废水组分对rGO/ZIF-8/阳离子改性粘胶光催化降解染料的影响

在阳离子改性粘胶(cRF)织物上依次负载氧化石墨烯(GO)和类沸石咪唑骨架材料(ZIF-8),并将GO还原成还原氧化石墨烯(rGO),制得rGO/ZIF-8/cRF功能材料。探讨了染料浓度、染料结构、染液pH、无机盐和表面活性剂的种类及用量等对功能材料光催化降解染料性能的影响。结果表明,染液浓度越低,pH越小,rGO/ZIF-8/cRF功能材料对染料的光催化降解效果越好。对于相同吸光度下的染料溶液,该功能材料对活性黑KN-B染料的光催化降解效果最好,亚甲基蓝次之,活性艳蓝KN-R最差。染液中加入NaCl,会抑制该功能材料对染料的光催化降解,加入Na2SO4没有影响。染液中加入阳离子表面活性剂1827、阴离子表面活性剂ABS和非离子表面活性剂平平加O,都会抑制该功能材料对染料的光催化降解。     

基于Au@ZIF-67/rGO纳米复合材料构建的电化学传感器在抗坏血酸检测中的应用

先以氧化石墨烯(GO)、六水氯化钴(Ⅱ)、2-甲基咪唑为原料,在室温磁力搅拌条件下合成ZIF-67/GO纳米复合材料。再以氯金酸(HAuCl4)为原料,L-抗坏血酸(AA)为还原剂,在常温磁力搅拌条件下将Au还原到ZIF-67/GO表面,GO同时被还原为还原氧化石墨烯(rGO),从而制备Au@ZIF-67/rGO纳米复合材料。采用傅里叶变换红外光谱法(FT-IR)、场发射扫描电镜(FESEM)和X射线能谱仪(EDS)等技术对合成的材料进行表征。利用Au@ZIF-67/rGO纳米复合材料修饰玻碳电极(GCE)构建AA电化学传感器。采用循环伏安(CV)法研究了AA在Au@ZIF-67/rGO纳米复合材料修饰玻碳电极上的电化学行为。采用电流-时间(i-t)曲线法研究了检测电位、催化剂用量、pH对催化电流的影响,并确定检测AA的优化实验条件。在优化实验条件下,确定检测AA的线性范围为0.07634~7.14300 mmol/L,检测限(S/N=3)为0.03021 mmol/L。实验结果表明:Au@ZIF-67/rGO纳米复合材料对AA的氧化具有较高的电催化活性。该传感器为医学、食品、电镀、印染等领域AA的检测方法提供依据。     

罗丹明B的TiO_2/GO复合物光催化降解

以自制氧化石墨烯和钛酸丁酯为主要原料,采用溶胶-凝胶法制备TiO_2/GO复合材料。分别采用XRD、Raman、SEM等对其进行表征,并将其用于罗丹明B溶液的光催化降解,考察氧化石墨烯含量、TiO_2/GO复合材料用量、煅烧温度等因素对光催化降解性能的影响。结果表明,生成了粒径约20 nm的锐钛矿型TiO_2球形颗粒;相同条件下,溶胶-凝胶法制备的复合材料光催化活性优于机械混合物;TiO_2/GO为20/1时光催化活性最好;复合材料质量为0.05 g时,对罗丹明B的降解率可达99%。     

还原氧化石墨烯改性蚕丝织物的抗紫外性能

利用蚕丝纤维上的还原基团,在织物上将氧化石墨烯(GO)原位还原成还原氧化石墨烯(rGO)。讨论了GO用量、还原时间、还原温度等因素对rGO负载蚕丝织物的颜色和抗紫外线性能的影响。优化的rGO/蚕丝织物制备工艺为:GO质量分数2.00%,还原温度85℃,还原时间2.5 h。与蚕丝织物原样相比,rGO/蚕丝织物达到了很好的紫外防护级别。     

氧化石墨烯基材料吸附重金属离子的研究进展

废水中所含的重金属离子对自然环境和人体健康造成了极大危害。在众多处理方法中,基于氧化石墨烯(GO)基材料吸附重金属离子的方法受到研究者关注。梳理近年来的研究文献,重点论述GO、不同GO基纳米复合材料、磁性氧化石墨烯(MGO)基纳米材料及还原氧化石墨烯(rGO)基材料的合成方法、重金属离子吸附概况等,通过结构表征及吸附热力学和动力学机理分析,为进一步研究、设计氧化石墨烯材料及处理重金属离子奠定基础。     

