聚吡咯纳米管/碳纳米管复合材料在氧化还原电解液中的电化学性能

用模板法制备聚吡咯纳米管(PPyNTs),然后采用乙醇混合法将其和多壁碳纳米管(MWCNTs)制备了复合电极材料(PM).比较不同材料在传统H2 SO4电解液和添加了具有氧化还原活性物质胭脂红(AR18)的电解液中的电化学性能.三电极测试结果表明,在H2 SO4电解液中PPy纳米颗粒的比电容为220 F/g,在氧化还原...     

纳米材料应用于氧化还原蛋白质直接电化学的研究进展

纳米材料在氧化还原蛋白质的直接电化学研究方面的作用越来越受到人们的关注。综述了近几年来国内外纳米材料在氧化还原蛋白质直接电化学方面的一些研究与进展。重点介绍和归纳了零维纳米材料、一维纳米材料、二维纳米材料、复合纳米材料的研究现状及在传感器上的应用,并总结了纳米材料应用于传感器的发展及所存在的问题。     

纳米材料应用于氧化还原蛋白质直接电化学的研究进展

纳米材料在氧化还原蛋白质的直接电化学研究方面的作用越来越受到人们的关注。综述了近几年来国内外纳米材料在氧化还原蛋白质直接电化学方面的一些研究与进展。重点介绍和归纳了零维纳米材料、一维纳米材料、二维纳米材料、复合纳米材料的研究现状及在传感器上的应用,并总结了纳米材料应用于传感器的发展及所存在的问题。     

碳纳米管羧基化及其电化学性能研究

利用氧化剂对多壁碳纳米管(MWNTs)进行处理,成功的制备了羧基化的碳纳米管。分别通过TEM、XRD、全自动比表面及孔隙度分析仪及恒流充放电装置对它们的形貌、晶体结构、比表面积及电容性能进行了研究,电容性能结果显示羧基化的碳纳米管电容值明显增强,这应该归因于羧基化的碳纳米管拥有较大的比表面积和亲水性,有利于电解液离子的传输。     

纳米Fe3O4-还原氧化石墨烯复合修饰玻碳电极的制备及电化学检测多巴胺

通过电化学还原法制备纳米Fe₃O₄-还原氧化石墨烯复合修饰玻碳（Fe₃O₄-rGO/GCE）电极,用于多巴胺（DA）的检测。采用SEM、TEM和循环伏安对纳米Fe₃O₄-rGO复合材料进行表征。在pH为7.0的磷酸盐缓冲液（PBS）中,采用循环伏安法研究了DA在纳米Fe₃O₄-rGO/GC上的电化学行为。实验结果表明,较裸GC电极和rGO修饰（rGO/GC）电极,由于纳米Fe₃O₄与rGO的协同作用,纳米Fe₃O₄-rGO/GC显著增大了Fe₃O₄-rGO/GC复合材料电极电化学活性面积和氧化峰电流强度i_pa。DA的浓度在6.0×10^-8~2.0×10^-6 mol/L和2.0×10^-6~8.0×10^-5 mol/L范围内,与氧化峰电流强度i_pa呈良好的线性关系,检出限达4.0×10^-9 mol/L（信噪比S/N=3）。抗坏血酸和尿酸共存物几乎不干扰DA的测定,选择性高。Fe₃O₄-rGO/GC修饰电极用于盐酸DA注射液中的DA含量测定,获得结果较好,回收率为97.1%~103.9%。     

一步合成还原氧化石墨烯/MnO2复合材料及其电化学性能

通过水热法, 利用氧化石墨烯(GO)和二价锰盐, 一步合成了还原氧化石墨烯/MnO₂(RGO/M)复合电极材料。采用X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、拉曼光谱(RS)、傅里叶红外光谱(FTIR)和场发射扫描电镜(FESEM)等测试电极材料的物性, 通过循环伏安、交流阻抗和恒流充放电等方法研究电极材料的电化学性能。结果表明, 在一定水热反应条件下, 通过控制GO与二价锰盐配比, 可以调节RGO/M的结构及其电化学性能。在1 A/g电流密度下, 所得RGO/M复合电极的比电容可达277 F/g, 经过500次循环后, 保持率达到98%。     

桑色素功能化碳纳米管修饰电极对多巴胺与抗坏血酸的电化学行为研究

通过电聚合的方法构置了桑色素功能化碳纳米管修饰电极(morin/MWNTs/GCE),以多巴胺(DA)和抗坏血酸(AA)为模型化合物,考察了该修饰电极的电催化作用与机理.结果表明:DA与AA在Morin/MWNTs/GCE上的峰电流比裸电极、碳纳米管修饰电极明显增大,氧化峰电位差达210 mV,可实现多巴胺的灵敏测定.AA存在下,DA在1.0×10-7～5.0×10-4mol/L浓度范围内与峰电流有良好的线性关系,方法检出限2.0×10-8mol/L.     

