石墨烯纳米带的制备方法

石墨烯纳米带(GNRs)是一种新型的一维碳纳米材料,因为它具有独特的尺寸效应、量子效应和界面效应等,使它在电子学和磁学方面有着巨大的应用前景.主要介绍了GNRs的两种制备方法:自上而下法和自下而上法.自上而下的制备方法重点描述解卷碳纳米管(CNTs)法、催化法和刻蚀法;自下而上的制备方法主要包括表面介导合成法和湿法有机合成等.     

不同接触结构对异质结电子输运特性的影响

根据近来实验上成功制备的石墨烯纳米带(GNR)/碳纳米管(CNT)异质结,构建了一种端连GNR/CNT/GNR异质结结构.采用密度泛函理论结合作平衡格林函数的第一性原理方法,研究了接触区微结构对GNR/CNT/GNR异质结电子输运特性的影响.研究结果表明,选择合适的接触微结构,在锯齿型石墨烯纳米带中插入一段扶手椅型碳纳米管能有效打开石墨烯纳米带的带宽,将其金属性转变为半导体性,这一研究有助于设计和制作性能优良的半导体分子器件.     

单壁碳纳米管超声裂解制备石墨烯纳米带

将单壁碳纳米管仅通过气相氧化和超声裂解两步制备出了石墨烯纳米带,采用透射电子显微镜(TEM)、原子力显微镜(AFM)、拉曼光谱(Raman)对制备出的石墨烯纳米带进行形貌和结构分析。结果表明,此方法制备的石墨烯纳米带宽度狭窄、边缘光滑,并且相比于刚性的单壁碳纳米管具有良好的柔韧性,大约为2nm的厚度也说明了石墨烯纳米带的双层结构。在气相氧化和超声裂解的过程中,拉曼光谱中D峰与G峰的比值始终保持在0.15左右,表明在整个制备过程中,并没有引入新的缺陷。此方法相比于其他方法制备出的纳米带具有结晶度高、宽度狭窄、边缘光滑等优点。     

国外科技期刊亮点

生成石墨烯纳米带新方法 “石墨烯纳米带”（GNRs）是被拉长的石墨带,厚度为一个原子,它能够随宽度的不同表现出不同的电子性能。这种可调节性使得它们比碳纳米管在某些应用中更具吸引力。2009年4月16日出版的《自然》（Nature）杂志上,两个研究团队分别报道了由碳纳米管生成GNRs的方法。     

聚苯胺纳米纤维/还原氧化石墨烯复合吸波材料的制备与性能

通过全程超声波辅助以还原氧化石墨烯(RGO)为基底,以聚苯胺纳米纤维(PANI nanofibers)为附着层制备了聚苯胺纳米纤维/还原氧化石墨烯(PANI nanofibers/RGO)复合吸波材料.发现全程超声波辅助和原料加入次序是制备PANI nanofibers/RGO的关键.采用FTIR、XRD、TEM和电磁...     

TiO_2插层氧化石墨烯PAN纳米纤维降解活性大红性能研究

以氧化石墨烯为载体,通过原位生成的方式制备TiO_2插层氧化石墨烯,并以PAN为成纤载体、DMF为溶剂,采用静电纺丝法制备TiO_2插层氧化石墨烯PAN纳米纤维;通过透射电镜(TEM)、紫外可见光光谱(UV)、X-射线衍射(XRD)、热重分析(TG)等手法对TiO_2插层氧化石墨烯及TiO_2插层氧化石墨烯PAN纳米纤维的形貌、结构进行表征分析;研究了含不同TiO_2插层氧化石墨烯PAN纳米纤维光催化降解活性大红的性能.结果表明:TiO_2插层氧化石墨烯PAN纳米纤维对活性大红有优异的光催化降解性能,且随着TiO_2插层氧化石墨烯含量的增加,完全降解活性大红所需的时间逐渐变短.     

水热体系下二氧化钛与氧化石墨烯复合纳米晶的合成

 200 ℃下四方结构的二氧化钛(TiO2)与氧化石墨烯(GO)复合纳米晶在一个装有适量钛酸四丁酯、无水乙醇、氧化石墨烯和蒸馏水的密闭的水热釜中加热12 h后被制备。X射线粉末衍射仪（XRD)、扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）等一系列分析仪器被运用来揭示二氧化钛与氧化石墨烯复合纳米晶是由粒径大约160 nm的四方结构的二氧化钛纳米晶与氧化石墨烯复合而成,通过紫外吸收对其光学性能进行了必要的测试。
     

