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.     

氧化石墨烯-单壁碳纳米管复合物的超电容性能研究

以氧化石墨烯(GO)作为表面活性剂分散原始的单壁碳纳米管(SWNT),采用超声、冷冻干燥的办法得到氧化石墨烯-单壁碳纳米管复合物,利用扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、X射线光电子能谱(XPS)和电化学测试对样品的形貌、结构、组成以及电化学性质进行表征.结果表明:氧化石墨烯-单壁碳纳米管复合物电化学性质得到了显著的提高,通过调节单壁碳管与GO的比例,发现SWNT质量为GO的10%时,得到的复合材料具有最好的超电容储能特性,在6mol·L~(-1)的KOH电解液中,0.5A·g~(-1)电流密度下其比电容可达155F·g~(-1),是相同条件下GO比电容(81.5F·g~(-1))的1.9倍,这种简单的方法获得的GO-SWNT复合材料在能量存储装置方面展现了广阔的应用前景.     

单层边缘功能化石墨烯的制备和表征

为探讨石墨烯的氧化过程,以浓硫酸、高锰酸钾和双氧水作为氧化剂,通过部分边缘氧化剥离石墨得到了单层边缘氧化石墨烯(SLMGO),用定量硼氢化钠还原得到了单层边缘功能化石墨烯(SLMFG).使用FT-IR、SEM、TEM、XRD和XPS等手段表征了SLMGO和SLMFG结构和形貌.结果表明:边缘功能化的单层石墨烯较深度氧化的多层石墨烯,能更好地保持层状平面结构.基于好的共轭程度,边缘功能化的石墨烯光电性能将更好.     

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。     

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.     

聚乙烯亚胺交联三维石墨烯制备与吸附性能

以聚乙烯亚胺(PEI)为交联剂,制备了PEI交联石墨烯絮状分散液。采用冷冻干燥法除掉絮状分散液中的溶剂水后,得到三维石墨烯。通过X射线衍射、扫描电子显微镜和红外光谱表征了所得三维石墨烯的结构及形貌特征,并测试了三维石墨烯对亚甲基蓝的吸附性能。研究结果表明:聚乙烯亚胺分子链的胺基可以与氧化石墨烯片层的环氧基和羧基反应,使PEI接枝到多个氧化石墨烯片层上,形成PEI交联的三维石墨烯。三维石墨烯能够快速吸附亚甲基蓝,当三维石墨烯添加量为10 mg、吸附时间为20 min时,亚甲基蓝去除率为85%,接近平衡去除率。     

石墨烯的制备及其超级电容性能

以鳞片石墨为原料,采用化学氧化还原法制备了高品质的石墨烯.借助X射线衍射分析、扫描电子显微镜和透射电子显微镜观察、氮气吸附--脱附实验、恒流充放电实验、循环伏安法和交流阻抗谱技术对石墨烯的结构、形貌、表面性能和超级电容性能进行了系统研究.X射线衍射、扫描电镜和透射电镜结果表明,石墨烯整体上呈现无序结构,外观具有蓬松、透明的薄纱状及本征性皱褶,其BET比表面积为14.2m2·g-1,总孔容为0.06cm3·g-1,平均孔径为17.3nm.交流阻抗谱测试结果表明,石墨烯电极具有较小的阻抗,其等效串联电阻为0.16Ω,电荷传递电阻为0.55Ω.恒流充放电和循环伏安测试结果显示:石墨烯电极具有良好的功率特性和循环稳定性,电容特征显著.在2、5、10和20mV·s-1扫描速度下的放电比电容分别为123、113、101和89 F·g-1;即使是50mV·s-1的高扫速,放电比电容仍可达69F·g-1.     

银纳米线与氧化石墨烯复合物的制备及其抗菌性能研究

为了获得具有良好抗菌活性的材料,制备氧化石墨烯与银纳米线的复合材料.通过透射电子显微镜、扫描电子显微镜、傅里叶变换红外光谱仪、紫外-可见光谱、X射线衍射和X射线光电子能谱对制备的氧化石墨烯、银纳米线和氧化石墨烯与银纳米线复合材料进行表征.以大肠杆菌为试验菌株进行抗菌性能试验.结果表明,氧化石墨烯与银纳米线复合材料具有明显的抗菌作用.从氧化应激理论和膜损伤理论等方面探讨了抗菌材料的抗菌机制.以DMPO(5,5-二甲基-1-吡咯啉-N-氧化物)和TEMP(2,2,6,6-四甲基哌啶)为捕获剂,采用ESR方法分别测定了材料在光照射下产生的3种活性氧(O·-2,1 O2,·OH),并采用扫描电镜法观察大肠杆菌的微观形态.     