多巴胺还原氧化石墨烯气凝胶的制备与吸附性能

石油和有机液体的泄漏对水体资源构成严重危害,带来不可挽回的经济损失。因此,高效的吸油及油水分离材料极具应用价值。以天然石墨为原料,通过Hummers法制备了氧化石墨烯(GO)。将定量氧化石墨烯水溶液与多巴胺(DA)溶液进行混合,利用多巴胺在水中的自聚合以及还原性能,在常压、较低温度(95℃)下经水热反应制备了绿色无污染的多巴胺还原氧化石墨烯水凝胶,再经冷冻干燥得到结构完好的三维结构的多巴胺还原氧化石墨烯气凝胶(DGA)。通过Raman、XRD、SEM、接触角对其形貌结构进行了表征。研究了气凝胶对不同油品的吸附性能,其最大吸附量可达66~120 g/g,是一种良好的吸附材料。     

Ni (OH)2-碳纳米管-还原氧化石墨烯复合材料的制备及电化学性能

利用简单易行的一步水热法制备了Ni（OH）₂-碳纳米管-还原氧化石墨烯（Ni（OH）₂-CNTs-RGO）三元复合材料,研究了不同水热反应温度对三元复合材料性能的影响。采用XRD、FTIR、Raman、X射线光电子能谱（XPS）、SEM及TEM对Ni（OH）₂-CNTs-RGO复合材料的结构和表面微观形貌进行表征。利用循环伏安（CV）、电化学交流阻抗（EIS）和恒电流充放电测试了复合电极材料的电化学性能。研究结果表明,当反应温度为120℃时,所制备的Ni（OH）₂-CNTs-RGO复合材料具有大的比表面积和三维网状结构,复合材料中六角形的β-Ni（OH）₂纳米片和CNTs均匀分散在RGO片层表面,有效阻止了RGO的团聚。Ni（OH）₂-CNTs-RGO复合电极材料在充电倍率为0.2 C时,放电比容量达到362.8 mAh/g,5 C时放电比容量为286.2 mAh/g,仍大于Ni（OH）₂在0.2 C时的放电比容量,表明CNTs与RGO的协同作用有效提高了电极材料的导电性和活性物质的利用率,最终提升了Ni（OH）₂-CNTs-RGO复合材料的倍率性能。     

二氧化锰电极材料的氧化还原制备及电化学性能研究

以高锰酸钾与乙酸乙酯为起始原料,通过氧化还原反应在85℃温和条件下制得二氧化锰(MnO_2)纳米颗粒,并通过在反应体系中加入碳(C)材料合成了MnO_2/C复合电极材料。实验结果表明,MnO_2在1A/g电流密度下,比电容为212F/g;而添加了2.5mL碳材料的MnO_2/C复合电极材料的比电容达到358F/g;当电流密度增加到4A/g时,MnO_2/C复合电极材料的比电容仍达到234F/g。     

催化剂对碳纳米管及其电化学储能性能的影响

采用柠檬酸络合法制备出六方晶系结构的LaNiO_3和正交晶系结构的La_2NiO_4 2种催化剂前驱体,运用化学气相沉积法制得2种碳纳米管(CNT)。运用XRD对2种催化剂及其前驱体晶体进行结构分析,运用TEM、孔隙比表面分析仪对2种CNT进行形貌和结构的表征,并将2种CNT分别组装成电化学超级电容器,进行了电化学储能性能测试。研究结果表明,在制备工艺和条件一致的情况下,LaNiO_3与La_2NiO_4在高温下分别还原为具有不同晶面含量的2种金属Ni纳米颗粒催化剂,通过该催化剂都可制备得到CNT,但所得CNT的产率、形貌、孔结构参数以及电化学储能性能都存在较大差异。通过分析得出这样的结论,CNT的产率、形貌和孔结构参数与催化剂有直接的关系,而CNT的形貌和孔结构参数又与其电化学储能性能有直接的关系。     

还原氧化石墨烯/Al-Ni层状双氢氧化物复合物的制备及其电化学电容行为

以硝酸镍和硝酸铝为原料,尿素作为还原剂和沉淀剂,通过水热法一步合成了不同配比的还原氧化石墨烯/Al-Ni层状双氢氧化物复合物(rGO/LDH)。用X射线衍射(XRD),红外光谱(FT-IR),拉曼光谱(Raman)和场发射扫描电镜(FESEM)对其结构和形貌进行物理表征。采用循环伏安,恒电流充放电等电化学方法系统研究了所制备样品的电化学性能。结果表明,当Al-Ni层状双氢氧化物(LDH)与还原氧化石墨烯(rGO)的配比为96.2∶3.8时,复合物具有最佳的电容性能。在电流密度为1A·g-1时,其比电容高达918.4F·g-1,远高于纯Al-Ni层状双氢氧化物(LDH)的比电容(732F·g-1)。     