AuNPs/PEI/GO纳米复合物修饰电极的制备及电化学应用

利用高分子聚合物壳聚糖链上富含的氨基修饰石墨烯,制备了具有独特性质的石墨烯基纳米复合材料,并利用壳聚糖对金纳米粒子良好的保护作用,使金纳米粒子固载到石墨烯纳米复合材料的表面,合成了一种具有生物相容性的金纳米粒子/氧化石墨烯纳米复合材料.同时,利用UV-vis、FT-IR、Zeta电位仪、XRD粉末衍射仪、TEM等对所制备石墨烯基纳米复合材料进行了表征.结果表明,PEI/GO/GC,AuNPs/PEI/GO/GC修饰电极对H2O2具有更好的电化学催化性能.     

石墨烯/聚合物纳米复合材料研究进展

 石墨烯是由单层碳原子通过共价键结合形成的二维片层状结构,是一种新型碳类纳米材料,具有优异的力学、电学和热学等性能,被认为是一种非常有前景的材料,近年来广泛用于改性各种聚合物。本文回顾了石墨烯/聚合物纳米复合材料的制备方法、性能和应用现状;综述了石墨烯/聚合物纳米复合材料的强度、刚度、韧性、电学和热学等性能的研究进展。主要内容包括石墨烯改性聚合物常见的3种制备方法(溶液共混、熔融共混和原位聚合)及其对石墨烯在聚合物基体中分散性的影响,石墨烯/聚合物纳米复合材料力学性能变化规律与作用机理,石墨烯微观结构等因素对材料热学性能以及导电阈值的影响等;讨论了石墨烯/聚合物纳米复合材料的潜在应用和面临的挑战和机遇,并展望了其低成本产业化的发展前景。     

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.     

铜纳米颗粒/石墨烯复合材料的高导电性及表面增强拉曼性能研究

用芘丁酸修饰氧化石墨烯,加入铜离子,与芘丁酸进行羧基耦合,将氧化石墨烯桥连成三维网状结构,形成电子的传输通道,从而增强石墨烯的导电性.对制备的复合材料退火,制备出纳米铜/石墨烯复合导电膜.利用扫描电镜、透射电镜、紫外、红外、X射线衍射和拉曼光谱,对纳米铜/石墨烯复合材料进行形貌、微观结构、成分表征.利用四探针法测量其导...     

钛酸钡/还原氧化石墨烯纳米复合物的制备及其微波吸收特性

采用溶剂热法制备出BaTiO_3纳米颗粒,将不同质量的BaTiO_3纳米颗粒与氧化石墨烯(GO)进行复合,并在氩气保护下经过煅烧得到BaTiO_3/还原氧化石墨烯(BaTiO_3/RGO)纳米复合物.利用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)等手段系统地表征了样品的物相结构以及表面形貌,并用矢量网络分析仪(VNA)测试样品的微波吸收特性.当制备的BaTiO_3/RGO纳米复合物中BaTiO_3的质量分数为80.9%时,纳米复合物展现了良好的微波吸收性能;当其厚度为2.0 mm时,在频率为10.48 GHz处的反射损耗达到-26.06 dB,且在9.32~11.54 GHz频段内反射损耗小于-10 dB.实验结果表明,BaTiO_3/RGO纳米复合物具有优异的电磁波吸收性能.     

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.     

电沉积负载氧化石墨烯原位还原金纳米粒子@多金属氧簇薄膜及DPV法检测血液中的尿酸

采用电沉积法负载的氧化石墨烯(Graphene Oxide,GO)薄膜,在电化学辅助还原的作用下成功制备了还原态氧化石墨烯(Reduced Graphene Oxide,r GO)/金纳米粒子(Au NPs)@多金属氧簇(P₂W₁₈)纳米杂化薄膜。制备过程可在1 h内完成。所制备的{PEI/r GO/Au@P₂W₁₈}电极仅负载单层催化剂,DPV法检测尿酸(UA)具有良好的线性关系(5.00×10^-7～1.50×10^-4mol/L),较低的检出限(1.24×10^-8mol/L),优良的灵敏度85.98 A/(mol/cm²),重现性好。r GO、P₂W₁₈和Au NPs的协同作用,尤其是在薄膜制备过程中发生的电子转移增强了催化剂的催化性能。实验证明该传感器可用于血样中尿酸的测定,回收率为95.0%～97.5%。     

