南开大学化学学院教授陈永胜团队联合美国莱斯大学研获了一种新型三维石墨烯材料。该材料有望成为航天装备制造领域的“太空海绵”,可在4 K(约-269℃)深低温到1273K(约1000℃)高温区间保持良好的稳定性和高弹性。相关研究结果发表于《科学进展》。该材料由无序排列的单层石墨烯片通过共价键化学交联而构成,在低至液氦温区的极端低温条件下具有与室温下相同的力学性能,包括高度可回复的超级弹性、不变的杨氏模量、近零泊松比以及出...
作者:王振; 赵春宝; 杨海潮; 宋婧 期刊:《化学工程师》 2019年第11期
以氧化石墨(GO)和尿素为原料,采用水热法-浸泡法制备了三维石墨烯缓释尿素,并通过砂柱淋溶和二甲氨基苯甲醛分光光度法对其缓释性能进行了测试。测试结果表明:相比普通尿素,三维石墨烯缓释尿素具有较好的缓释效果,20d累积释放率为84.33%。
作者:梁宁刚; 李娟娟; 蔡卓; 叶丹妮 期刊:《化学研究与应用》 2018年第05期
以水热合成法制备纳米银,并与三维石墨烯(3DGR)复合制得3DGR/Ag材料,再滴涂于玻碳电极(GCE)表面,制成3DGR/Ag/GCE修饰电极。采用紫外可见光谱法(UV-Vis)、扫描电镜(SEM)、X射线衍射法(XRD)、电化学交流阻抗谱(EIS)对修饰电极材料进行了表征。以循环伏安法(cv)、差分脉冲伏安法(DPV)和恒电位库伦分析法(CPC)研究了岩白菜素在该修饰电极上的电化学行为。实验结果表明:在0.20mol.L^-1Na2HPO4-NaH2PO4溶液...
作者:任素云; 吉鸿飞; 张治红; 王明花; 何领好 期刊:《轻工学报》 2016年第03期
采用氧化还原法制备出三维石墨烯,在对其氨基功能化的基础上,利用静电吸附作用,将单链DNA固定在氨基化三维石墨烯(G-NH2)表面,通过与重金属离子(Ag+,Hg2+,Cu2+)配合形成双链DNA.采用TEM和SEM对三维石墨烯进行表征,同时利用AFM和XPS对G-NH2固定DNA前后的表面形貌和化学元素组成进行测试.结果表明氨基化三维石墨烯表面比较平整光滑,XPS的信号峰发生变化证明了DNA已成功地固定到G-NH2上.采用电化学交流阻抗法(EIS)对DNA固定...
作者:张建强; 张韵; 李小成 期刊:《化工新型材料》 2018年第04期
以六水合氯化钴(CoCl2·6H2O)为钴源、硫脲[CS(NH2)2]为硫源,采用电化学沉积法分别在泡沫镍(NF)和三维石墨烯(3DGE)/泡沫镍(3DGE/NF)两种基底上制备三维硫化钴/石墨烯/泡沫镍(3DCoS/GE/NF)和硫化钴(CoS)/泡沫镍(CoS/NF)电极。通过考察NF与3DGE/NF两种基底对电极电化学性能的影响,可知3D GE/NF基底由于具有高品质、高导电性的石墨烯,促进了电极与电解液的电荷传输,能够有效提高电极材料的比容量和循环倍率性能。在1A...
作者:孙颖颖; 陈林; 杜小泽; 林俊 期刊:《化工新型材料》 2018年第02期
三维石墨烯具有高孔隙率、高热导率和良好的热稳定性等优点。提出利用三维石墨烯形成的连续"导热链"填充环氧树脂从而改善环氧树脂传热性能的方法,通过化学氧化还原法制备了三维石墨烯,进而采用浇注法制备三维石墨烯/环氧树脂复合材料。实验测试了导热性能、比热容和玻璃化转变温度等热物性参数。结果表明:三维石墨烯可大幅度提髙环氧树脂的导热性能。在三维石墨烯的质量分数为3%时,环氧树脂的热导率提高近7倍。研究结果为三维...
作者:李文斌; 荆涛; 田景芝; 李艳云; 邓启刚 期刊:《化工新型材料》 2018年第09期
采用Hummers法制备氧化石墨烯(GO),再以GO为前驱体,尿素为掺杂剂,通过绿色、经济、简便的水热法制备了氮掺杂石墨烯;采用水热法,以尿素为掺杂剂,并加入可溶性淀粉,制备了三维氮掺杂石墨烯。加入可溶性淀粉后形成的三维结构进一步提高了氮掺杂石墨烯的电化学性能。可溶性淀粉/三维氮掺杂石墨烯复合材料修饰的电极,表面电化学反应迅速,电子转移过程主要受扩散过程控制。在GO/可溶性淀粉(质量比)为2∶1时,制备的可溶性淀粉/三维氮...