石墨烯复合气凝胶的制备及其吸附性能研究

以亚硫酸氢钠为还原剂,将氧化石墨烯(GO)还原得到还原氧化石墨烯(rGO),经冷冻干燥制得石墨烯气凝胶(GA).通过向GA内部引入活性炭纤维(ACF)和TiO2,制备出rGO/ACF/TiO2复合气凝胶.探究了 rGO/ACF/TiO2复合气凝胶对RhB染料的吸附和光催化作用,并对其吸附机理和吸附-光催化协同作用机理进行探讨.研究结果表明:ACF和TiO2能较好地嵌入到复合气凝胶中;rGO/ACF/TiO2复合气凝胶的吸附和光催化性能受TiO2含量、投料量、溶液初始浓度影响较大;rGO/ACF/TiO2复合气凝胶的吸附过程符合准二级动力学模型及Langmuir等温线模型,且属于单分子层化学吸附.颗粒内扩散模型拟合结果表明:rGO/ACF/TiO2复合气凝胶的内扩散是影响其吸附RhB染料速率的主要因素,但不是唯一因素;光催化动力学研究表明:rGO/ACF/TiO2复合气凝胶对RhB染料的吸附过程符合一级动力学特性.     

二氧化钛/还原氧化石墨烯复合材料的制备及其光催化降解脱色性能

为比较二氧化钛/ 还原氧化石墨烯(TiO2 / rGO)复合材料和TiO2 的光催化降解脱色性能,以钛酸丁酯为前驱体,采用水热法制备了不同晶型的TiO2 和TiO2 / rGO 复合材料,借助紫外漫反射吸收光谱仪、傅里叶红外光谱仪、拉曼光谱仪、X 射线衍射仪和扫描电子显微镜等对TiO2 及其复合材料进行表征。分析混晶TiO2 和混晶TiO2 / rGO复合材料对活性红3BS 染料废水的降解脱色效果。结果表明：在150 ℃水热12 h,再经过650 ℃煅烧4 h 后,可制得锐钛矿型和金红石型同时存在的混晶TiO2 体系;在碱性条件下,于140 ℃水热72 h,不经过煅烧可制得较为纯净的板钛矿型TiO2;锐钛矿型和金红石型混晶结构TiO2 体系对染料有一定的降解脱色效果,混晶TiO2 / rGO 复合材料降解染料120 min 后,降解脱色率高达99%。     

高效低阻聚丙烯腈/石墨烯纳米纤维膜的制备及其抗菌性能

为了提高聚丙烯腈（PNA）基材料的过滤性能,采用静电纺丝的方法制备了含有不同质量分数石墨烯的PNA /石墨烯纳米纤维复合材料。并对复合材料的过滤效果及抗菌性能进行研究,探讨气流量及孔径分布对过滤效果的影响。研究结果表明：当氧化石墨烯（GO）的质量分数为0.3%时,纺制的纤维平均直径为103nm,复合膜的过滤性能最好;纳米复合材料的过滤效率随气流量的增加而减小,孔径尺寸分布在1.3 ~ 1.7μｍ 之间时最有利于过滤效率的提高;当GO和还原性氧化石墨烯（rGO）质量分数均为0.3%时,PAN /GO 纳米复合材料比PAN/rGO 纳米复合材料的过滤性能好,PAN / GO 和PAN/rGO 纳米复合材料对大肠杆菌的抑菌率分别为32.4%和40.5%,对金黄色葡萄球菌的抑菌率分别为45.8%和56.7%。     

形貌控制及离子掺杂对氧化锌光催化性能影响

利用水热法制备出不同形貌的ZnO,探究形貌对ZnO光催化降解性能的影响。利用金(Au)、氧化石墨烯(GO)对ZnO进行改性,通过紫外-可见漫反射光谱和甲基橙降解率考察样品降解活性和稳定性能。结果表明:棒状ZnO在紫外区域具有较高的光催化降解活性;Au/ZnO、GO/ZnO和GO-Au/ZnO在可见光下催化降解活性均优于ZnO,其中GO-Au/ZnO光催化降解活性最好,在可见光下甲基橙降解率可达到95.94%;经过改性的ZnO不仅具有优良的催化降解活性,还具有良好的稳定性能。     

rGO/Ag柔性导电棉织物的制备及性能

采用一浴原位还原法制备还原氧化石墨烯/银（rGO/Ag）柔性导电棉织物。通过扫描电子显微镜表征rGO/Ag导电棉织物的形貌;分析了氧化石墨烯（GO）与硝酸银（AgNO3）质量比、GO/AgNO3质量分数、还原剂质量浓度、还原时间、还原pH对rGO/Ag导电棉织物导电性能的影响;测试了导电性能的耐久性。结果表明：rGO/Ag导电棉织物表面包覆着rGO片层,银粒子分布在rGO表面或片层之间;在GO与AgNO3质量比为3∶1,GO/AgNO3质量分数为29.2%(omf),还原剂维生素C质量浓度为2.2 g/L,还原时间为3 h,还原pH为6时,rGO/Ag导电棉织物的方阻最低,导电性能最好;经无限次扭曲、20次标准水洗或机械摩擦后,仍具有良好的导电性能。     

