总结,目的是研究不同结构的石墨烯材料对超级电容器性能的影响,并找到性能较为优异的石墨烯基材料。最后分析了石墨烯基电极材料发展中存在的问题,并对其研究前景进行了展望。     

A brief review of graphene-based material synthesis and its application in environmental pollution management

Graphene is an interesting two-dimensional carbon allotrope that has attracted considerable research interest because of its unique structure and physicochemical properties. Studies have been conducted on graphene-based nanomaterials including modified graphene, graphene/semiconductor hybrids, graphene/metal nanoparticle composites, and graphene-complex oxide composites. These nanomaterials inherit the unique properties of graphene, and the addition of functional groups or the nanoparticle composites on their surfaces improves their performance. Applications of these materials in pollutant removal and environmental remediation have been explored. From the viewpoint of environmental chemistry and materials, this paper reviews recent important advances in synthesis of graphene-related materials and their application in treatment of environmental pollution. The roles of graphene-based materials in pollutant removal and potential research are discussed.     

海洋环境监测中的光纤化学／生物传感技术

通过光纤溶解氧、pH、湿度等化学传感探头及发光菌水质毒性监测生物传感探头的研制,开发出了一类能用于环境监测的新型传感器。其创新之处在于传感探头的设计与包装,以及数种可逆性、选择性、稳定性、使用寿命、响应时间、灵敏度等响应特性具佳的化学及生物传感膜的配方和制作技术。利用这些技术,通过对光纤探头的设计与包装,可以实现在现场及实验室模拟条件下对样品的选择性检测。研制的传感器能广泛应用于海洋污染调查、内河水质评价、水产养殖、工矿企业水气排污自检等诸多方面。     

微孔共轭聚合物的合成调控及其吸附研究进展

微孔共轭聚合物(CMPs)具有高比表面积以及高孔隙率等性质,是一类重要的吸附材料。本文综述了CMPs材料的合成、调控及其在吸附领域应用的研究现状,归纳总结了不同偶联方式制备的CMPs所具有的不同特点,讨论了反应单体的结构和比例以及反应溶剂、反应温度、催化剂用量和反应添加物等参数对CMPs的分子结构、形貌和孔道孔隙的影响规律,明确了制备CMPs适宜的调控策略。同时介绍了CMPs在重金属和有机物等污染物吸附上的应用,并对CMPs未来研究方向进行了展望。     

电化学传感器及其在重金属检测中的应用

重金属污染因其具有持久性、生物富集性和毒性而备受关注.相比于传统检测重金属的方法,电化学传感器具有成本低、灵敏度高、操作简便、易携带等优点,更适于现场检测.文章从电化学传感器的构建原理出发,系统介绍了电化学传感器的种类、制备工作电极的材料以及用以修饰电极的各种材料,分析了用这些材料制备的电化学传感器在重金属检测中的优缺点,指出在实践过程中需要对工作电极和修饰材料进行选择和优化,耐用性强、微型化、自动化、多功能化将是电化学传感器今后的主要发展方向.     

一种对Cu2+具有选择性识别的化学传感器

铜是人体所必需的微量元素,又是环境中常见重金属污染物之一,因此研究能用于检测铜离子的化学传感器具有重要意义。本文通过有机合成方法得到了一个化学传感器吡啶醛罗丹明B腙,该化学传感器对二价铜离子具有紫外可见光谱响应信号。在500 nm以上有紫外可见吸收,所以该化学传感器对二价铜离子具有选择性识别。     

废水处理中蛭石的应用研究进展

蛭石是一种具有优异的吸附、离子交换性能的硅铝酸盐矿物,在环境治理中有广泛的应用前景.介绍了近年来国内外应用天然蛭石在废水处理中的试验研究情况,综述了蛭石在去除水中氨氮、重金属元素、磷酸盐、稀土离子、有机污染物质等方面的应用,并涉及蛭石的活化改性方法,以探求更好的处理效果.     

有机物对苏州河,黄浦江重金属离子迁移的影响

本文根据实验室模拟结果,从理论上解释了苏州河、黄浦江重金属离子迁移规律的二个问题。吸附实验表明大量有机物的存在,与重金属离子形成络合物而抑制了重金属离子进入固相。所以苏州河底泥对重金属的富集系数小于黄浦江。另外,光解实验表明有机物对Cu(Ⅱ)的络合能力远大于对Zn(Ⅱ)的络合能力。故黄浦江和苏州河底泥对重金属的相对富集系数以Zn(Ⅱ)为最小。     

Nonlinear optical properties of graphene-based materials

Graphene,a two-dimensional carbon atom sheet,has attracted tremendous attention and research interest because of its exceptional physical properties.Graphene has high mobility and optical transparency,in addition to flexibility,robustness and environmental stability.The main focus so far has been on fundamental physics and electronic devices.However,because the linear dispersion of the Dirac electrons enables ultrawideband tunability,we believe its true potential lies in photonics and optoelectronics.In this review,we introduce recent advances in the nonlinear optical properties of graphene-based materials.The rise of graphene in nonlinear optics is shown by several recent results,ranging from saturable absorbers and the four-wave mixing effect to giant two-photon absorption,reverse saturable absorption and optical limiting.The relevant forms of the graphene-based materials include pure graphene,graphene oxide and graphene hybrids.     

