Pt nanocrystals electrodeposited on reduced graphene oxide/carbon fiber paper with efficient electrocatalytic properties

Carbon fiber paper(CFP) wrapped with reduced graphene oxide(rGO) film as the composite support(rGO/CFP) of Pt catalysts was studied. It was found that rGO could affect the size and morphology of Pt nanocrystals(NCs). Concave nanocubes(CNC) Pt NCs~ 20 nm were uniformly electrodeposited on high reduced HrGO/CFP while irregular Pt NCs~62 nm were loaded on low reduced LrGO. Compared with Pt-LrGO/CFP and Pt-MrGO/CFP, the CNC Pt-HrGO/CFP exhibited a higher electrochemically active surface area(121.7 m~2 g~(-1)), as well as enhanced electrooxidation activity of methanol(499 mA mg~(-1)) and formic acid(950 mA mg~(-1)). The results further demonstrated that the CNC Pt-HrGO/CFP could serve as the gas diffusion electrode in fuel cells and yielded a satisfactory performance(1855 mW mg~(-1)). The work can provide an attractive perspective on the convenient preparation of the novel gas diffusion electrode for proton exchange membrane fuel cells.     

微波水热法制备ZnO/氧化石墨烯及其光电化学性能研究

利用微波水热法在316L不锈钢片基底上制备一维ZnO纳米阵列/氧化石墨烯(ZnO/GO)复合材料,借助SEM、TEM、UV-Vis及可见光光照下的恒电位i-t曲线等手段,对加入氧化石墨烯浓度不同的ZnO/GO样品的形貌、结构及光电化学性能进行表征。结果表明,ZnO纳米棒均匀垂直于316L不锈钢基底生长,GO片层嵌入在ZnO纳米棒结构中间;GO的引入促进了ZnO中产生的光生电子-空穴对的分离,从而使ZnO/GO复合材料相较于ZnO具有更佳的光电化学性能。当加入GO溶液浓度为0.5mg/mL时,所制样品中ZnO纳米棒阵列发育完善、排列致密,样品的光电流密度达到18μA/cm~2,为纯一维ZnO纳米结构相应值的3.6倍。     

三维炭/还原氧化石墨烯纳米片的制备及其电化学性能

采用水热合成法,将间苯二酚甲醛树脂涂覆在还原氧化石墨烯片层上,经冷冻干燥及炭化后构筑三维炭/还原氧化石墨烯纳米片。使用SEM、TEM、FTIR、XPS等对样品的形貌与结构进行表征,利用循环伏安、恒流充放电及电化学阻抗法测试了样品的电化学性能。结果表明,间苯二酚甲醛树脂成功将还原氧化石墨烯片包覆,二者构筑的三维炭/还原氧化石墨烯复合纳米片厚度为25nm;当循环伏安测试扫描速率为20mV/s时,三维炭/还原氧化石墨烯纳米片电极材料的比电容分别为还原氧化石墨烯与间苯二酚甲醛树脂炭电极材料相应值的1.8和2.8倍;在0.2A/g的充电电流密度下,三维炭/还原氧化石墨烯纳米片电极材料比电容为154.4F/g。     

超声离心工艺制备氧化石墨烯纳米片

以天然石墨粉为原料,采用改进的 Hummers 法制备氧化石墨烯,将得到的氧化石墨烯水分散液在超声中进行超声破碎,可以得到不同尺寸的氧化石墨烯片,再采用离心工艺进行离心分离,最后得到尺寸分布较窄的氧化石墨烯纳米片。对大量的氧化石墨烯扫描电子显微镜照片进行统计分析发现,通过调整超声功率、超声时间、离心转速和离心时间可以有效地调控得到的氧化石墨烯纳米片的片径尺寸。最后,采用优化后的工艺参数,超声离心工艺制备出了平均片径尺寸约为100 nm 的氧化石墨烯纳米片,其中尺寸小于100 nm 氧化石墨烯纳米片的含量超过了60％。     

还原氧化石墨烯增强铜基复合材料的制备及性能研究

借助分子级混合法和均质机剥离共同作用,采用放电等离子体烧结技术(SPS)制备出还原氧化石墨烯/铜基复合材料。利用SEM、XRD、Roman、XPS和压缩测试对其微观组织结构及综合性能进行了研究。结果表明,适量的氧化石墨烯能够均匀分散在铜基中并显著提高复合材料的综合性能。复合材料的压缩屈服强度最高达到481 MPa,比纯铜相应值提升了约2.2倍,维氏硬度较纯铜相应值也提升了约0.7倍。     

