甲醛的电化学检测方法研究

甲醛是一种电活性不活泼的有机物质,其很难在电极表面直接电催化氧化,所以利用复合纳米材料对甲醛的催化作用,将复合纳米材料修饰在玻碳电极表面制成修饰电极,进而利用修饰电极对甲醛的电催化活性,从而建立甲醛的电化学检测分析方法。以玻碳电极为基础电极,将氧化石墨烯用滴涂法滴涂于基础电极表面,再在饱和的氯化钾溶液中还原,随后采用电沉积法将纳米铂粒子沉积于还原的氧化石墨烯表面,制备出纳米铂/石墨烯复合电极,依据甲醛在电极表面反应时,产生了电流的改变,甲醛的浓度与产生的氧化电流成线性关系,从而建立了甲醛的电化学分析方法,并对其条件优化进行了探究。     

乳液法制备天然橡胶/丁苯橡胶/石墨烯纳米复合材料及性能研究

采用表面活性剂聚苯乙烯磺酸钠作为分散剂制备石墨烯悬浮液,用天然橡胶(NR)/丁苯橡胶(SBR)乳液与石墨烯复合,制备得到天然橡胶/丁苯橡胶/石墨烯纳米复合材料。结果显示,在表面活性剂存在下,通过对氧化石墨的还原处理可以使含氧官能团大部分还原,且制备的石墨烯在水中及橡胶乳液中具有较好的稳定性。电学性能测试表明复合体系的导电逾渗阈值约为1.0 wt%,而加入5.0 wt%的石墨烯电导率达到0.12S/m。     

AuNWs/GO在生物燃料电池中的应用

以氧化石墨烯(GO)为结构单元,在油胺的作用下,采用化学法制备出金纳米线/氧化石墨烯(Au NWs/GO)复合材料,并通过电镜对其进行了表征。将GO、AuNWs/GO纳米材料分别修饰在玻璃炭电极上,并对修饰电极进行电化学性能表征,AuNWs/GO对葡萄糖氧化具有很高的电催化活性,将AuNWs/GO纳米复合材料模拟传统的生物燃料电池中酶作催化剂,构建葡萄糖/O_2生物燃料电池,改进传统生物燃料电池稳定性不高的缺点。     

石墨烯与导电高分子复合材料及其电学性能研究进展

石墨烯作为单原子厚度的二维碳原子晶体,是具有优异的力学、热学、电学性能的新型纳米复合填料。近年来,石墨烯材料在化学和物理学界引起广泛关注。论述了石墨烯与导电高分子复合材料的制备,并对其在超级电容器、太阳能电池以及电化学传感器方面的应用。     

基于石墨烯纳米材料的水质Cr(Ⅵ)电化学传感器

针对我国水质重金属六价铬(Cr(Ⅵ))污染问题突出,提出了一种基于石墨烯纳米材料的水质Cr(Ⅵ)电化学传感器。采用电化学方法还原氧化石墨烯,构建石墨烯纳米材料修饰金电极(r GO/Au)。采用扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)技术表征了r GO/Au的表面形貌和结构;采用方波伏安法、循环伏安法和线性扫描伏安法等电化学方法研究了Cr(Ⅵ)在r GO/Au表面的直接电催化还原行为,优化了氧化石墨烯的电化学还原电位和还原时间,以及支持电解质pH、浓度和检测电位等实验参数;采用计时电流法,在无须预富集的条件下,考察了Cr(Ⅵ)浓度与r GO/Au响应电流之间的线性关系。实验结果表明,石墨烯纳米材料对Cr(Ⅵ)有明显的电催化还原活性,计时电流响应值与Cr(Ⅵ)浓度呈良好的线性关系,线性范围为5~2000μg·L-1,最低检测限为0.5μA·L-1(S/N≥3)。所制备的r GO/Au具有对常见其他重金属干扰离子(Cr(Ⅲ)、Ni(Ⅱ)、Cu(Ⅱ)、Mg(Ⅱ)和Mn(Ⅱ))较好的抗干扰性能,11次连续测定后,响应值相对初始值下降幅度小于10%,表明该修饰电极具有较好的稳定性。本研究提出的电化学传感器具有检测方法简单、快速、环保以及可重复使用的优点,能够应用于水质重金属Cr(Ⅵ)的快速测定。     

