石墨烯基催化剂的研究进展

近年来,二维石墨烯由于其独特的热、电和光学性能而引起极大的关注。理论上,石墨烯具有高的比表面积,使其非常适于用作许多材料的理想载体。石墨烯是非常受欢迎的纳米材料,研究人员利用石墨烯非凡的性质将其与不同材料进行复合得到性质各异的复合材料并应用于各个领域。本文阐述了石墨烯基复合材料在催化领域的研究进展概况,特别是在光催化和电催化领域,介绍了近三年石墨烯基复合材料在催化方面取得的成果,分析了其特性、制备方法及物质间的相互作用等因素对催化性能的影响。指出了石墨烯基复合材料目前在催化领域存在的问题及未来发展的方向,期望为石墨烯基材料在催化剂方面的应用提供参考。     

铜基石墨烯复合催化剂的合成与表征

采用原位水热法制备了Cu/r GO催化剂并引入对苯二甲酸(TPA)对Cu基石墨烯复合材料进行改性研究,探究了不同溶剂、水热时间、沉淀p H对引入TPA的Cu/r GO催化剂材料微观结构特性的影响。通过XRD、FT-IR、XPS和SEM表征技术分析了催化剂的形貌结构及物化性质。考察了催化剂用于二乙醇胺脱氢的催化性能。在V(乙醇)∶V(水)=1∶1为溶剂,沉淀p H为13.0,160℃水热10 h,制备的催化剂性能最好,亚氨基二乙酸收率为86.55%,与没有添加TPA的Cu/r GO催化剂相比收率提高20%。TPA的加入,增强了GO片层间的相互作用,增加了GO片层间的有机官能团,稳定Cu2O并使其结晶度较好,增加催化剂活性位点,以提高反应速率。且粒径约为10 nm左右的Cu纳米粒子均匀分布在褶皱状片层结构的r GO表面,提高催化剂抗烧结性能。     

石墨烯基阳极催化剂活性高

中国科学院兰州化学物理研究所在直接甲醇燃料电池阳极催化剂的合成与性能研究领域取得新进展,通过载体选择和催化剂结构设计提高了阳极催化剂的活性与稳定性,并有效降低了成本。     

氮掺杂石墨烯基催化剂的制备

通过水热法合成了氮掺杂的石墨烯(Graphene-N),并还原得到了氮掺杂的石墨烯基铂催化剂(Pt/Graphene-N),利用X射线衍射(XRD)以及扫描电子显微镜(SEM)进行了材料分析,并借助电化学测试对比未进行氮掺杂的催化剂。试验数据表明:Pt/Graphene-N电化学活性面积相比于Pt/Graphene提高了8.1%,其甲醇氧化峰电流提高了56.3%,表明氮掺杂能够大幅提升甲醇氧化性能。     

石墨烯基电催化剂的合成与燃料电池性能研究

如今,生物乙醇及清洁能源,如醇类燃料电池(DAFCs)作为绿色能源引起广泛社会关注。最为明显是在设计和开发有效的阳极催化材料方面。本文使用一步溶剂热法合成还原态氧化石墨烯(reduced graphene oxide,RGO)/二氧化钛二元复合催化剂(RGO/TiO_2),以氧化石墨和钛酸四丁酯作为前驱体。并通过紫外光还原法,以H_2PtCl_6·6H_2O为前驱体,将Pt纳米颗粒直接沉积在石墨烯和TiO_2的界面间,制备出RGO/TiO_2/Pt三元复合材料,并对产物的形貌和结构进行了深入的研究。RGO/TiO_2/Pt三元纳米复合材料有望比传统的铂催化剂和RGO/Pt具有更高的催化活性和稳定性。     

石墨烯基酞菁催化剂的制备及脱硫催化活性研究

为了降低噻吩的含量,本文合成了四(4-二甲氨基)苯基酞菁钴,然后将其与石墨烯复合制备成脱硫催化剂,并进行了表征,最后研究了此催化剂对去除噻吩的催化活性,结果表明,在石墨烯和四(4-二甲氨基)苯基酞菁钴的共同作用下,噻吩的去除率可以达到82％,具有良好的催化活性.     