Pt-induced electrochemical growth of ZnO rods onto reduced graphene oxide for enhanced photodegradation performance

Photodegradation of organic pollutants over semiconductor catalysts is considered to be a viable method for wastewater treatment.Of the different semiconductor photocatalysts,ZnO has been widely used for the photodegradation of organic pollutants.Meanwhile,graphene is being actively investigated as a cocatalyst for such processes.The high carrier transport rate of graphene can favor the transfer of photoexcited electrons,while the increased specific surface area provides adsorption sites for the organic effluent molecules,thereby improving overall photocatalytic activity.Therefore,in this study,Pt–ZnO–reduced graphene oxide(RGO)rods with different RGO contents are synthesize during a novel Pt-induced electrochemical method,where ZnjZnO acts as the anode and PtjH2OjH2acts as the cathode.The photocatalytic degradation activity of the Pt–ZnO–RGO rods is remarkably improved under UV–visible light irradiation,with the optimum loading RGO content of 1 wt%.     

还原氧化石墨烯/Co_3O_4复合物的制备

为改善Co3O4的电化学性能,以180μm鳞片石墨为原料制备膨胀石墨,再以改进Hummers法制备氧化石墨烯,然后以水热沉淀法制备还原氧化石墨烯/CoCO3前驱体,最后煅烧生成还原氧化石墨烯/Co3O4复合物(RGO/Co3O4)。采用扫描电子显微镜、X射线衍射仪、红外光谱仪对所得产物进行分析表征。结果表明,得到的RGO/Co3O4复合物与纯相Co3O4相比呈现纺锤体颗粒状,粒径较小且均匀分布,基本无团聚。该研究通过引入还原氧化石墨烯得到了具有较好形貌结构的RGO/Co3O4复合物。     

基于还原氧化石墨烯/普鲁士蓝-壳聚糖纳米复合物的高灵敏葡萄糖生物传感器研究

在电沉积制备普鲁士蓝-壳聚糖(PB-CS)膜修饰金电极的基础上,引入新型纳米材料还原氧化石墨烯(RGO),固定葡萄糖氧化酶(GOD),构建基于RGO/PB-CS纳米复合材料的葡萄糖生物传感器。结果表明,由于RGO独特的物理化学性质以及RGO与PB之间的协同作用,大大提高了此传感器的工作性能。在0.0V工作电位下,该传感器具有较高的灵敏度(65.3μA·(mmol/L)-1·cm-2)和较低的检测限(6μmol/L)。传感器具有较小的表观米氏常数(1.43mmol/L),表明该固定酶对葡萄糖具有较高的亲和力。     

氧化石墨烯的表面处理及其在生物医学领域的应用

氧化石墨烯（graphene oxide, GO）表面具有丰富的含氧基团。通过共价键结合、疏水作用、氢键作用等吸附药物和其他大分子对GO表面微观结构的修饰可提升其实用性。尤其是对生物相容性的增强使得功能化的GO可以在临床医学领域得到广泛应用。介绍了GO表面处理的原理,总结了近几年国内外研究人员在GO表面修饰方面的研究进展,归纳了修饰后具有优异性能的功能化氧化石墨烯（functionalized graphene oxide, FGO）在生物医学领域中的广泛应用,包括疫苗载体、癌症治疗、药物输送和基因治疗等方面。最后指出,通过加强对GO的进一步研究,可使其在未来的生物医学领域发挥关键作用。     

H2O2增效Ag+掺杂ZnO纳米晶光催化体系降解亚甲基蓝

以水合碳酸锌为前驱体,利用激光复合加热蒸发技术,制得粒径分布均匀,平均粒径在30 nm左右的Ag 掺杂ZnO纳米晶半导体光催化剂.利用UV-Vis,TEM,AFM和XRD等进行了表征.对光催化体系降解亚甲基蓝(MB)的研究表明:悬浮Ag 掺杂ZnO纳米晶的悬浮水相体系中,Ag 的掺杂能有效地改善ZnO对亚甲基蓝的光催化降解性能.此外,H2O2能有效增强Ag 掺杂ZnO纳米晶对MB的降解效率,H2O2浓度为0.05 mol/L时可以使Ag 掺杂ZnO纳米晶的光催化效率提高近1倍.降解产物光谱分析表明:H2O2的存在优先使MB的苯环开环降解,并使其降解更彻底.     

