还原氧化石墨烯中钾离子的电化学嵌入/脱出性能研究

采用修正Hammers法成功合成了氧化石墨烯,并且通过热还原的方法成功制备了还原氧化石墨烯.采用SEM和AFM方法表征了该方法合成的氧化石墨烯的形貌以及厚度,发现该氧化石墨烯为厚度约为1 nm、大小为几十微米的不规则片状结构.采用X射线光电子能谱对氧化石墨烯及还原氧化石墨烯进行了C1s和O1s谱线分析,证实该热还原方法还原效果明显.采用电化学方法研究了在还原氧化石墨烯中钾离子的嵌入/脱出行为,发现当电流为100 m A/g时,还原氧化石墨烯的嵌钾容量为120 m Ah/g.     

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。     

氧化石墨烯的还原和烷基化及其储能性能研究

石墨烯是由sp2杂化碳原子组成的二维周期蜂窝状点阵结构,其特殊的单原子层结构使其表现出许多奇特的物理化学性质,在电子学、生物医学、储能、传感器等领域显示出广阔的应用前景.然而,由于石墨烯易团聚成石墨,使其不能均匀分散在水或常用的有机溶剂中,在很大程度上限制了它的实际应用.本研究首先利用金属锂和萘的四氢呋喃溶液还原氧化石墨烯,然后对其进行循环烷基化反应,获得了烷基功能化程度不同的石墨烯.该方法通过还原除去了氧化石墨烯中大多数的含氧官能团,很大程度上恢复了石墨烯的导电性(1 361S/m),并且,由于在石墨烯表面引入烷基链,改善了石墨烯的分散性,为石墨烯的进一步加工和应用提供新的思路.通过电化学充放电测试等手段研究了制备的石墨烯材料用作锂离子电池负极活性物质的电化学性能.     

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.     

氧化石墨烯修饰碳纤维微电极电化学性能研究

采用电沉积方法将氧化石墨烯修饰到碳纤维电极表面,氧化石墨烯被还原从而制备石墨烯修饰的碳纤维微电极,考察多巴胺(DA)、尿酸(UA)、去甲肾上腺素(NE)以及铁氰化钾在修饰前后电极上的电化学行为.结果表明,在20 mmol/L pH值为7.4的Tris-HCl缓冲液中,氧化石墨烯经电沉积法得到的石墨烯修饰电极具有良好的稳定性和重现性,该修饰电极显著地提高了多巴胺和去甲肾上腺素的电化学响应,对DA和NE具有良好的电催化作用,在修饰电极上去甲肾上腺素和多巴胺的氧化过程受扩散控制.采用差示脉冲伏安法对NE和DA氧化峰电流与浓度的关系进行定量分析,DA氧化峰电流与浓度在1.0×10－7 ～ 1.0×10－4 mol/L范围内呈现良好的线性关系,线性回归方程为Ip＝1×10－4 C＋5×10－10,相关系数r＝0.9906;NE氧化峰电流与浓度在1.0×10－7 ～ 1.0×10－4 mol/L范围内呈现良好的线性关系,线性回归方程为Ip＝2×10－5C＋7×10－11,r＝0.9920.     

羧基化氧化石墨烯的制备及其电化学性能

以Hummers法为基础一步合成了氧化石墨烯,并制备了羧基化石墨烯.用热失重、红外光谱法、XRD衍射以及扫描电子显微镜对羧基化石墨烯的官能团及结构进行了表征.并用循环伏安法和差分脉冲伏安法进行了电化学性能分析.结果表明制备的羧基化石墨烯不但具有较好的水溶性,而且具有较好的电催化作用.     

还原氧化石墨烯改性 Nd-Mg-Ni 合金电极以改善其电化学动力学

To improve the electrochemical kinetics of Nd–Mg–Ni alloy electrodes, the alloy surface was modified with highly conductive reduced graphene oxide (rGO) via a chemical reduction process. Results indicated that rGO sheets uniformly coated on the alloy surface, yielding a three-dimensional network layer. The coated surfaces contained numerous hydrophilic functional groups, leading to better wettability of the alloy in aqueous alkaline media. This, in turn, increased the concentration of electro-active species at the interface between the electrode and the electrolyte, improving the electrochemical kinetics and the rate discharge of the electrodes. The high rate dischargeability at 1500 mA·g–1 increased from 53.2% to 83.9% after modification. In addition, the modification layer remained stable and introduced a dense metal oxide layer to the alloy surface after a long cycling process. Therefore, the protective layer prevented the discharge capacity from quickly decreasing and improved cycling stability.     

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.     

纳米金/还原氧化石墨烯修饰的盐酸环丙沙星分子印迹电化学传感器

以吡咯和邻苯二胺为功能单体,以盐酸环丙沙星为模板,在纳米金和还原氧化石墨烯(AuNP/rGO)修饰的玻碳电极上,采用电化学方法制备分子印迹聚合物薄膜电化学传感器.利用扫描电镜对修饰电极表面形貌进行表征;电化学技术测试分子印迹传感器性能.研究了纳米金和还原氧化石墨烯用量对电极电化学性能的影响,并对传感器制备和测试条件进行了优化.在优化条件下,分子印迹传感器对盐酸环丙沙星具有宽的线性检测范围(1.0×10^-8～1.0×10^-2 mol/L),低检测限(7.41×10^-12 mol/L(S/N=3)),选择性高,稳定性好.此外,该传感器成功检测出了实际药品和牛奶样品中的盐酸环丙沙星.     