DNA在GO-PANI复合材料表面上的固定/杂交

采用氧化还原法制备氧化石墨烯(GO),通过原位插层聚合法制备出GO与导电聚苯胺(PANI)复合层状纳米材料。采用旋涂法将GO–PANI复合材料旋涂在自组装有十八烷三甲氧基硅烷的硅片上,对核糖核酸(DNA)在复合材料表面上的固定进行电化学性能测试。结果表明,DNA能够很好地固定在GO–PANI复合材料表面上,对将来开发出易于制备的电化学性能优良的DNA芯片提供了实验基础。     

氧化石墨烯复合水泥基材料的分子动力学模拟

氧化石墨烯（GO）边缘的大量含氧官能团具有更好的反应活性，能够有效的增强水泥基材料的性能。本文为探究氧化石墨烯中各含氧官能团对水泥基材料性能的影响，建立了GO/C-S-H、GO羧基/C-S-H、GO羟基/C-S-H和GO环氧基/C-S-H模型。采用分子动力学的方法对复合材料的力学参数、界面吸附能、动力学特性进行研究。结果表明：GO的加入使复合材料的杨氏模量提高了10.7%，泊松比提高了12%。GO中的环氧基有助于复合材料界面的稳定性，羟基有助于复合材料内部原子间作用更紧密。含氧官能团与钙原子间的钙氧键是粘聚力的来源之一，钙氧键键长的顺序为Ca-OH相似文献   

起始于石墨烯氧化物的超级电容器

<正>0前言石墨烯在电化学中的应用是一个跨越多学科领域的热门话题,包括材料科学、生物传感器、燃料电池和超级电容器、健康监测、智能纺织品和服装。石墨烯氧化物(GO)是一种碳纳米材料,具有蜂窝状sp2键合碳原子的单原子格子,在边缘和表面上带有含氧官能团(即醇、羟基、羧基和环氧化物),     

不同还原程度的功能化氧化石墨烯的制备与性能研究

通过3-氨丙基三甲氧基硅烷(APS)对氧化石墨烯(GO)进行功能化得到功能化氧化石墨烯(F-GO),再用水合肼对GO进行还原,通过控制还原时间制备出不同还原程度的还原氧化石墨烯(F-r GO)。利用FT-IR、XPS、Raman光谱、TEM、TG对产物的结构、形貌和性能进行表征。结果表明,APS与GO表面的羟基和羧基发生反应,共价接枝到GO表面;随着水合肼还原时间的不断增长,F-GO表面的含氧官能团数量不断下降,并且石墨烯的缺陷程度不断增大,在DMF和丙酮中的分散性更加稳定;此外,还原程度的提高使其热稳定性也有所提高。     

石墨烯/热塑性聚氨酯薄膜的制备及性能

采用热还原的方法由氧化石墨烯(GO)制备得到还原石墨烯(RGO),并将两种石墨烯与热塑性聚氨酯(TPU)复合制得纳米复合材料薄膜。进而考察了两种纳米复合材料薄膜的导电、导热及力学性能。结果表明:在TPU中加入GO能够得到高导热、低导电的纳米复合材料,而加入RGO则得到高导热、高导电的纳米复合材料;同时,GO和RGO的加入,均能显著提高TPU的拉伸强度和模量。     

氧化石墨烯(GO)在水泥基复合材料中的应用研究进展

氧化石墨烯(GO)具有二维层状结构,表面承载了多种活性含氧基团.GO不但具有粒径小、比表面积大、表面能高以及表面原子所占比例大等特点,还具有优异的导电性能、导热性能、力学以及光学性能.GO以其独特的结构和优异的性能应用在水泥基材料中可改善其性能,因此GO在水泥基材料中的应用成为当前研究的一个热点.本文总结了GO的制备、分散方法,归纳了GO对水泥基复合材料的性能影响和机理分析,阐述了当前GO在水泥基材料研究中存在的问题以及发展趋势.     

