关键词： 交联   接枝聚合   氧化石墨烯   pH值响应性   纳滤膜   染料  

摘要： 为了改善氧化石墨烯基纳滤膜在应用时结构稳定性差和应用范围窄的问题,利用乙烯基三乙氧基硅烷(VTES)对氧化石墨烯(GO)进行改性,并接枝聚丙烯酸(PAA),获得具有交联结构和pH值响应性的GO-PAA纳滤膜;对GO粉末、GO-VTES粉末、GO-PAA粉末和纳滤膜进行表征,采用染料刚果红、达旦黄、金橙、结晶紫、罗丹明B和碱性红分析纳滤膜的分离性能。结果表明:在酸性环境下,PAA链静电斥力减弱,链收缩,膜分离效果差;在中性或碱性环境下,PAA链静电斥力大,链伸展,膜分离效果好,纳滤膜对阴离子型染料的分离效果均达99%以上,对阳离子型染料均具有99%以上的吸附分离效果。该GO-PAA纳滤膜具有优异的分离效果和结构稳定性,在染料废水处理领域有着广泛的应用前景。

关键词： 激光诱导技术   多孔石墨烯   氧官能团   超级电容器  

摘要： 目的改善传统的激光诱导石墨烯薄膜电极本身储电能力差、应用范围有限的问题。方法利用CO_(2)激光扫描自制的高含氧酚醛树脂薄膜制备了一种富氧的多孔石墨烯薄膜电极,并对其进行电化学活化处理,用以增强内部含氧基团的活性和含量,对石墨烯薄膜的形貌、组成以及电化学性能进行了表征。结果在激光的高温高压下,酚醛树脂分解释放的大量气体会使石墨烯薄膜内部形成丰富的纳米孔隙结构,氮气吸附解吸曲线的结果显示其比表面积达到了324m^(2)/g。此外,在酸性电解质下采用电化学激活的方式,能够使石墨烯薄膜内部碳原子上的含氧基团发生转化反应,并且它们与碳原子的键合也为电极提供了更稳定的结构。在电化学性能测试中,石墨烯薄膜上的氧官能团发生高效的可逆氧化还原反应,在0.5 mA/cm^(2)的电流密度下具有高达342.8 mF/cm^(2)的面积比容量,组装成超级电容器后也保持了优异的储能特性和循环稳定性,在0.0589mW/cm^(2)的功率密度下具有5.93μWh/cm^(2)的能量密度。结论利用该方法制备的富氧多孔石墨烯电极材料兼具高稳定性和高比电容的优势,有望在实际应用中为后续赝电容材料的可靠负载和异原子的高含量稳定掺杂提供一种更可靠的石墨烯骨架,为构筑新型高性能储能器件提供了设计思路。

关键词： 石墨烯   剥离   沉积   电子   储能  

摘要： 综述了石墨烯的制备方法及其应用研究进展。石墨烯可以采用剥离法、化学气相沉积法、碳化硅外延生长法等方法制备。石墨烯可制备透明导电电极;以氧化铜箔为衬底,利用低压化学气相沉积法能够制备大晶畴石墨烯薄膜;以功能化石墨烯为原料添加其他组分可以制备导电导热性能优异的导电胶;使用芳香胺基分子与氧化石墨烯纳米片交联,并于高温还原残余含氧官能团,得到高导电高导热的石墨烯薄膜,可以制备定向柔性导热材料;低交联型聚丙烯酸钠盐中添加纳米氧化石墨烯及偶氮二异丁脒盐酸盐、N-甲基丙烯酞胺可以制备相变储能材料。

关键词： 吸附   密度泛函理论   铁掺杂   石墨烯   二氧化碳  

摘要： 当前生产过程中的二氧化碳排放已成为全球气候变暖的重要因素之一,因此研究和制备可行的高效二氧化碳捕获材料具有至关重要的意义。石墨烯是一种由碳原子经过sp^(2)杂化而成的二维纳米材料。石墨烯具有出色的电学、光学、磁学特性以及巨大的比表面积、优异的吸附性能,因此受到广泛关注。研究者们通常会采用掺杂原子的方法来改善石墨烯的性能,从而避免其堆叠而造成性能损失。运用第一性原理密度泛函理论,使用VASP研究了铁掺杂石墨烯对二氧化碳吸附性能的影响。结果表明:铁原子是铁掺杂石墨烯吸附二氧化碳的活性中心,铁掺杂石墨烯能够有效地提高吸附二氧化碳的能力,缩短吸附键长,显著增强吸附性能。此外,铁掺杂石墨烯吸附二氧化碳后,其吸收光谱会在不同的波峰处出现不同程度的红移和蓝移。铁掺杂石墨烯在二氧化碳吸附方面有着良好的应用前景。

