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。     

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.     

石墨烯-碳量子点复合材料的电化学性能研究

采用Hummers法和水热法,制备石墨烯和碳量子点溶液作为前驱体,然后通过一步煅烧法制得石墨烯-碳量子点复合材料。借助SEM、UV-Vis、FTIR等手段,对样品的形貌和结构进行表征;利用循环伏安法(CV)、差分脉冲伏安法(DPV)及恒流充放电循环测试等,重点考察了样品的电化学性能。结果表明,在石墨烯表面负载碳量子点可增加材料的比表面积并改善其机械性能,由于活性位点的增加,所制石墨烯-碳量子点复合电极具有较好的可逆性及电化学活性;在检测不同浓度双氧水时,复合电极的灵敏度为纯石墨烯电极的1.4倍左右;石墨烯-碳量子点复合材料作为锂离子电池负极使用时,与纯石墨烯材料相比具有更好的循环稳定性,且容量保持率提高了1.67倍。     

碳纸/纳米MnO2复合电极材料的制备及其电化学性能研究

将碳纸与氧化还原反应法制备的纳米MnO_2通过液相沉积法形成新的复合电极材料,采用循环伏安和交流阻抗测试技术对复合电极材料进行电化学分析,研究结果表明:碳纸/纳米MnO_2复合电极材料呈花瓣状开放结构,有利于提高复合电极的比表面积;碳纸基体沉积时间为1 h时,复合电极的电化学性能最稳定;但随着扫描速率的增加,复合电极的比电容呈下降趋势,且沉积时间越长,复合电极电容性的稳定也越差。     

循环伏安法对邻苯二酚的测定

将氧化石墨烯分散液及谷氨酸的混合液用循环伏安法修饰在玻碳电极上,制备出聚L-谷氨酸/石墨烯修饰电极.通过循环伏安法,对邻苯二酚在此修饰电极上的电化学行为进行研究.结果表明,在最佳优化的实验条件下,邻苯二酚在0.507 V处出现一对氧化还原峰,且浓度在2.00×10-6 mol/L～4.00×10-4 mol/L范围内表...     

石墨烯/纳米纤维素/亚甲基蓝修饰电极的电化学行为研究

采用电化学还原法在玻碳电极上直接制备了石墨烯/亚甲基蓝(GR/MB)﹑石墨烯/纳米纤维素(GR/NCC)﹑石墨烯/纳米纤维素/亚甲基蓝(GR/NCC/MB)修饰电极,研究了不同修饰电极的循环伏安行为.研究表明:相比GR/MB电极,GR/NCC/MB修饰电极对亚甲基蓝的电化学活性要高,氧化还原峰电流值可达4~5倍.其扫速的平方根与峰电流成线性关系.当石墨烯与纳米纤维素的质量比达到1.00∶4.60到1.00∶5.75时电化学活性最高.纳米纤维素和电化学还原的石墨烯通过协同作用增加亚甲基蓝的吸附能力,从而使GR/NCC/MB修饰电极表现出优异的电化学性能.     

三聚氰胺/石墨烯复合碳材料的制备及性能研究

制备具有高比表面积及良好导电性的含氮碳材料是提高超级电容器电化学性能的重要途径.文章将三聚氰胺甲醛树脂预聚体及十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)改性的氧化石墨烯(GO)复合,经水热反应、碳化及活化等步骤制备了三聚氰胺/石墨烯复合碳材料,通过XRD、BET、孔径表征、循环伏安法和交流阻抗等方法对碳材料的物相结构和电化学性能进行表征测试,研究复合碳材料的制备条件对电化学性能的影响.结果显示,碳材料以介孔为主,平均孔径为3.62 nm,比表面积为497 m2·g-1;在CTAB与GO质量比为1∶1,p H=9,条件下制得的复合碳材料,在6 mol·L-1KOH电解液中的质量比电容为113 F·g-1.     