石墨烯基催化剂用于生物质转化的研究进展

在介绍石墨烯基催化剂的结构和性质的基础上,重点综述了石墨烯基催化剂在催化生物质转化为高附加值化学品方面的最新研究进展,并展望了其在Pickering乳液界面催化体系中的应用前景。     

石墨烯基直接甲醇燃料电池催化剂的制备

通过浸渍还原法以乙二醇为还原剂制备了石墨烯及石墨烯负载的铂催化剂(Pt/Graphene),通过XRD、SEM、Raman对材料进行了分析,通过电化学测试与Pt黑催化剂对比,试验数据表明:Pt/Graphene比Pt黑催化剂电化学活性面积提高了28%,对甲醇电催化氧化峰电流提高了52%,电化学活性面积和甲醇氧化反应的稳定性均有所提高。     

石墨烯的制备与表征

用改进的Hummers法制备氧化石墨,然后以无毒、绿色的柠檬酸钠为还原剂和稳定剂,通过化学还原的方法还原氧化石墨烯,制备得到石墨烯材料。通过红外光谱(FT-IR)、X-光电子能谱(XPS)、扫描电子显微镜(SEM)和原子力显微镜(AFM)等对所得的石墨烯材料进行了表征。结果表明:柠檬酸钠还原了氧化石墨,制备的石墨烯悬浮液静置数星期后仍无明显的沉淀现象发生,能够稳定存在。     

石墨烯的合成与表征

由于其诱人的应用前景,石墨烯已经被看成一种极好的材料。要扩大石墨烯的应用领域的一个先决条件就是找到一种简单方法能够大量生产石墨烯。到目前为止,大体上有三种制备石墨烯的方法,而氧化还原法是最适宜大量生产的。在本文中,使用x射线衍射仪,透射电镜和红外光谱对采用化学法制备出的石墨烯进行表征。另外,石墨烯的纳米层状结构在化学功能化之后保持不变。     

石墨烯的制备与表征

采用液相氧化法制备了氧化石墨,并通过水合肼还原氧化石墨制备了石墨烯。采用傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、拉曼光谱(RS)、X-射线衍射(XRD)、热失重法(TG)等测试方法对石墨、氧化石墨和石墨烯的结构与耐热性进行了对比分析。研究结果表明,氧化石墨被水合肼还原成石墨烯后,氧化石墨的一部分sp3杂化碳原子被还原成石墨的sp2杂化碳原子,石墨烯sp2杂化碳层平面的平均尺寸比氧化石墨大,但结晶强度和规整度比石墨有所降低。在本实验条件下,氧化石墨的还原状态结构不可能被完全恢复到原有的石墨状态,也就是说石墨烯的结构和石墨结构还是有差别的。热分析结果表明,石墨烯具有比氧化石墨更为优异的热稳定性。     

石墨烯的制备与表征

本文先用Hummers法将天然鳞片石墨制备成氧化石墨,然后用超声波振荡30分钟,最后用联氨对其还原,制备出石墨烯。利用FT-IR、XRD、SEM等技术对石墨烯的结构、形貌进行了分析。试验结果表明:将石墨先氧化后还原法制备出的石墨烯具有无序的晶型、长厚比大。     

新型钴基费托合成催化剂的制备与表征

用CoC l3.6H2O和K2S iO3水玻璃共沉淀法制备出了一种蒙脱土结构的新型催化剂。用XRD、SEM和氮气的低温吸附脱附等方法对催化剂的物相结构进行测定,确认该催化剂具有层状结构并有较高的比表面积。经过催化剂的前处理,FT合成在浆态床反应器中进行。反应条件为270℃,0.5 MPa,H2/CO=2,反应时间为6 h。产物分析得知C9~C25烃类的选择性达到了90%以上。     