重氮盐电化学还原接枝法制备碳纳米管/碳纤维杂化增强体

为改善碳纤维/环氧树脂复合材料界面性能,采用重氮化电接枝法制备碳纳米管/碳纤维杂化增强体。首先采用混酸处理碳纳米管,得到微纳米级长度、端帽切除、具有更多悬挂键和活性反应位点的碳纳米管;再以重氮盐的非质子溶剂溶液为电解液,通过重氮盐电化学接枝将处理的碳纳米管均匀接枝到碳纤维表面,成功制备了碳纳米管/碳纤维杂化增强体。所制备增强体与环氧树脂的浸润性明显改善,有望改善界面载荷传递性能,提高复合材料界面剪切强度。     

炭材料在全钒氧化还原液流电池中的电化学活性

炭材料在全钒氧化还原液流电池(钒电池)中主要用作电极。由于传统炭材料对钒电对氧化还原反应的电化学活性较差,因此,对以石墨毡为代表的炭材料电化学活性研究成为钒电池电极研究的重要组成部分。研究从石墨毡电极改性和炭材料作为催化剂应用两方面详述炭材料在钒电池中的电化学活性研究现状,先介绍含氧官能团和含氮官能团对钒电对氧化还原反应的电催化作用,回顾碳纳米管和石墨烯两类新型炭材料在钒电池中的应用。对炭材料电化学活性的今后研究工作进行展望,通过对炭材料性构关系的全面了解和对碳电极上的钒电对电化学反应过程动力学的深入研究,才能为炭材料在钒电池中的实际应用奠定扎实的理论和应用基础。     

生物质碳微球/还原氧化石墨烯水凝胶的制备及其电化学性能研究

通过水热法从生物质废料玉米秸秆中制备表面光滑的碳微球(CMs),并首次将未经碳化或活化的生物质碳微球作为间隔物插入石墨烯片层中合成CMs/rGO复合水凝胶。碳微球在抑制石墨烯片层团聚的同时,可以提高材料的亲水性和表面相容性。基于此复合材料组装的无粘结剂对称型超级电容器表现出良好的双电层电容(0.3A/g时264.1F/g),出色的倍率性能(10A/g电流密度下电容保持率为81.5%),以及优秀的循环稳定性(10A/g下循环10000次,电容保持率为95.6%)。     

还原氧化石墨烯/碳纳米管透明导电薄膜的制备及性能研究

使用天然植物多酚——单宁酸(TA)作为氧化石墨烯(GO)的还原剂,通过"一步法"实现了对GO的绿色还原和功能化.随后,将TA还原氧化石墨烯(RGO)和碳纳米管(SWCNT)结合起来,共同构筑具有三维结构的石墨烯/单壁碳纳米管(RGO/SWCNT)透明导电薄膜(TCFs).该薄膜有着良好的导电性(透光率为75.1％时,面...     

碳纳米管表面沉积氧化镍及其超电容器的电化学行为

通过催化裂解法制备了碳纳米管并进一步制备了碳纳米管薄膜电极.基于该种材料的超电容器电极比容量达到36F/g.研究了在碳纳米管薄膜基体上使用电化学方法沉积氧化镍的新工艺,制备出碳纳米管和氧化镍的复合电极.电化学测试证明复合电极的比容量提高到52F/g以上且基于这种复合电极的超电容器具有极低的自放电率.     

基于电化学阳极氧化的多壁碳纳米管表面改性（英文）

分别以硫酸和氢氧化钠溶液为电解液,用阳极氧化方法对多壁碳纳米管进行表面改性处理。采用了扫描电子显微镜,透射电子显微镜,Zeta电位仪,红外光谱仪,X-射线光电子能谱仪和拉曼光谱仪等表征手段对多壁碳纳米管的形貌、分散性、功能化程度及缺陷程度等方面进行了表征。多壁碳纳米管经阳极氧化后,表面含氧官能团数量增加,这提高了其在水溶液中的分散性。但是在不同的电解液中阳极氧化后,纳米管的分散性、官能团种类和表面缺陷情况不同。在氢氧化钠溶液中阳极氧化会在纳米管表面引入更多含氧官能团,而在硫酸溶液中阳极氧化会在纳米管表面引入更多缺陷。     

碳纳米管/聚酰亚胺复合材料的制备及其电化学性能研究

采用原位聚合法,以2,4-二氨基-6-氯嘧啶(DCP)、3,3’,4,4’-二苯甲酮四羧酸二酐(BTDA)和碳纳米管(CNTs)为原料,制备碳纳米管/聚酰亚胺(CNTs/PI)复合材料,并且对它们的分子结构、结晶性、微观形貌和电化学性能进行研究。结果表明,CNTs/PI复合材料属于半晶型材料,PI均匀地包覆在CNTs的表面。CNTs/PI复合材料具有较好的电化学氧化还原行为,随着CNTs含量的增加,复合材料的氧化电位逐渐向高电位移动,还原电位逐渐向低电位移动,这主要是由于CNTs的加入导致复合材料失电子能力减弱,得电子能力增强的结果。