作者:戴永强; 张磊; 钟本镔; 苏瑜; 黄盟锋; 林建达; 廖兵 期刊: 2018年第15期
采用氧化石墨烯为模板,通过水热处理使葡萄糖碳化并借助二环己基碳二亚胺的偶联作用构建出三维石墨烯基碳材料。扫描电镜结果显示成功制备了三维结构的石墨烯基碳材料,红外光谱表明材料中富含含氧官能团,EDS分析表明碳材料中碳元素与氧元素分散良好。以该材料20 mg为催化剂、80%水合肼为还原剂、反应时间4 h、反应温度100℃的条件下,转化率达到90%,选择性〉99.9%,催化实验结果表明3D石墨烯基碳材料催化效果良好。
作者:周颖; 梁春艳; 于金刚; 蒋新宇 期刊:《中南大学学报·社会科学版》 2019年第04期
通过水热法在石墨烯自组装和原位还原的过程中嵌入MgO制备了一种新的三维石墨烯/MgO复合物。采用FT-IR、TGA、SEM、TEM、XRD和XPS等测试手段对制备的材料进行了表征。研究了三维石墨烯/MgO复合物对一些金属离子的吸附性能。研究结果表明复合物材料的吸附性能优于三维石墨烯,25℃时对Pb^2+、Cd^2+和Cu^2+的最大吸附量分别为358.96mg/g、388.4mg/g和169.8mg/g,吸附过程符合准二级动力学和Langmuir等温吸附模型。热力学参数表明吸附过...
作者:田俊峰; 尹志刚; 韩光鲁 期刊:《科学技术与工程》 2019年第15期
采用两步法制备三维石墨烯/WO3纳米棒/聚噻吩(3D-rGO/WO3/PTh)三元复合材料,首先合成二元复合材料三维石墨烯/WO3纳米棒(3D-rGO/WO3),然后以此为载体,通过噻吩(PTh)单体的原位聚合得到最终产物。通过X射线衍射(XRD)、傅里叶红外光谱(FTIR)、场发射扫描电镜(FESEM)和透射电镜(TEM)对合成材料进行表征,研究了其低温气敏性能,分析了三元复合材料的气敏机理。结果表明,复合3D-rGO与PTh后三元复合材料的工作温度降低,75℃时对200 mg/L H...
作者:杨文耀; 张海洋; 朱如志; 张海道; 曾令刚 期刊:《电子元件与材料》 2018年第10期
本文以Hummers法制备的氧化石墨烯溶胶为原料,通过控制水热反应的pH值,研究了不同酸碱度对硫掺杂三维石墨烯的结构及电化学性能的影响。采用扫描电镜对其微观结构进行表征分析,结果表明硫掺三维石墨烯具有典型的石墨烯特征结构。采用循环伏安、恒电流充放电等测试手段研究了不同pH值下制备的硫掺杂石墨烯的电化学性能。结果表明,pH值越大,硫掺杂三维石墨烯的体积越大,其比容量也随pH值的增大而有明显的提升。当pH值为11时,硫掺杂三...
作者:修陆洋; 于梦舟; 杨鹏举; 王治宇; 邱介山 期刊:《电化学》 2018年第06期
氧还原反应是决定燃料电池、金属-空气电池等多种新型清洁能源存储与转化技术之性能与应用的关键反应.铂及其合金是目前催化活性最好的氧还原反应催化剂,但其高昂的成本限制了规模化应用.在小尺寸效应作用下,微纳米结构催化剂颗粒在电极制备与电化学反应过程中的团聚限制了催化剂本征催化活性的充分发挥.本文基于喷雾热解技术,发展了一种基于内嵌钴/氮掺杂多孔碳三维石墨烯笼的高活性、抗团聚非贵金属氧还原反应催化剂.此结构中,金...
作者:蔡亭伟; 丁颖; 徐丽慧 期刊:《环境化学》 2018年第06期
随着生态环境的日益恶化,水体污染越来越引起人们的关注.吸附法是去除水体污染简单环保的有效方法.由二维石墨烯相互搭建构筑而成的多孔柔软三维石墨烯材料,具有高表面积、丰富的官能团以及快速的电子转移能力,对多种水体污染物都具有一定的吸附性能.文章对三维石墨烯材料对染料、金属离子、油类等多种水体污染物的吸附性能进行了综述.
