收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

功能化石墨烯纳米复合物的制备及性能研究

宋金萍  
【摘要】:石墨烯为最薄的、具有二维蜂窝状晶体结构的碳质新材料,因其具有独特的光学、电学、力学和热学特性而备受化学及材料领域研究人员的广泛关注。本论文以石墨氧化物为前驱体,采用几种不同的方法合成了一系列功能化石墨烯纳米复合材料,利用各种分析技术对功能化石墨烯的形貌、结构进行了表征,研究了其作为电极修饰材料在电化学传感和电化学聚合方面的应用。 第一章:介绍了碳材料发展简史,综述了石墨烯的制备、功能化及其在传感器等方面的应用。 第二章:基于中性红染料中的氨基官能团,通过酰氯化和胺化反应制备了中性红功能化的石墨烯(NR-FGN)杂化材料。采用紫外-可见光谱(UV-vis)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR).拉曼光谱、XRD、透射电子显微镜(TEM)、电化学阻抗(EIS)等方法对合成的功能化石墨烯材料进行了表征。研究表明:将中性红键合到石墨烯片层上,不仅改善了石墨烯的溶解性和稳定性,而且增强了电子转移速率,对尿酸显示了良好的电催化性能。在pH5.0的磷酸盐缓冲液中,尿酸的氧化峰电流与其浓度在0.125~12.25gM范围内呈现良好的线性关系(Ip=0.06689+0.02899C,R=0.9927),检出限为0.062μM。电流的响应十分迅速,可以在5s内达到95%的稳态电流。 第三章:采用一步溶剂热法合成了不同金属纳米粒子(M=Ag,Pd,Cu)修饰的石墨烯复合材料(Graphene-PVP-M)。利用紫外-可见光谱(UV-vis)、拉曼光谱、XRD、透射电子显微镜(TEM)及扫描电镜(SEM)等手段对金属纳米/石墨烯复合材料进行了分析表征。同时分别以甲醇和葡萄糖为模型化合物,运用循环伏安法考察了三种Graphene-PVP-M复合材料的电催化性能。结果表明,通过简单的一步溶剂热法可以成功地将金属纳米粒子修饰在石墨烯表面形成Graphene-PVP-M纳米复合物。负载有Pd的石墨烯纳米材料(Graphene-PVP-Pd)对甲醇氧化和葡萄糖氧化产生了明显的电催化活性。 第四章:采用柠檬酸作保护剂,氯化亚锡和柠檬酸共同作还原剂,发展了一步、快速合成Graphene/SnO2纳米复合材料的湿化学策略。UV-vis、FTIR.拉曼光谱、TEM、 SEM、XRD及X光电子能谱(XPS)等手段被用于形貌和结构的表征。结果表明,SnCl2在还原氧化石墨烯的同时,自身被氧化转变为Sno2纳米粒子。由此制备的Graphene/SnO2纳米复合材料对亚甲基蓝和结晶紫显示了较高的吸附性能,10分钟左右即可达吸附平衡。通过对比发现Graphene/SnO2纳米复合材料对结晶紫和亚甲基蓝的吸附率分别可达到90%和96%,比氧化石墨烯对它们的吸附率分别提高了14%和10%,说明Sno2纳米附着在石墨烯上导致比表面积增大,对染料的吸附作用明显增强。该研究为石墨烯纳米复合材料在染料废水中的应用提供了必要的基础数据。 第五章:合成了磺化杯[6]芳烃功能化的石墨烯纳米复合材料(SCX6-GN),运用UV-vis.FTIR、拉曼光谱、TEM、SEM、原子力显微镜(AFM)及X光电子能谱(XPS)等手段对其形貌和结构进行了表征。探讨了磺化杯[6]芳烃与石墨烯结合的作用机理。将SCX6-GN用作电极修饰材料,发现其对色氨酸具有较好的电催化性能。在pH7.4的PBS缓冲液中,色氨酸的氧化峰电流与其浓度在2×10-6~1×10-4M范围内呈现良好的线性关系,检出限为0.7μM。 第六章:采用电化学循环伏安法研究了维生素B6(VB6)在氧化石墨烯(GO)、GO/Nafion、GR/Nafion修饰电极以及裸玻碳电极上的电化学聚合行为,探讨了VB6的电聚合机理。循环伏安结果显示:VB6在GO和GO/Nafion修饰电极上发生了明显的电聚合反应,而在GR/Nafion修饰电极上并不明显,说明氧化石墨烯上含氧基团的存在为VB6的电聚合提供了合适的聚合位点。同时,溶液的pH值对聚合过程有显著的影响,主要是因为VB6在不同的介质中存在不同的型体,从而导致不同的单体聚合过程。 第七章:采用电化学循环伏安法研究了鲁米诺在GO/Nafion、GR/Nafion修饰电极以及裸玻碳电极上的电化学聚合行为。考察了初始电位对电聚合的影响,发现在-0.2V电位下,鲁米诺在GR/Nafion修饰电极上更易于发生电聚合。当起始电位为-1.0V时,鲁米诺在GO/Nafion修饰电极上的聚合物氧化峰电流逐渐增强,而且电聚合后所得的修饰电极有利于提高铁氰化钾的电化学信号,这说明氧化石墨在该电位下可以被逐步电化学还原为石墨烯,使导电性提高,同时也促进了鲁米诺的电聚合反应。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 陈坚;徐晖;;石墨烯及其纳米复合材料作为锂离子电池负极的研究进展[J];材料导报;2017年09期