快速微波法制备石墨烯/碳纳米管复合材料

以微波照射方法为基础,将氧化石墨放入家用微波炉中进行微波照射,1 min即可得到还原并且剥离的氧化石墨,将它与二茂铁混合在相同的条件下进行二次微波得到石墨烯/碳纳米管复合材料.采用傅里叶变换红外光谱、拉曼光谱、X射线粉末衍射对其结构进行表征,扫描电子显微镜和透射电子显微镜表征其形貌.结果表明,采用两次微波照射可以得到复合比较均匀的具有磁性的石墨烯/碳纳米管复合物.复合材料中碳纳米管的直径大约为20 nm,为多壁碳纳米管,且磁性粉末为Fe3C.     

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.     

电化学还原石墨烯用于水合肼的电催化氧化及检测

采用电化学还原技术制备了还原石墨烯.采用扫描电镜、Raman光谱、AFM等技术表征了石墨烯的形貌和结构特征.采用电化学测试技术研究了还原石墨烯修饰电极的电化学性能及对水合肼(N_2H_4·H_2O)的电催化氧化活性.结果表明,该石墨烯电极材料具有优异的电子传导性能.与裸玻碳电极相比,石墨烯修饰电极对水合肼表现出优异的电催化氧化活性.在最佳的实验条件下,将该石墨烯修饰电极用于水合肼的灵敏检测.在1×10~(-5)~1×10~(-4) mol/L范围内,氧化峰电流与水合肼的浓度呈良好的线性关系.该石墨烯修饰电极材料有望用于环境中水合肼等有机小分子的灵敏检测.     

多壁碳纳米管-石墨烯复合膜修饰电极电化学检测异烟肼

采用水合肼还原法制备了多壁碳纳米管（MWCNT）-石墨烯（GR）纳米复合物（MWCNT-GR）,并采用滴涂法制备了此纳米复合物修饰的玻碳电极（MWCNT-GR/ GCE）,研究了该修饰电极上异烟肼（Isonia-zid,INZ）的电化学行为.结果表明:在 pH 值为4.0的 HAc-NaAc 缓冲溶液中,异烟肼在0.35 V 处产生一灵敏的不可逆氧化峰.线性扫描伏安法测定异烟肼的线性范围为1.0×10-7~1.0×10-4 mol·L -1,检出限为5.0×10-8 mol·L -1（S/ N =3）.用该法测定了异烟肼注射液中异烟肼的含量,结果令人满意.     

石墨烯薄膜的化学气相法制备及光、电特性研究

利用化学气相沉积方法制备了石墨烯薄膜,并研究了其光电特性。以乙醇做反应原料、氩气作为携载气体,在873 K、973 K、1 073 K的温度下合成石墨烯薄膜。应用光学显微镜观察,发现在1 073 K时能够制备大面积均匀、平整光滑的石墨烯薄膜。纳曼光谱分析结果表明:制备的石墨烯薄膜出现2 650 cm-1的石墨烯的特征峰-D强峰,同时该峰强度随温度的升高而迅速增强,说明低温不能使沉积的碳原子有效的石墨化为石墨烯,而较高的温度有助于乙醇分解并石墨化为石墨烯薄膜。在1 073 K时沉积的石墨烯薄膜具有良好的光、电特性,其电子迁移率可以达到104 cm2.(V.s)-1,光透射率达97%,因此,可用于制备石墨烯晶体管、太阳能电池等光电子器件。     

Al_2O_3担载Fe化学气相沉积法合成石墨烯

Al2O3担载Fe作催化剂化学气相沉积法400℃下催化裂解乙炔进行反应,反应气氛分别为氢气和氩气,产物通过60℃下36%的浓盐酸中回流进行提纯.样品通过扫描电子显微镜和高分辨透射电子显微镜进行了表征.结果表明:当反应气氛为氢气时可以一次性制备均匀性很好的薄膜,其厚度约为3～15nm,层数约8～20层,薄膜之间相互交连在一起,表面有很多褶皱,为典型的石墨烯纳米片的结构;当反应气氛为氩气时,石墨烯纳米片则变成了副产物.     

石墨烯-磺胺嘧啶污染对小麦萌发的毒性效应

通过植物生态毒理实验,研究了纳米材料石墨烯与典型抗生素磺胺嘧啶(SD)单一及复合污染对小麦的根伸长和芽伸长的影响.结果表明,SD单一污染条件下,2mg·L-1SD促进小麦的根伸长和芽伸长,当质量浓度大于10mg·L-1时,则对小麦发芽产生明显的抑制,抑制作用随着SD浓度的增加而增强.石墨烯单一污染作用下,促进了小麦的根伸长和芽伸长.石墨烯-磺胺嘧啶复合污染作用下,SD在复合毒性中起主导作用,其复合污染效应同单一SD污染相似,在二者复合污染作用下,主要表现为协同作用,石墨烯增强了SD对小麦的毒性.     