Non-covalent modification of graphene sheets in PEDOT composite materials by ionic liquids

An ionic liquid (IL) supported composite of poly(3,4-ethylene dioxythiophene) (PEDOT) and graphene oxide (GO) is presented. GO was dispersed in ILs and electropolymerization carried out after loading of EDOT to the dried dispersion. The content of GO was optimized to obtain high electrical conductivity of the composite material. The IL acts as the dispersant for GO and as dopant in the synthesis of PEDOT leading to films with a highly porous structure indicated from the scanning electron microscopy (SEM) images. Subsequently, GO was reduced electrochemically by cyclic voltammetry to obtain PEDOT/rGO composite films. The successful formation of composite materials was confirmed using Raman and X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) techniques. XPS was also used to verify removal of oxygen-containing functional groups upon electrochemical reduction of the composite films. The electrochemical properties of PEDOT, PEDOT/GO and PEDOT/rGO were studied using cyclic voltammetry and electrochemical impedance spectroscopy (EIS). The results show that electrochemical reduction clearly increases the capacitance of the composite and furthermore the cycling stability. Such an increase could be obtained if >20 cycles, extending to highly negative potentials (−2.0 V), was used during the electroreduction of incorporated GO. Owing to the high porosity, favorable electrochemical properties and cycling stability these hybrid materials shows great potential towards supercapacitor applications.     

Synthesis of polypyrrole-reduced graphene oxide composites by in-situ photopolymerization and its application as a supercapacitor electrode

A highly conductive polypyrrole (PPy)-reduced graphene oxide (RGO) composite with an electrical conductivity of 610 S m⁻¹ was successfully synthesized by the in-situ photopolymerization of pyrrole in a graphene oxide suspension. Graphene oxide (GO) played the role of an electron acceptor and was reduced as it accepted electrons. The reduction of GO was confirmed by the increase in the C/O ratio of RGO with the UV irradiation time as well as the high electrical conductivity of PPy-RGO composite. Through the thermogravimetric analysis, it has been found that the PPy-RGO composite exhibited high thermal stability compared to the GO and PPy. This material was used as an electrode in a supercapacitor cell and showed excellent performance for electrical energy storage. The composite exhibited a specific capacitance of 376 F g⁻¹ at a scan rate of 25 mV s⁻¹.     

氧化石墨烯的制备、结构控制与应用

石墨烯具有卓越的力学、电学、热学和阻隔性能，但疏水性、生物不相容性等缺点限制了其在诸多方面的应用。氧化石墨烯（GO）为石墨烯的衍生物，是一种新型的碳材料，边缘处具有羧酸官能团并且其表面含有羟基和环氧基团，具有良好的分散性、双亲性、生物相容性等性能，被视当代最具有发展前景的碳材料之一。本文简述了氧化石墨烯的结构模型、制备方法和官能团可控氧化石墨烯的制备，介绍了氧化石墨烯的性能和的应用进展，分析了氧化石墨烯在制备和应用方面的一些不足。最后，阐述了石墨烯未来面临的挑战以及潜在的发展前景。     

石墨烯纳米片/CoS2复合材料的制备及其在超级电容器中的应用

采用一步水热法制备石墨烯纳米片（GNS）/CoS₂复合材料,利用XRD和SEM对所制备复合材料的微观结构进行表征,采用循环伏安法和交流阻抗法对复合材料的电化学性能进行研究。研究结果表明,在水热过程中,氧化石墨（GO）逐渐被还原成石墨烯纳米片（GNS）,能够为CoS₂晶核的形成提供更多的接触点,有利于CoS₂颗粒均匀地生长在GNS表面。这种结构的复合材料既能够显著增加CoS₂和电解液之间的有效接触面积,提高CoS₂的电化学利用率,同时又能够改善材料的导电性,有利于提高材料的比电容。     