本科教学实验氧化石墨烯的制备及其表征

氧化石墨烯是目前科研中热点最高的材料之一。基于Hummers法制备氧化石墨烯,可以进行水浴加热、离心、温度控制、超声、电极修饰以及电化学表征—循环伏安法等操作,同时可以扩展学生科研视野,激发学生科研探索热情。为了使实验内容适合本科教学实验,对制备方法进行了改进,将整个实验的温度控制在100℃以下,通过冰浴和水浴控制温度,使反应条件相对温和,提高了产量,确保了教学实验的成功率。     

基于石墨烯分子印迹电化学传感器测定氯霉素

采用改进的Hummers法合成氧化石墨烯,通过共沉淀作用在氧化石墨烯表面生成磁性Fe3O4纳米微粒,经硅烷化修饰巯基,将金纳米颗粒自组装到复合材料中,得到磁性氧化石墨烯复合金纳米颗粒,将其滴涂在金电极表面,以氯霉素为模板分子,通过溶胶-凝胶法将分子印迹膜修饰到金电极上,制得氯霉素分子印迹电化学传感器,并对制备电化学传感器进行条件优化和电化学性能研究。结果显示,基于石墨烯分子印迹电化学传感器测定氯霉素的线性范围为2.5×10-9~5.0×10-6mol/L,检出限为8.0×10-10mol/L。     

RGO/NiCo_2O_4复合电极材料制备及电化学性能研究

采用层-层自组装法制备了前驱体RGO/Ni-Co@Ni-foam(泡沫镍负载石墨烯/镍-钴金属化合物),并在高温下煅烧得到RGO/NiCo_2O_4@Ni-foam复合电极材料。运用X射线衍射仪、扫描电子显微镜以及能谱仪对多孔RGO/NiCo_2O_4@Ni-foam复合材料进行结构表征,并通过循环伏安、恒流充放电等测试方法考察了其作为电极材料的电化学性能。结果表明,制备的多孔RGO/NiCo_2O_4@Ni-foam复合电极材料的比电容在电流密度为0.5A/g时可达到444F/g,并且在经过1 000次循环实验后,比电容仍有342F/g。这表明多孔RGO/NiCo_2O_4@Ni-foam复合材料在超级电容器领域具有广阔的应用前景。     

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.     

轻度剥离二硫化钼／石墨烯复合材料的制备及其电化学储锂性能

为了增强MoS2的电化学储锂性能,将轻度剥离的商业MoS2与氧化石墨烯悬浮液混合,用液相还原法制备了轻度剥离MoS2／石墨烯复合材料,并对其微观结构和形貌进行了表征。结果表明轻度剥离MoS2的层数明显减少,其表面产生了许多裂纹,复合材料中轻度剥离的MoS2与石墨烯能较好地复合在一起。电化学测试表明与商业化MoS2比,轻度剥离MoSe／石墨烯复合材料具有更高的电化学储锂容量（1022mAh／g）,更好的循环稳定性能和显著增强的充放电倍率性能。电化学阻抗测试表明石墨烯显著降低了电极反应过程中的电子转移电阻。电化学储锂性能的增强主要是由于轻度剥离MoS2层数的明显减少及其表面的许多裂纹,以及轻度剥离MoS2与石墨烯之间的相互协同作用。电化学阻抗测试证明了石墨烯显著增强了复合电极材料的导电性能和电化学贮锂过程中电子传递能力。     

Ag/AgCl/PDA-rGO无酶葡萄糖传感器的构建

利用多巴胺的自聚性能及还原性,采用一步法制备聚多巴胺/银复合物修饰的还原石墨烯复合纳米材料.采用的工作电极是玻碳电极,将制备的复合纳米材料滴涂在其表面,构建了无酶葡萄糖电化学传感器(Ag/AgCl/PDA-rGO).材料的结构和组成借助X射线衍射、拉曼光谱等仪器进行了表征和分析,表明本方法成功地将聚多巴胺和银复合物均匀地负载于还原石墨烯的表面,同时通过调节反应时间,改变和控制Ag/AgCl/PDA-rGO材料中聚多巴胺和银复合物的负载量.此外,使用交流阻抗技术和循环伏安法分析和研究了Ag/AgCl/PDArGO修饰电极的电化学性能.试验结果表明, Ag/AgCl/PDA-rGO构建的无酶葡萄糖传感器在葡萄糖浓度为5～9 mmol/L时,线性关系良好.     