金纳米粒子与电化学还原氧化石墨烯复合材料修饰电极的制备及其电化学应用

利用金纳米粒子(Au NPs)和电化学还原氧化石墨烯(ERGO)制备了以玻碳电极(GCE)为基底电极的复合材料修饰电极Au NPs-ERGO/GCE.采用场发射扫描电子显微镜(FESEM)、拉曼光谱、循环伏安(CV)法、计时电流法等方法对复合材料修饰电极进行了系统表征与分析.将所制备的复合材料修饰电极应用于葡萄糖的电化学分析研究.研究数据表明:所制备的Au NPs-ERGO/GCE电极对葡萄糖具有良好的电催化性能,有较宽的检测范围和较好的灵敏度,同时,对抗坏血酸(AA)、尿酸(UA)和氯离子(Cl~-)等共存的干扰物均有良好的抗干扰性能.     

Ag/reduced graphene oxide(RGO) nanocomposites for detection of TNT

The modified Hummers method was employed to generate graphene oxide, and Ag/reduced graphene oxide (RGO) nanocomposites were synthesized at different temperatures by using sodium citrate as the reductant. Scanning electron microscopy (SEM), transmission electron microscopy (TEM), X-ray diffraction (XRD), X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) and Raman spectroscopy were employed to characterize the reaction products. The results indicate that RGO has been synthesized successfully, and Ag particles are distributed evenly on the surface of RGO. The RGO prepared at a reaction temperature of 120℃ shows the best surface-enhanced Raman scattering (SERS) activity. The Ag/RGO nanocomposites modified by 10^-5 mol/L 4-aminothiophenol (PATP) successfully detect a 10^-5 mol/L 2,4,6-trinitrotoluene (TNT) alcohol solution.     

膨胀石墨氧化制备石墨烯

在氧化还原法制备石墨烯的工艺中,氧化石墨的制备尤为重要。以大鳞片石墨制备的膨胀石墨为原料,采用改进的Hummers法制备氧化程度高、可剥离度高的氧化石墨稀,研究中温氧化时间、氧化剂用量及高温反应对氧化石墨烯结构、形貌及氧化程度的影响,对样品进行扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)表征。结果表明:硫酸与膨胀石墨用量比为75 mL∶1 g,高锰酸钾与石墨用量比为4 g∶1 g,35℃水浴反应24 h,制备得到氧化程度高的大片氧化石墨烯。该方法工艺简单、反应温度低,无须进行高温反应,可以解决大鳞片石墨制备氧化石墨烯难度大,氧化效率低的问题。     

纳米ZnO固载辣根过氧化物酶及其降解酚类化合物研究

目的 利用纳米材料固载辣根过氧化物酶并对固载酶性质及应用进行研究.方法 运用电镜,红外光谱法表征材料,用紫外光谱法检测固载化HRP活性.结果 固载酶在碱性环境中活性比游离酶平均高40%,60℃反应体系里仍然能维持45.3%活性,保存50 d后活性为35.8%,用于降解苯酚与氯酚时去除效率分别为87.3%和65.4%.结论 实验证明了纳米ZnO能够固载辣根过氧化物酶,所得固载酶应用于降解苯酚、氯酚水溶液时催化效率比游离酶分别提高39.68%和21.56%.但是,固载化HRP的重复利用性较差,4次循环使用后基本失活.有必要进一步探索优化固载与催化条件,提高固载酶重复利用性.     

基于电化学还原氧化石墨烯/镍-镍氧化物的对羟基苯甲酸甲酯传感器的研究

采用电化学还原的方法制备了修饰电极,构建了电还原氧化石墨烯/镍-镍氧化物的化学传感器.通过拉曼（Raman）光谱、场发射扫描电子显微镜（FE-SEM）和X射线光电子能谱（XPS）对该传感器进行表征,利用差分脉冲伏安（DPV）法研究该传感器的电化学行为,制备的传感器显示了较好的对对羟基苯甲酸甲酯（MP）的电催化能力,可用于检测MP.在优化条件下,该传感器在5~60 μmol·L^-1范围内呈良好的线性关系,检出限为0.47 μmol·L^-1.该传感器重复性良好、灵敏度高,选择性和稳定性好,已成功地应用于化妆品中MP的检测,回收率在97%~109%之间.     