2 刘振宇;;中国石墨烯传感器专利技术概览[J];高科技与产业化;2016年11期
3 张小诗;周秋香;;石墨剥离制备石墨烯的研究进展[J];炭素技术;2017年04期
4 黄振旭;邓振琪;裴先茹;;石墨烯材料的制备方法及应用研究进展[J];许昌学院学报;2017年02期
5 田爱华;魏伟;瞿鹏;夏修萍;申琦;;SnS_2纳米花/石墨烯纳米复合物的一步法合成及其增强的锂离子存储性能(英文)[J];物理化学学报;2017年08期
6 郑艳苹;邴欣;周建华;张鸿雁;;石墨烯-金纳米复合物的制备及应用研究进展[J];化工新型材料;2015年01期
7 李江烨;;福建省石墨烯产业现状及发展建议[J];机电技术;2017年02期
8 刘正清;张怡;赵洪洋;李娜;杜亚平;;构建单分散MoSe_2/石墨烯纳米复合材料:一种优越的钠离子电池材料(英文)[J];Science China Materials;2017年02期
9 张丽;王林;钱君芝;陈金周;牛明军;;石墨烯/银纳米复合材料的制备及其抗菌性能[J];包装工程;2017年13期
10 方梦婵;周华娇;吴静怡;彭奎霖;叶青;;磁性石墨烯@聚多巴胺纳米复合材料分离去除水中双酚A[J];分析科学学报;2017年04期
11 陈霞;杨天枫;张东东;;石墨烯纳米复合材料的制备及其电化学生物传感应用研究进展[J];延安大学学报(自然科学版);2017年03期
12 郝芳芳;温惠云;焦萍;邓伟;张倩;薛伟明;;氧化石墨烯-壳聚糖-聚乙二醇纳米复合物的制备及表征[J];化学工程;2015年08期
13 安静;郭桂真;罗青枝;王德松;;石墨烯和石墨烯基纳米复合材料的制备及在生物医疗领域的应用[J];材料导报;2015年03期
14 周敏;;氧化石墨烯的制备与表征[J];化工技术与开发;2017年07期
15 郑韩雄;孙宇峰;孟凡利;李静静;;原位合成Au/SnO_2/石墨烯三元纳米复合物及其对挥发性有机物的敏感性能研究[J];功能材料;2017年11期
16 郑宁;刘岩;王远;;耐甲醇碳载酞菁-铂纳米复合物催化电极[J];高等学校化学学报;2011年03期
17 林雅洁;;石墨烯-层状双氢氧化物纳米复合材料在环境修复中的应用综述[J];环境与可持续发展;2017年03期
18 王丽颖;杨彦萍;王丽;王兵;孙捷;;一氧化氮供体纳米复合物的合成与性质研究[J];化学研究;2017年01期
19 李珍;杨剑波;刘学琴;沈毅;李云国;张寄丹;;石墨烯的制备及其在光催化材料中的应用[J];矿产保护与利用;2017年03期
20 邱霞琴;岳都盛;;磁性石墨烯纳米复合物在菊酯类农残检测中的应用研究[J];食品工业科技;2016年12期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 石建军;朱俊杰;;钯-石墨烯纳米复合物的超声电化学合成及氯酚的电化学测定[A];第十一届全国电分析化学会议论文摘要(3)[C];2011年
2 李辉;吴思多;吴锦荣;黄光速;;石墨烯/聚苯乙烯纳米复合物的导电性研究[A];2011年全国高分子学术论文报告会论文摘要集[C];2011年
3 王玉婷;谢鸿峰;程镕时;;环氧树脂/石墨烯纳米复合物的固化行为研究[A];2011年全国高分子学术论文报告会论文摘要集[C];2011年
4 李瑜;高伊扬;何伟;井新利;;石墨烯/聚吡咯纳米复合物的合成和电化学性能考察[A];中国化学会2017全国高分子学术论文报告会摘要集——主题H:光电功能高分子[C];2017年
5 杨鑫;樊阳;;石墨烯负载金-二氧化钛纳米复合物修饰电极对NADH的电化学传感[A];河南省化学会2012年学术年会论文摘要集[C];2012年
6 韩楠楠;柳洪盛;周思;赵纪军;;石墨炔在过渡金属表面的形成:从化学势的角度研究其与石墨烯的竞争关系[A];中国化学会第30届学术年会摘要集-第四十分会:纳米体系理论与模拟[C];2016年