硅烷聚合物修饰对SAPO-34分子筛膜的分离性能的影响

采用化学液相沉积（ CLD）技术将含有咪唑官能团的硅烷聚合物沉积在SAPO-34分子筛膜表面,修饰膜的缺陷以提高其气体渗透选择性.通过傅里叶红外（ FT-IR）、X-射线衍射（ XRD）和场发射扫描电子显微镜（ FE-SEM）等表征手段证明了硅烷聚合物以 Si—O—Si 共价键形式成功地接枝在膜表面.在298 K、0.1 MPa压力差的测试条件下,修饰后SAPO-34分子筛膜的CO2/CH4理想分离选择性由12提高到76,提高了5倍,CO2的渗透速率由7.22×10-7mol/（m2·s·Pa）降低至4.13×10-7 mol/（m2·s· Pa）,降低了42.8;.考察了温度和压力差对SAPO-34分子筛膜的CO2和CH4渗透速率的影响.     

Electrochemical exfoliation for few-layer graphene in molybdate aqueous solution and its application for fast electrothermal film

There are still serious barriers from laboratory exploration to large-scale production of commercializing highquality graphene, especially by environmental-friendly methods. In this study, a simple and efficient electrochemical method for the preparation of high-quality water-dispersible graphene has been developed using molybdate aqueous solutions as the electrolyte. The exfoliation of graphite paper could be achieved in the electrolyte with a high yield of a few layers graphene(1–5 layers, 76%) and uniform lateral size(1–6 μm, 90%).The as-obtained few layers graphene well dispersed in aqueous solution with a solubility of ～4 mg mL~(-1) and stability for at least 2 months. It provides a new green method to prepare high-quality graphene. The as-prepared water-dispersible graphene films exhibit significant electrothermal performance, with a steady-state temperature of 147 °C under voltage of 10 V and a maximum heating rate achieved of 11.8 °C s~(-1).     

CuInS2／石墨烯混合物的合成及其在太阳能电池中的应用

在不同的溶剂中通过温和的溶剂热法,成功地合成 CuInS2纳米晶体。这些合成好的 CuInS2粉末被 X光衍射表征后,又作为对电极被组装成染料敏化太阳能电池。通过检测可以发现乙二醇是合成 CuInS2过程中最佳的溶液。这主要表现在用乙二醇合成的 CuInS2作为电池对电极时的转化率可以达到5·49％,这个值要比用其他溶液合成的 CuInS2转化率高。然后,将在乙二醇溶剂中合成的 CuInS2粉末与石墨烯的氧化物混合形成 CuInS2纳米晶体／石墨烯纳米复合材料,这种材料可以提高 CuInS2在染料敏化太阳能电池方面的性能。通过透射电子显微镜法,可以证明 CuInS2生长在石墨烯纳米网中。与传统的铂对电极电池（6·90％）相比,这种纳米复合材料具有相对较好的光电转化率（6·28％）。     

石墨烯/铜-银合金复合膜修饰玻碳电极同时测定鸟嘌呤和腺嘌呤

采用简单的搅拌还原法制备了石墨烯/铜-银合金纳米复合物,基于该复合物修饰玻碳电极制备了新型的电化学传感器.用SEM和TEM扫描电镜对石墨烯和石墨烯/铜-银合金纳米复合物进行了表征.分别用循环伏安法和差分脉冲伏安法研究了鸟嘌呤和腺嘌呤在修饰电极上的电化学行为.结果表明,石墨烯/铜-银合金纳米复合膜显著促进了鸟嘌呤和腺嘌呤在电极上的电子传递速度.在0.1 mol/L醋酸盐缓冲溶液(ABS)中(pH 4.5),鸟嘌呤和腺嘌呤在该修饰电极上具有良好的电化学行为,鸟嘌呤和腺嘌呤分别在1.0¹00.0μmol/L浓度范围内,信号线性关系良好,相关系数分别为0.997和0.998.鸟嘌呤和腺嘌呤的检出限分别为6.0×10-8mol/L和5.0×10-8mol/L(S/N=3).将该传感器用于DNA样品中嘌呤碱基分析,得到(G+C)/(A+T)的比值为0.79.     

石墨烯/二氧化锰复合材料的制备及其电化学性能

通过水热法在160℃条件下成功制备了手风琴状石墨烯/MnO2复合材料.通过场发射扫描电镜、透射电镜、X射线衍射、X射线能量色散谱、BET法以及拉曼光谱对材料进行表征.结果表明,手风琴状二氧化锰与层状石墨烯之间具有十分高效的贴合,这种创新性设计有效地利用了石墨烯的高电导率、大比表面积以及二氧化锰的优秀赝电容行为.电化学测试结果给出在0.2 A·g-1时,样品的比电容高达138 F·g-1,数倍增强于单独的二氧化锰或石墨烯样品.