功能化石墨烯的制备及石墨烯/聚氨酯复合材料的性能研究

以石墨为原料,通过Hummers法和金属Al粉化学还原后超声分散制备了还原氧化石墨烯(rGO),并以钛酸酯偶联剂311W和TiO_2为改性剂,制备了偶联剂改性还原氧化石墨烯(rTGO)和TiO_2包覆还原氧化石墨烯(Ti-rGO)。通过紫外-可见光谱、傅里叶红外光谱及扫描电镜进行了表征,并与聚氨酯共混制备了石墨烯/聚氨酯复合材料和涂层织物,研究了石墨烯种类及添加量对复合材料力学、导电、耐老化性能的影响。结果表明,石墨烯种类及质量分数对复合材料性能影响较大,改性后石墨烯的分散性与稳定性增强,团聚现象降低,石墨烯或功能化石墨烯与聚氨酯复合后,能大幅度提升复合材料的力学、导电及耐老化性能。     

电泳沉积法制备功能性尼龙/石墨烯复合织物

以聚乙烯亚胺(PEI)作为阳离子表面改性剂对商用尼龙织物进行预处理,采用电泳沉积法将氧化石墨烯(GO)均匀地沉积在织物表面,再通过热处理将其还原成还原氧化石墨烯(rGO),制得尼龙/还原氧化石墨烯(nylon/rGO)复合织物。采用SEM、ATR-FTIR和XPS等手段进行表征,测试了复合织物的导电性、导热性和紫外线防护性能。研究表明,石墨烯改性尼龙织物表现出优异的导电性(10~3Ω/)、导热性(0.521 W·m~(-1)·K~(-1))和紫外线防护性能(UPF500,T_(UVA)0.05%)。     

锰掺杂ZnS/石墨烯/纤维素复合材料的制备及光催化性能

以硝酸锌(Zn(NO_3)_2·6H_2O)为锌源,以硫化钠(Na_2S·9H_2O)为硫源,通过一步水热法制备得到未掺杂和锰掺杂的石墨烯(GO)修饰的ZnS量子点,并同步将其负载于纤维素纤维上,得到具有优良光催化性能的纤维素纤维。探究了GO添加量、Mn~(2+)掺杂量对ZnS/GO/纤维素复合材料光催化性能的影响。通过扫描电镜(SEM)、激光共聚焦显微镜(CLSM)、荧光光谱(PL)、紫外-可见光分光光度计(UV-vis)对量子点纤维素材料进行分析表征。同时,采用甲基橙(MO)作为光催化底物,探究了纤维素复合材料的光催化性能及循环使用性能。结果表明,在光催化15 min内ZnS/GO/纤维素复合材料可将甲基橙光催化降解完全,而锰掺杂后的复合材料在光催化10 min内就已将甲基橙降解趋于完全;ZnS/GO/纤维素复合材料和Mn:ZnS/GO/纤维素复合材料具有优异的循环使用性能,样品经循环使用10次后,光催化30 min内甲基橙的光催化降解率仍可达到57%。     

氧化石墨烯-TiO_2复合材料的制备及其光催化性能

以溶胶-凝胶法制备氧化石墨烯-TiO_2复合材料(GO-TiO_2),采用X射线衍射光谱仪(XRD),扫描电子显微镜(SEM)和全自动比表面及孔径分析仪(BET)等对样品进行了表征。探讨了在紫外光的照射下,复合材料比例、材料投加量、pH值、液层高度和光照强度等因素对亚甲基蓝溶液降解性能的影响。结果表明:TiO_2颗粒均匀地附着在GO片层表面;光催化反应60 min时,500 mg/L GO10-TiO_2对亚甲基蓝溶液的降解率达到89%;增大pH值和光照强度均能提高MB的降解率。     

磺化还原氧化石墨烯的制备及其对碱性染料的吸附研究

本研究探索了磺化还原氧化石墨烯的制备及其对碱性染料的吸附性能。通过接枝含有芳香自由基的磺酸根到还原氧化石墨烯(rGO)来制备磺化还原氧化石墨烯(S-rGO)纳米片材。通过红外光谱、X射线光电子能谱和扫描电镜对合成的吸附剂磺化还原氧化石墨烯(S-rGO)进行了表征,结果表明磺酸根被成功地接枝到氧化石墨烯上。本研究系统地研究了p H、时间和吸附剂量等对吸附行为的影响。吸附实验结果表明,吸附过程遵从准二级动力学模型和Langmuir模型,表明该吸附由表面反应过程所控制,属于单分子层吸附。吸附解吸实验中碱性橙21、硫黄素T和罗丹明B的吸附率均大于99%,解析率分别达到98.81%、86.63%和94.44%,表明吸附剂S-r GO对碱性染料有很好的吸附解吸性能且可重复使用。使用该材料处理工业废水可防止有害染料污染农产品后在食物链中地不断富集,从而危害人类健康。     