关键词： 氨基化石墨烯   电化学传感器   重金属离子   检测结果  

摘要： 本研究旨在探讨氨基化石墨烯电化学传感器在重金属离子检测中的应用,特别是针对Cd^(2+)和Pb^(2+)的检测。研究内容主要包括氨基化石墨烯(NH_(2)-rGO)、壳聚糖(CS)和聚谷氨酸(Glu)复合材料修饰电极的制备,以及其在电化学检测中的性能评估。通过对不同修饰电极的表征与性能分析,本研究揭示了NH_(2)-rGO/CS/Glu复合材料修饰电极在提高检测灵敏度和选择性方面的显著效果。研究结果表明,相比于裸电极和单一材料修饰电极,NH_(2)-rGO/CS/Glu修饰电极对Cd^(2+)和Pb^(2+)展现出了更高的灵敏度和优异的选择性。此项研究为开发新型高效电化学传感器提供了有价值的参考,对于环境监测和重金属污染控制具有重要意义。

关键词： 石墨烯   氧化铁   全氟化合物   非均相芬顿   新污染物  

摘要： 全氟化合物是水中典型新污染物,构建对全氟化合物具有高效去除性能的新材料对水质安全保障具有重要意义。本研究通过水热法成功制备石墨烯/氧化铁复合材料(GHF),并将探究其对新污染物全氟辛酸(PFOA)的去除性能。透射电镜表征显示GHF中Fe OOH纳米棒成功附着于石墨烯片层结构上,表明石墨烯与Fe OOH具有良好的相互结合作用。比表面积分析表明,GHF比表面积为102.7m2/g。在全氟辛酸初始浓度100μg/L下,GHF对PFOA去除率为71.41%,机制是以吸附为主导、吸附与非均相芬顿催化协同实现高效去除,石墨烯对照组对PFOA的去除仅是依靠吸附作用。循环使用3次后,GHF对P F O A的吸附/催化协同去除率为6 5.1%,表明材料具有良好的重复利用性。本研究构建的G H F材料既发挥了石墨烯优异的吸附性能、又发挥了铁氧化物优异的非均相芬顿催化性能,实现了吸附与催化过程协同高效去除PFOA,对于水中新污染物治理具有良好的指导价值。

关键词： 纳米纤维素   石墨烯   机械强度   导电性   吸附性   导热性  

摘要： 石墨烯/纳米纤维素是一种新型功能复合材料。本文以石墨烯和纳米纤维素的结构性能优势为基础,重点对石墨烯/纳米纤维素复合材料的机械性能、导电性、吸附性及导热性进行分析,并对石墨烯-纳米纤维素复合材料的研究及未来发展做了展望。

关键词： 炭气凝胶   石墨烯   薄膜   超级电容器  

摘要： 超级电容器作为一种新型的能量存储设备,因其高功率密度、快速充放电能力和长的循环寿命而受到广泛关注。为此,主要研究了炭气凝胶/石墨烯薄膜在超级电容器中的应用。首先,利用实验制得炭气凝胶/石墨烯电极片,并将其组装为超级电容器,然后通过具体实验验证超级电容器具有良好的电化学性能。

关键词： 氧还原反应   非贵金属催化剂   石墨烯   类石墨烯氮化碳  

摘要： 开发用于电催化氧还原反应(ORR)的高活性铁⁃氮⁃碳催化剂是未来能源技术的关键.采用以Fe盐为金属源,以类石墨相氮化碳为氮源,分别以炭黑和石墨烯复合载体为载体,掺杂不同类型S源,在高温下二次热解以制备在酸性条件下具有高ORR性能和稳定性的非贵金属氧还原催化剂S⁃doped p⁃Fe⁃g⁃C_(3)N_(4)@KB/rGO.通过电化学性能测试和电化学稳定性实验等电化学测试方法,系统地研究了S⁃doped p⁃Fe⁃g⁃C_(3)N_(4)@KB/rGO催化剂.电化学测试表明所制备的非贵金属催化剂在酸性条件下仍具有较为优异的催化活性.稳定性ADT测试表明循环4000圈后,催化剂活性仅衰退15 mV.

关键词： 氧化镁   球磨   石墨烯   电导率  

摘要： 采用湿法球磨,以水为介质,氧化镁(MgO)作为助磨剂,石墨为初始原料制备石墨烯分散液。考察了MgO的添加量以及球磨时间对石墨烯结构和剥离浓度的影响。通过紫外可见近红外分光光度计(UV-Vis-NIR)、扫描电子显微镜(SEM)、拉曼光谱仪(Raman)和原子力显微镜(AFM)对制备的石墨烯进行表征。实验结果表明:添加MgO不仅能够促进石墨的剥离,而且制备的石墨烯缺陷少。当MgO与石墨等比例球磨6 h时,得到的石墨烯分散液质量浓度可达4.26 mg/mL,石墨烯的电导率达到4 762 S/m。