Fe_3O_4/氧化石墨烯复合纳米粒子的制备及其体外毒性评价

用溶剂热法制备得到Fe_3O_4/氧化石墨烯复合纳米粒子,并对其生物相容性进行研究。使用X射线粉末衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)等分析仪器对其进行表征,并通过一系列溶血试验及MTT细胞毒性试验对复合纳米粒子的体外毒性进行评价。结果显示,当复合纳米粒子浓度小于5g/L时,溶血率低于5.00%;当复合纳米粒子浓度不高于0.25g/L、孵育时间不长于72h时,细胞相对增殖率大于75%,属0~1级,认为此范围浓度材料没有细胞毒性。从目前的实验结果来看制备所得Fe_3O_4/氧化石墨烯复合纳米粒子具有良好的生物相容性,在生物医学方面具有潜在的应用前景。     

石墨烯/PAN纳米复合膜的制备及其力学性能

以改进的Hummer法制备了氧化石墨烯(GO),并以抗坏血酸(L-AA)为还原剂制备了还原性氧化石墨烯(rGO).以石墨烯为添加物,采用静电纺丝的方法制备了石墨烯/聚丙烯腈(GO/PAN)纳米纤维复合膜.使用场发射扫描电镜、X射线衍射、红外光谱以及热重分析对石墨烯进行了研究,测试了石墨烯对纳米复合纤维材料力学性能的影响.结果表明:当添加的GO质量分数为0.3%时,纺制的纤维平均直径为103nm,复合膜的力学性能有所提高,比纯PAN膜的拉伸强度提高了42.4%,断裂伸长率增加了32.5%;当GO质量分数超过0.3%时,复合膜的力学性能变差;当GO和rGO质量分数均为0.3%时,GO/PAN复合膜的力学性能优于rGO/PAN复合膜.     

PBC/PLA/GO纳米全生物降解膜的制备及性能研究

以聚碳酸丁二醇酯(PBC)和聚乳酸(PLA)为主要原料,加入适量的氧化石墨烯(GO),通过静电纺丝机制备出纳米PBC/PLA/GO全生物降解薄膜。采用扫描量热仪(DSC)、热重分析仪(TG)和傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)对全生物降解薄膜进行了分析。结果表明,全生物降解PBC/PLA材料和氧化石墨烯具有很好的相容性,随着氧化石墨烯含量的增加,全生物降解薄膜的降解性逐渐提高,薄膜的热稳定性也在升高,当氧化石墨烯的添加量为0.08%时热稳定性提高最明显。     

长链烷基酸改性纳米TiO2-氧化石墨烯/功能聚合物复合皮革涂饰剂的制备及应用

制备了十四酸(Tetradecyl acid, TA)改性纳米二氧化钛(TA-TiO_2)和氧化石墨烯(Graphene oxide, GO)的复合物,以甲基丙烯酸十八酯(Octadecyl methacrylate, OM)改性四元共聚物作为功能聚合物载体,采用水乳液聚合的方法制备了十四酸改性纳米TiO_2-氧化石墨烯/功能聚合物复合皮革涂饰剂.通过FT-IR、TGA和SEM等对涂饰剂的结构和性能进行了表征.在绵羊皮上的涂饰结果表明长烷基链的引入显著提高了涂饰革的疏水性能,类球形纳米二氧化钛颗粒和片层氧化石墨烯的协同涂饰效应赋予了皮革显著的耐候、热稳定性、保温和机械性能.     

利用原位聚合反应制备柔性氨基化石墨烯/聚酰亚胺纳米复合膜

以酰基化反应制备的氨基化石墨烯纳米复合物为填料,通过原位聚合反应制备氨基化石墨烯/聚酰亚胺(Amine-Graphene/Polyimide(A-Gr/PI))复合膜.利用红外光谱分析和场发射扫描电镜(FESEM)对其组成和形貌结构进行表征,利用热失重分析法对其热稳定性进行分析研究.与氨基化氧化石墨烯/聚酰亚胺相比,在聚酰亚胺中掺杂少量的A-Gr(w(A-Gr)=10%)后,复合物的堆叠致密度明显提高,该复合材料的导电能力可以通过控制PI基底中填料的含量加以调控.     

石墨烯/弹性体纳米复合材料研究进展

石墨烯材料由于其超薄的纳米片层结构,优良的导热、导电功能特性,在弹性体复合材料领域已经取得了众多的应用,并赋予了橡胶复合材料更强的动静态力学性能以及导电导热等功能性。本文从石墨烯的制备开始,重点综述了石墨烯的制备及表面修饰,石墨烯/弹性体制备方法,以及复合材料的各项性能,并阐述了三者之间的相互关联。最后提出了石墨烯/弹性体纳米复合材料领域未来应关注的科学和技术问题。