MnO2/石墨烯复合材料的制备及其电化学性能研究

我们以KMnO₄和石墨烯为原料,通过微波法、水热法和乙醇还原法制备了MnO₂/石墨烯复合材料,利用高分辨扫描电子显微镜（SEM）对样品的微观形貌进行了表征分析,并将所得复合材料制备成电极片,组装成超级电容器,采用恒电流充放电（GCD）、循环伏安（CV）、交流阻抗（EIS）在两电极体系下对电极材料进行电化学性能测试。实验结果表明,乙醇还原法所制得复合材料的微观形貌最好,其质量比电容最大可达180.54 F/g。     

ZnO/GQDs纳米复合材料的制备及其性能研究

通过一步水热法合成氧化锌(ZnO)/石墨烯量子点(GQDs)纳米复合材料,透射电子显微镜(TEM)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)和紫外-可见分光光度计(UV-vis)对合成的纳米材料进行表征.将所制备的纳米材料应用于修饰电极,通过循环伏安法和示差脉冲伏安法探究多巴胺在该材料电极的电化学行为,实验结果显示:与氧化锌和石墨烯量子点的单一材料相比,ZnO/GQDs纳米复合材料修饰的电极对检测多巴胺的氧化还原能力更强,并在0. 3～100μmol/L浓度范围内呈良好的线性关系,检出限为0. 19μmol/L(S/N=3).此外,该生物传感器测定实际样品中多巴胺的结果令人满意.     

MnO_2/石墨烯复合材料的制备及其电化学性能研究

我们以KMnO_4和石墨烯为原料,通过微波法、水热法和乙醇还原法制备了MnO_2/石墨烯复合材料,利用高分辨扫描电子显微镜(SEM)对样品的微观形貌进行了表征分析,并将所得复合材料制备成电极片,组装成超级电容器,采用恒电流充放电(GCD)、循环伏安(CV)、交流阻抗(EIS)在两电极体系下对电极材料进行电化学性能测试。实验结果表明,乙醇还原法所制得复合材料的微观形貌最好,其质量比电容最大可达180.54 F/g。     

La/V2O5复合电极材料的制备及电容性能研究

采用电化学沉积和高温热氧化法制备了La/V2O5复合电极材料.研究了电位范围、扫描速度和焙烧温度及La掺杂量对样品的影响.利用SEM,EDS和循环伏安法对所制备的复合电极的形貌、组成及电化学性能进行分析、表征.结果表明,所制备的La/V2O5复合材料主要由V、O、La组成;V2O5粒子形成层状结构,La弥散分布在层状结构的间隙处.电化学测试结果表明,煅烧3 h温度为200℃所得的样品在电位范围为0.2~1.0 V,扫描速度为0.1 mV/s的2 mol/L KCl溶液中复合电极的电容性比纯的V2O5明显提高,且La含量为0.005 g时比电容提高了51%.经1000次循环后,循环稳定性较好且容量衰减仅为初始容量的10.3%,适于作超级电容器电极正极材料.     

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.     

三维石墨烯/泡沫镍基底上制备Ni掺杂Co(OH)_2复合材料及其超电容性能

以化学气相沉积法制备的三维网状石墨烯/泡沫镍(3DGE/NF)为基底,电化学沉积Ni掺杂Co(OH)2纳米片得到三维镍钴双氢氧化物/石墨烯/泡沫镍(3D NixCo1-x(OH)2/GE/NF)复合电极材料,研究Ni掺杂量对材料的形貌及电化学性能的影响.结果表明:在Co(OH)2中掺杂适量的Ni可以改善材料的表面形貌;高质量、高导电性石墨烯的存在促进电极与电解液的电荷传输,加上镍钴的协同作用,能有效提高材料的比容量和循环倍率性能.当Ni掺杂量为34%时,3D Ni0.34Co0.66(OH)2/GE/NF复合电极材料具有最佳的电化学性能,当电流密度为3 A/g时,其在1mol/L的KOH电解液中比容量达到1 714F/g,当电流密度升高到30A/g时比容量仍保持有73%达到1 254F/g,显示出较好的倍率性,且在10A/g的大电流密度下经过500次循环后,比容量保持率为83%.     

氧化石墨烯/聚吡咯复合材料修饰阳极的制备及在MFC中的应用

通过恒电流法电沉积分别制备了氧化石墨烯/聚吡咯(GO/PPy)复合材料修饰碳毡(CF)阳极和还原氧化石墨烯/聚吡咯(r GO/PPy)复合材料修饰碳毡阳极.通过循环伏安法和交流阻抗法对电极特性进行考察.将其分别应用到微生物燃料电池中,对其产电性能进行研究.结果表明,相比r GO/PPy-CF电极,氧化石墨烯以掺杂方式加入到聚吡咯中,一步电聚合制备的GO/PPy-CF电极,其电极性能更为优异,且作为MFC阳极时,对电池的产电性能提升更大.该电极制备方法简单,无需使用强还原剂,是一种有效环保的MFC阳极制备方法.