氧化石墨烯和还原氧化石墨烯纳米片对药芯电弧焊低碳钢组织和力学性能的影响

The effect of graphene oxide (GO) and reduced graphene oxide (RGO) nanosheets on the microstructure and mechanical properties of welded joints of mild steel was evaluated by flux-cored arc welding. GO was synthesized by the Hummer’s method and was reduced under hydrothermal conditions at a pressure of 1.1 MPa at 180°C for 12 h. 1, 3, and 10 mg/mL paste fillers were used in GO and RGO, and applied to the weld notch. The results clearly showed that by increasing the concentration of RGO up to 10 mg/mL, the tensile strength and hardness of the weld metal were improved by approximately 20.5% and 38.4%, respectively, because the coarse grains were changed into fine domains. The domain of the nanosheets cluster was 19.85 × 10?9 m. Specifically, the RGO nanosheets contributed to modifying the mechanical properties of the welded steel, likely due to dislocation pinning.     

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。     

水热法制备硫化镉-氧化石墨烯复合物及其电化学性能研究

采用Hummers法以鳞片状石墨粉为原料制备了还原氧化石墨烯,并用水热法使其与硫化镉复合,制得还原氧化石墨烯与纳米硫化镉的复合物.采用X-射线衍射、扫描电镜、能量弥散X射线谱、傅里叶变换红外光谱等多种现代测试方法对还原氧化石墨烯、还原氧化石墨烯与纳米硫化镉复合物的结构和形貌进行了表征,并使用电化学工作站测试其电化学性能.     

铁氧化还原蛋白的直接电化学

将来源于Spinacia oleracea的铁氧化还原蛋白(ferredoxin,SoFd)通过吸附的方法固定在碳纳米管(CNT)表面.红外光谱表明SoFd固定在CNT表面后没有变性.循环伏安结果表明,SoFd在CNT表面能进行有效和稳定的直接电子转移反应,伏安曲线上表现出一对良好的、几乎对称的氧化还原峰;式量电位E0′不随扫速(在20—120 mV/s的扫速范围内,其平均值为(-571.7±1.9)mV(vs.SCE,pH 7.0))变化而变化;SoFd直接电子转移的表观速率常数ks为(0.73±0.04)s-1.     

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.     

铁酸锰的制备、表征和氧化还原性能

采用空气氧化湿法制备了尖晶石型铁酸锰，就铁酸锰生成的不同物料配比，反应条件进行试验分析；通过ＸＲＤ、ＸＰＳ、ＴＰＲ和ＴＰＤ等方法对其进行表征，研究它们的结构特征和氧化－还原性能；对其活性与化学组成及结构的关系进行了讨论。     

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。     

氧化石墨烯和石墨烯对离子型染料不同吸附性能研究

采用改进的Hummers法制备了氧化石墨烯,将其采用水合肼还原获得石墨烯,以氧化石墨烯和石墨烯为吸附剂,分别采用透射电镜(TEM),傅里叶变换红外光谱(FT-IR),拉曼光谱(RS)和X射线衍射光谱(XPS)对阴阳离子的不同吸附性能进行了分析表征.结果表明:两吸附剂对罗丹明B的吸附能力较甲基橙强,最大吸附容量分别为551.2 mg/g和476.2 mg/g,各吸附体系中的吸附行为都符合Langmuir等温吸附模型和二级动力学反应特征.     

氧化石墨烯和石墨烯对离子型染料不同吸附性能研究

采用改进的Hummers法制备了氧化石墨烯,将其采用水合肼还原获得石墨烯,以氧化石墨烯和石墨烯为吸附剂,分别采用透射电镜（TEM）,傅里叶变换红外光谱（FT-IR）,拉曼光谱（RS）和X射线衍射光谱（XPS）对阴阳离子的不同吸附性能进行了分析表征.结果表明：两吸附剂对罗丹明B的吸附能力较甲基橙强,最大吸附容量分别为551.2 mg/g和476.2 mg/g,各吸附体系中的吸附行为都符合Langmuir等温吸附模型和二级动力学反应特征.     

全钒氧化还原流体电池的电化学行为

本文介绍了全钒氧化还原流体电池及其结构和充放电机理。该电池是一种新型储能材料。它用ＶＯＳＯ４溶液作电极活性材料。一系列充放电试验结果表明,该电池具有良好的电化学性能。     

pH和取代基团对席夫碱电化学氧化还原的影响

合成了5种不同结构的席夫碱(N-苯基苯甲亚胺、具有-OH基团的N-苯基-2-羟基苯甲亚胺和N-(2-羟基)苯基苯甲亚胺、具有-NO2基团的N-苯基-4-硝基苯甲亚胺和N-(4-硝基)苯基苯甲亚胺).利用循环伏安法对5种席夫碱水溶液在玻碳电极上的电化学氧化还原行为进行了研究.同时考察了pH对席夫碱-CH=N-基团的电化学...