7 顾皓;周宁琳;樊云婷;王晓丹;李文皓;章峻;沈健;;聚乙烯醇/羧基化氧化石墨烯-谷氨酸纳米复合材料的研究[A];“国际化学年在中国”——中国化学会第三届全国热分析动力学与热动力学学术会议暨江苏省第三届热分析技术研讨会论文集[C];2011年
8 于凤银;阮伟东;于治;赵冰;;银/石墨烯纳米复合物的SERS光谱研究[A];第十七届全国分子光谱学学术会议论文集[C];2012年
9 刘娜;陈夏;马占芳;;离子液体-石墨烯/金纳米复合材料构建电化学免疫传感界面[A];中国化学会第十四届胶体与界面化学会议论文摘要集-第1分会:表面界面与纳米结构材料[C];2013年
10 刘金辉;卢新培;;氢气等离子体还原氧化石墨制备石墨烯的实验研究[A];第十六届全国等离子体科学技术会议暨第一届全国等离子体医学研讨会会议摘要集[C];2013年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 宋金萍;功能化石墨烯纳米复合物的制备及性能研究[D];山西大学;2013年
2 陈美玲;石墨烯纳米复合物的制备及其在生物成像中的应用研究[D];东北大学;2013年
3 张红芬;石墨烯基电化学传感器的研究及分析应用[D];山西大学;2015年
4 李铁;新型碳基功能材料的制备、表征及其应用研究[D];复旦大学;2014年
5 邓灿辉;石墨烯基纳米复合材料的抗菌行为及其机理研究[D];湖南大学;2017年
6 杨欣;石墨烯基纳米复合物制备、表征及其电化学传感性能研究[D];湖南大学;2016年
7 陈胜;石墨烯基超级电容器电极材料的控制合成及形成机理研究[D];南京理工大学;2012年
8 焦守峰;功能化石墨烯纳米复合材料的制备及电化学传感应用[D];安徽师范大学;2015年
9 赵正柏;功能化SiO_2粒子、PMAA粒子的制备及其多种应用[D];东南大学;2017年
10 叶静;新型金属纳米材料在肿瘤细胞及肿瘤组织中靶向荧光成像的研究[D];东南大学;2017年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 郑璐;石墨烯—银复合材料的制备及其电容性质研究[D];陕西师范大学;2012年
2 陈军刚;金属氧化物/氧化石墨烯及其还原产物纳米复合结构的制备与表征研究[D];西南科技大学;2014年
3 刘金杭;石墨烯纳米复合材料的电化学传感研究[D];信阳师范学院;2013年
4 邓苗;石墨烯基纳米复合材料的制备及其在电化学传感中的应用[D];江西师范大学;2014年
5 李嘉琳;功能化石墨烯纳米复合物及其生物小分子电化学实时传感研究[D];西南大学;2015年
6 杨军;基于石墨烯的三元纳米复合物的制备及性能[D];福州大学;2014年
7 吴志伟;基于石墨烯纳米复合物电化学免疫传感器研究[D];信阳师范学院;2012年
8 任乾睦;石墨烯/介孔二氧化硅二维纳米复合材料的制备及其结构控制[D];华东理工大学;2014年
9 陈涛;水溶性石墨烯及其聚氨酯纳米复合材料的制备与结晶动力学分析[D];合肥工业大学;2016年
10 赵晓佳;石墨烯/酚醛树脂纳米复合材料的制备与性能研究[D];北京化工大学;2015年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 市政协常委 市民宗局副局长 民盟盟员 魏迎军;做大墨 应高度关注的几个问题[N];鹤岗日报;2016年
2 本报记者 黄锐;石墨炔:超能力媲美石墨烯[N];东莞日报;2015年
3 本报记者 杨萌;资源消耗过快促石墨烯概念大涨 石墨应以稀土为前车之鉴[N];证券日报;2014年
4 刘霞;计算机模拟显示石墨炔的性能胜过石墨烯[N];科技日报;2012年
5 刘霞;石墨烯纳米复合材料可提升电池性能[N];科技日报;2011年
6 本报记者 刘博 毕德鹏;打造八大中心 占领核心制高点[N];中国建材报;2016年
7 本报记者 李爱民 薛婧;龙江石墨产业引来北大智囊团[N];黑龙江日报;2015年
8 姚琦 曹国斌 解洪旺 本报记者 文天心;浓“墨”重彩打造新型产业支撑[N];黑龙江日报;2016年
9 证券时报记者 杨丽花;石墨资源“宝贵”言过其实[N];证券时报;2014年
10 刘霞;美研制出廉价石墨烯海绵传感器[N];科技日报;2011年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978