ZnO纳米晶体的同轴送氧激光制备及其特性

利用场发射扫描电子显微镜、X射线衍射仪以及X射线能谱仪等试验方法对同轴送氧CO2连续激光制备的ZnO纳米晶体的形貌、组成成分以及相结构进行了分析．研究结果表明：同轴送氧激光辐射能够制备梅花状纳米晶体、四足晶体、纳米盘、纳米线等不同的纳米晶体；在不同的激光参数作用下，能够产生纯度很高的结构和性质相同的ZnO纳米晶体；并且ZnO纳米线阵列沿着金属锌板厚度生长，保持着自然的生长方向，有利于氧化锌晶体的提取，从而建立了一种制备ZnO纳米晶体的方法。     

氧化石墨烯墨水的制备及直写图案化

 采用改进的Hummers法制备宽度分布范围为30~70 μm的大尺寸氧化石墨烯及其墨水,并通过直写打印实验,研究了最佳打印条件和氧化石墨烯墨水直写图案化。结果表明,当氧化石墨烯浓度为15 mg/mL、打印压力为70 kPa、线速度为3 mm/s时,打印线条流畅,形貌精细可控;还原剂为15%氢碘酸、还原时间为3 h时,打印线条的还原程度最高,且电性能最佳,电导率可达4.40×10⁴ S/m,远超过现有打印技术的石墨烯图案电导率;实现了氧化石墨烯墨水在亲水聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）、聚二甲基硅氧烷（PDMS）、玻璃、硅片等多种柔性和非柔性基底上的图案化直写打印,且经还原处理的氧化石墨烯图案可作为连接导线实现发光二极管的集成,对于石墨烯基印刷电子器件的发展具有重要意义。     

High-conductivity graphene nanocomposite via facile, covalent linkage of gold nanoparticles to graphene oxide

Graphene and its derivative,graphene oxide (GO) have been substantively used as the main framework for dispersing or building nanoarchitectures because of their excellent properties in electronics and catalysis.The requirement to obtain superior graphene-metal hybrid nanomaterials has led us to explore a facile way to design 4-aminobenzenethiol/1-hexanethiolate-protected gold nanoparticles (aAuNPs)-functionalized graphene oxide composite (aAuNPs-GO) in solution.We demonstrate that when aAuNPs with amino groups are exposed to GO,well-dispersed coverage of Au nanoparticles are mainly observed on the edge of GO sheet.In contrast,when 1-hexanethiolate-protected gold nanoparticles (hAuNPs) without amino groups are exposed to GO,hAuNPs simply aggregate on the surface of GO.This indicates that amino groups located on the surface of Au nanoparticles are an essential prerequisite for attachment of nearly monodispersed aAuNPs.The strategy described here for the fabrication of aAuNPs-GO provides a straightforward approach to develop graphene-based nanocomposites with undamaged sheets structure and good solubility and also improve the conductivity of GO sheets evidently.     

磁控溅射在PI/石墨烯基体上制备氧化锌薄膜

聚酰亚胺(PI)/石墨烯复合薄膜兼备了可挠曲性及透明、导电性,可作为柔性透明导电电极用于柔性电子器件中。但附着于PI上的石墨烯易划伤,使其导电性变差。本文采用脉冲直流磁控溅射法,以PI/石墨烯为基体,镀制保护石墨烯的氧化锌薄膜。分别采用原子力显微镜、X射线衍射仪、台阶仪、霍尔效应仪及紫外-可见分光光度计检测PI/石墨烯/ZnO复合薄膜的表面形貌、晶体结构、薄膜厚度及导电、透光性能。结果表明,PI/石墨烯/ZnO复合薄膜结构致密,氧化锌以(002)为择优取向,最低方阻为1.9×104Ω/sq,略低于石墨烯的方阻,可见光区平均透光率达80%。     

A ternary FeS_2/Fe_7S_8@nitrogen-sulfur co-doping reduced graphene oxide hybrid towards superior-performance lithium storage

Iron sulfides are promising anode materials for lithium ion batteries(LIBs) owe to their high theoretical capacity and low cost. However, unsatisfactory electronic conductivity, dissolution of polysulfides, and severe agglomeration during the cycling process limit their applications. To solve these issues, a ternary FeS₂/Fe₇S₈@nitrogensulfur co-doping reduced graphene oxide hybrid(FeS₂/Fe₇S₈@NSG) was designed and synthesized throu...