用于废水中重金属吸附的核桃壳吸附剂制备方法研究进展

核桃壳因其具有木质素含量高、质地坚硬且多微孔、有巨大比表面积、产生周期短及产量大、廉价等特点,常被用作去除废水中重金属离子高效的吸附剂。以核桃壳吸附剂制备及应用于废水中重金属离子吸附研究的近5年相关文献为基础,综述了核桃壳的吸附剂的类别和制备方法的研究进展,并指出了对含重金属废水核桃壳吸附处理技术研究的挑战和工业应用的发展方向。研究结果可为核桃壳的资源化利用及工业废水的净化处理提供技术参考。     

水泥浆体有效固结炉渣基复合废弃物中有害金属离子

通过能够模拟真实状况的浸出试验对混凝土材料中有害金属离子的浸出进行测量,来衡量水泥和混凝土材料在利用炉渣以及垃圾焚烧灰、电镀污泥、城市污水河底泥、建筑垃圾、建材废料、电池废渣、污水处理厂污泥等配制成的复合废弃物过程中,对其中的有害金属离子的固化程度,并对水泥净浆试块的基本性能力学强度进行了测试,肯定了在不影响水泥混凝土材料基本的力学性能的前提下综合利用废弃物的可行性和对减少污染保护环境所起的促进作用.     

有机物对苏州河、黄浦江重金属离子迁移的影响

本文根据实验室模拟结果,从理论上解释了苏州河、黄浦江重金属离子迁移规律的二个问题。吸附实验表明大量有机物的存在,与重金属离子形成络合物而抑制了重金属离子进入固相。所以苏州河底泥对重金属的富集系数小于黄浦江。另外,光解实验表明有机物对Cu(Ⅱ)的络合能力远大于对Zn(Ⅱ)的络合能力。故黄浦江和苏州河底泥对重金属的相对富集系数以Zn(Ⅱ)为最小。     

改性表面增强拉曼基底对几种重金属的定量检测

重金属离子对水质及其应用有着严重的影响,开发高选择性及灵敏度的重金属离子检测平台在水资源保护中有着重要的意义。采用4-巯基苯甲酸功能化金纳米粒子为载体制备的表面增强拉曼(SERS)溶胶基底,对水溶液中Pb~(2+)、Cd~(2+)、As~(3+)等重金属离子具有较强的选择性和较高的灵敏度。实验发现,SERS基底对Pb~(2+)、Cd~(2+)和As~(3+)的拉曼检测光谱在1 047、1 075、1 587cm~(-1)附近有着明显的振动频带位移及峰强变化。通过对溶胶基底优化得到了性能优异的增强基底,能够实现对3种重金属离子的区分,对重金属的检出限可达0.1mg/L,并在0.5～100mg/L范围呈线性关系,并成功的对真实水样中Pb~(2+)进行了加标验证实验。该基底提供了一个快速、便捷的重金属鉴别检测方法,且具有较好的增强效果和重金属定量分析能力,为水中重金属离子的高效检测提供了有效手段。     

废水中重金属离子的光催化还原研究进展

近年来,光催化氧化还原用于处理废水得到了较为广泛的研究,其中对于有机污染物的光催化氧化研究较多,而对于废水中重金属离子的光催化还原研究较少.本文综述了光催化技术在废水中重金属离子处理方面的应用,从重金属离子的光催化还原热力学分析、机理以及影响因素3个方面阐述了重金属离子的光催化还原新进展.     

Graphene-based hybrid materials and their applications in energy storage and conversion

Graphene attracts more and more scientists and researchers owing to its superior electronic,thermal,and mechanical properties.For material scientists,graphene is a kind of versatile building blocks,and considerable progress has been made in recent years.Graphene-based hybrid materials have been prepared by incorporating inorganic species and/or cross-linking of organic species through covalent and/or noncovalent interactions.The graphene-based hybrid materials show improved or excellent performance in various fields.In this review,we summarize the synthesis of graphene and graphene-based hybrid materials,and their applications in energy storage and conversion.     

石墨烯基墨水的制备及其在印刷电子中的应用

 石墨烯材料具有优异的导电性、柔性、化学稳定性等特征,在印刷电子领域中具有广阔的应用前景。概述了石墨烯材料的宏量制备方法,结合喷墨打印、丝网印刷和3D打印等方法介绍了石墨烯墨水制备的技术特点和要求,展示了石墨烯在印刷电子功能器件中的应用,主要类型包括透明导电薄膜、柔性电路、超级电容器和可穿戴传感器等。总结了该领域当前研究进展中存在的问题和挑战,从材料设计、加工制备和器件应用方面进行了展望。在未来发展中可通过丰富石墨烯打印线路的结构形式,并注重利用组装的策略增强结构有序性,实现多功能、高性能的器件制备和应用。     

水中痕量重金属离子的碳量子点荧光传感器检测法研究新进展

碳量子点具有优良的荧光特性、制备简单、成本低廉、毒性低、性能稳定和生物相容性好等优点,在荧光传感器方面展现出良好的应用前景,在金属离子检测和生化分析等领域引起了广泛关注。本文综述了碳量子点的制备方法及近5年碳量子点荧光传感器在检测水中痕量重金属离子方面的最新进展,并对碳量子点荧光传感器目前面临的挑战和今后的发展趋势进行了展望,以期为该领域的深入研究提供参考和借鉴。