石墨烯/聚苯胺复合阳极的制备及在MFC中的应用

采用化学氧化还原法制备高纯度石墨烯（GR）,利用电化学修饰法得到石墨烯/聚苯胺（GR/PANI）膜阳极,采用红外光谱（FI-IR）、X射线衍射（XRD）、场发射扫描电镜（FESEM）对所制备复合电极进行了表征,采用循环伏安法（CV）、交流阻抗法（EIS）考察了复合电极的电化学性能。将GR/PANI膜阳极应用于固定床微生物燃料电池（MFC）,考察了电池的产电性能。均匀地附着在石墨烯表面,GR/PANI膜电极具有良好可逆性,其电阻小、导电性良好。GR/PANI膜阳极应用于MFC,最大功率密度和开路电压分别为230.2 mW·m^-2和834.6 mV,比未修饰阳极的最大功率密度和开路电压分别提高了110.6%和34.8%,GR/PANI膜阳极的表观内阻也由未修饰阳极的843.2Ω降低为469.4 Ω,且电池启动时间大大缩短,产电稳定性增强。结果表明,GR/PANI复合物是一种优良的电极材料,GR/PANI膜阳极MFC具有良好的产电性能。     

氧化石墨烯与剩余活性污泥聚合制备多孔碳材料及其电化学性能

石墨烯是导电性良好的二维材料,但易重新堆叠而导致导电率和电容量下降。氧化石墨烯（GO）的生物相容性和细菌的胶体特性可使二者在水溶液中聚集为三维石墨烯基材料。将剩余活性污泥与GO悬浮液共培养形成活性污泥石墨烯水凝胶（SGH）,剩余活性污泥中的细菌可将GO还原为导电的rGO。SGH经冻干可得到具有良好亲水性和导电性的O、N自掺杂多孔材料,即活性污泥石墨烯气凝胶（SGA）。在氩气中高温退火可进一步提高材料的电化学性能。经700℃、2 h退火后的改性SGA（ANSGA）具有174 F/g的比电容值（2 A/g）,以及优异的倍率性能、离子传输性能和循环稳定性,具有进一步加工制备电极材料的应用潜力,为石墨烯基材料绿色制备和剩余活性污泥资源化利用提供方向。     

Electrochemical reduction of graphene oxide in organic solvents

Graphene oxide (GO) cast on conductive substrates was electrochemically reduced in some organic solvents. The amount of electricity required for the almost complete reduction of GO was 2.0 C for 1 mg GO, corresponding to attaching of a one-electron reducible species to each benzene ring in graphene. The electrochemically reduced GO film gave an electrical conductivity of about 3 S cm⁻¹ and exhibited a relatively high specific capacitance of 147.2 F g⁻¹ in propylene carbonate. The electrochemical reduction of GO was feasible on Al foils as well.     

化学氧化法合成氧化石墨及其陶瓷复合材料

基于Hummer化学氧化法,以不同纯度的石墨为原料,在氧化阶段改变氧化剂(KMnO4)的添加速率,研究了氧化石墨的制备及其结构形成。结果表明:石墨原料纯度及氧化剂添加速率对氧化石墨结构有重要影响。以高纯度石墨为原料,在合适的添加速率下制备出的氧化石墨具有高的结晶性和纯度。扫描电镜观察制得的氧化石墨呈片层结构,厚约50nm。X射线分析显示对称氧化石墨(002)强衍射峰,无残留石墨峰和其它杂质峰。红外光谱分析氧化石墨含—OH,C=O,C—O等含氧基团。Ar气氛下对氧化石墨进行热解,产物为石墨烯。将制得的氧化石墨引入聚硅氧烷中,经交联和热解制出具有层状复合结构呈一定取向分布的石墨烯和硅氧碳陶瓷复合材料。