锰(Mn)基催化剂通常对电催化氧还原反应(ORR)活性较低。然而,在生物界中,锰(Ⅱ)离子常常是多种金属酶的辅因子。例如,具有Mn辅因子的血红素铜氧化酶(HCO)可以将O2还原成H2O,其活性中心Mn金属离子同时与O和N原子配位。
作者:杨旭; 田宇; 邓伟 期刊:《装备制造技术》 2018年第06期
以50%乙二醇水溶液为基液配制了四种不同浓度的三维石墨烯新型发动机冷却液.通过实验得出结论:三维石墨烯纳米粒子冷却液能够较大幅度提高基液的传热量及对流传热系数.随着粒子质量浓度、入口温度、流速的增加,流体的传热能力增大.
作者:刘晶晶; 徐宇曦 期刊:《高分子学报》 2019年第03期
石墨烯是具有单原子厚度的二维碳原子晶体,也是一种独特的天然二维高分子.柔性石墨烯片层可以通过三维组装形成多孔的块体材料,从而将单个微观石墨烯的特性有效的发挥到宏观材料层面,推进石墨烯的实际应用.与此同时,随着人类社会对绿色可持续性能源的不断需求,基于石墨烯开发高效的电化学能源存储与转换材料成为当前研究的重要课题.受石墨烯这一天然二维高分子结构的启发,科学家们希望从原子或分子层面进一步理性设计合成新型二维...
作者:王勇; 于云; 冯爱虎; 江峰; 胡学兵; 宋力昕 期刊: 2018年第04期
通过溶胶–凝胶法制备了孔径小于1μm的多级孔径新型石墨烯气凝胶。制备过程中,首先通过Nafion对氧化石墨烯(GO)表面进行化学修饰,并利用乙二胺还原制备石墨烯水凝胶,最终通过冷冻干燥形成石墨烯气凝胶。实验发现Nafion可以有效减少制备过程中氧化石墨烯的团聚,使石墨烯气凝胶形成多级孔径形貌。所得石墨烯气凝胶的孔径可控制在1μm以内,远小于传统石墨烯气凝胶材料的孔径(20~100μm)。这种具有独特结构的石墨烯气凝胶表现出优异...
作者:杨丽蓉; 侯朝霞; 王美涵; 胡小丹; 邹盛男 期刊:《功能材料》 2018年第03期
聚苯胺制备工艺简单,价格低廉,结构稳定,理论比容量大,掺杂过程简单,具备掺杂和反掺杂的性能,但循环稳定性差,将其与石墨烯复合,利用二者的协同作用能够更好地提高电容性能。与二维石墨烯相比,三维石墨烯具有独特的三维多孔结构,不仅增加了与电解液的接触面积,同时提供了快速的电子传输通道,而且其独特的网状结构可减少聚苯胺在复合材料中的团聚使其在超级电容器方面表现出良好的潜力。介绍了三维石墨烯的制备方法,主要包括自组装...
作者:李微微; 杨铁金 期刊:《高师理科学刊》 2017年第08期
制备了纳米银/三维石墨烯修饰的玻碳电极并测定对硝基苯酚,通过循环伏安法(CV)和计时电流法(CA)研究其电化学行为.该修饰电极在测定对硝基苯酚时,表现出较正的还原电位和较大的峰电流等优势,并对其实验条件进行优化.结果表明,此传感器制备简单、灵敏性高、稳定性和重现性好,用于硝基苯酚的检测表现出优异的选择性.
作者:董长城; 张力; 陈东霞; 朴金花; 梁振兴; 姜建国 期刊:《现代食品科技》 2017年第06期
本文采用修正的Hurnmers方法制备了氧化石墨,通过超声波剥离得到氧化石墨烯溶液,用水热法进行还原,制得三维石墨烯。结果表明,制备的三维石墨烯材料具有多孔结构,且还原后某些含氧基团消失。所构建的酶生物燃料电池以三维石墨烯(GN)为载体,以麦尔多拉蓝(MB)为导电介体,用Nafion(NF)固定甘油激酶(GK)和甘油-3-磷酸氧化酶(GPO)制备阳极催化电极,并以Pt/C作为阴极催化剂。结果显示,基于NF/GN/MB酶修饰碳纸电极的甘油酶生物...