石墨烯导电弹性织物的制备及性能

采用传统浸轧染色工艺,以氧化石墨烯(GO)分散液为"染"液,在棉/氨纶织物表面沉积一层致密均匀的氧化石墨烯纳米片薄膜,利用聚多巴胺原位还原氧化石墨烯,制备负载导电性良好的还原氧化石墨烯的棉/氨纶导电弹力针织物,并将其组装成多层织物压力传感器。通过扫描电镜、拉曼光谱仪(Raman)和X射线光电子能谱仪(XPS)表征了织物表面涂层的形貌和化学结构,证实GO被PDA成功还原为rGO;分析织物压力传感器的响应机制,并测试其灵敏度、响应时间和循环稳定性,发现该器件具有高灵敏度(在2 kPa以下可达16.10 kPa~(-1))、快速响应性和良好的循环稳定性,并可监测肢体运动和微小信号等。     

粘胶基沸石咪唑骨架材料的制备及其对染料的脱色

为提高沸石咪唑骨架材料(ZIF-8)对染料的脱色性能,以粘胶织物为基材,在其表面负载氧化石墨烯,再原位生长ZIF-8得到氧化石墨烯/ZIF-8粘胶基功能材料,然后还原得到还原氧化石墨烯(rGO)/ZIF-8功能材料.借助扫描电子显微镜、X射线衍射仪、傅里叶红外光谱仪等对功能材料进行表征,分析其在不同光源下对活性黑KN-...     

聚苯胺接枝石墨烯复合材料的制备及电化学性能

为了提高聚苯胺和石墨烯复合材料的循环稳定性,采用改进Hummers法制备氧化石墨烯(GO),以氯化亚砜对羧基进行酰氯化的同时还原其他含氧基团,然后对酰氯进行氨基化改性,在此基础上以苯胺原位氧化聚合法制备聚苯胺接枝石墨烯复合材料(rGO-PANI)。采用扫描电镜(SEM)、红外光谱(FTIR)、X射线衍射光谱(XRD)、拉曼光谱(Raman)和紫外可见光谱(UV-Vis)表征其形貌和结构。采用四探针测试仪测试其导电性,电化学工作站测试其电化学性能,并与非接枝型聚苯胺/石墨烯复合材料(rGO/PANI)进行比较。结果表明:rGO-PANI中的聚苯胺以共价键与石墨烯连接,循环稳定性得到提高,在循环100次后比电容量仅损失5%(而非接枝型损失15%);具有良好的导电性,电阻率可达0.3Ω·cm;具有良好的电荷存储性能,比电容量可达603 F/g。     

石墨烯防辐射织物的制备与性能

利用改进的Hummers法制备氧化石墨烯/聚氨酯整理剂(GO/WPU)和石墨烯/聚氨酯整理剂(rGO/WPU),分别对涤棉基、棉基织物进行浸轧整理,测试几种织物的防辐射功能与强力、透气性等性能,对比分析各指标变化趋势,得到最佳工艺参数。结果表明,先还原后整理得到的石墨烯织物的电磁辐射屏蔽效能优于先整理后还原得到的石墨烯织物;石墨烯质量浓度为10 mg/mL时制备的涤棉基石墨烯织物(先还原后整理)电磁屏蔽效能最佳,可达25.3 dB。     

基于AuNPs/rGO复合材料的电化学生物传感器用于Cu~(2+)痕量检测的研究

采用液相化学共还原法制备AuNPs/rGO复合材料,再利用XRD和SEM对其晶型和表面形貌进行考察,通过XPS对其固定DNA前后的化学组成进行分析,采用电化学交流阻抗法对其用于Cu2+痕量检测过程中电化学性能变化进行测试.结果表明,所制备的AuNPs/rGO复合材料结晶性良好,与氧化石墨烯(GO)的表面形貌相比,AuNPs/rGO复合材料表面呈现出褶皱现象,并且表面包裹了许多金纳米颗粒.XPS分析表明DNA可成功地固定在AuNPs/rGO复合材料表面.基于AuNPs/rGO复合材料的电化学生物传感器对Cu2+的最低检测限为0.02 nmol/L,比其他检测手段更加灵敏,且具有优良的选择性和重复性.