石墨烯量子点的制备方法与表征技术

石墨烯量子点是一种尺寸少于10 nm的单分散球状纳米碳材料。石墨烯量子点的独特性质使其在化学传感、生物传感、生物成像、药物输送、光动力疗法和催化等领域有巨大的潜在应用价值。常用来制备石墨烯量子点的方法分为自上而下和自下而上两种方法。石墨烯量子点的表征技术主要有扫描电子显微镜、透射电子显微镜、原子力显微镜、X射线光电子能谱、傅里叶变换红外光谱、拉曼光谱、光致发光光谱和紫外可见光谱等。     

非金属碳基丙烷直接脱氢制丙烯催化剂研究进展

采用绿色可持续的催化剂替代传统贵金属或过渡金属催化剂是目前工业催化领域研究的重要方向。作为绿色催化剂中的重要成员之一,多孔碳基材料由于其独特的孔道结构、较大的比表面积、丰富的表面含氧官能团以及良好的导电性和抗腐蚀性,被广泛应用于生物、医药、电池和化工领域。近年来,非金属碳基催化剂被发现是一种良好的丙烷脱氢催化剂,具有替代传统Pt基和Cr基催化剂的应用前景,得到广泛关注。一般而言,碳基催化剂的催化活性与其表面性质和孔道结构有很大关系:(1)碳材料表面的含氧官能团、杂原子和缺陷位点等可以作为活性中心,活化丙烷分子中的碳氢键,实现脱氢的目的;(2)碳材料的孔道结构和电子特性等会影响反应物丙烷和反应产物丙烯分子的扩散和传质,进而影响碳基催化剂在丙烷脱氢反应中的活性、选择性和稳定性。综述近年来丙烷直接脱氢制丙烯碳基催化剂的研究进展,详细比较不同碳材料之间的优缺点和性能差异,系统讨论碳材料的活性位点和物化性质对其催化性能的影响,并对未来碳基丙烷脱氢催化剂的发展方向和应用前景进行展望。     

石墨烯结构性能的表征方法概述

石墨烯独特的二维结构赋予其优异的电学、热学和光学性能,在电子、能源、生物医药等领域有着广泛的用途。制备方法的不同使石墨烯在结构、性能上存在很大的差异。本文主要阐述了石墨烯层数、表面官能团、晶界、导热性、导电性、透光率的表征方法,为石墨烯的性能研究及应用开发提供指导。     

聚乳酸基纳米纤维素/石墨烯导电复合膜的制备与表征

利用真空抽滤方法,制备了纳米纤维素/石墨烯导电膜,将其嵌在聚乳酸表面得到聚乳酸基纳米纤维素/石墨烯导电复合膜。傅里叶红外(FT-IR)表征结果表明石墨烯与纳米纤维素之间存在一定的相互作用;当纳米纤维素与石墨烯质量比为1:2时,导电复合膜的电导率为12 S·cm-1,抗张强度达到13.62 MPa,水接触角为80.6°。热重分析(TGA)表征结果表明导电复合膜有良好的热稳定性,300℃时不同质量比的导电复合膜的失重量低于10%,相比纳米纤维素,在相同温度下失重量减少了20%。以聚乳酸材料为基体的导电复合膜,其抗张强度比未被嵌聚乳酸基体的纳米纤维素/石墨烯导电膜提高15~23倍,将聚乳酸基纳米纤维素/石墨烯导电复合膜埋在土壤中5周后,质量损失了3.7%。聚乳酸材料优异的力学性能和可降解性,扩展了纳米纤维素/石墨烯导电复合膜的应用范围。制备的导电复合膜在柔性导电材料领域有潜在的应用前景。     

聚乳酸基纳米纤维素/石墨烯导电复合膜的制备与表征

利用真空抽滤方法,制备了纳米纤维素/石墨烯导电膜,将其嵌在聚乳酸表面得到聚乳酸基纳米纤维素/石墨烯导电复合膜。傅里叶红外（FT-IR）表征结果表明石墨烯与纳米纤维素之间存在一定的相互作用;当纳米纤维素与石墨烯质量比为1：2时,导电复合膜的电导率为12 S·cm^-1,抗张强度达到13.62 MPa,水接触角为80.6°。热重分析（TGA）表征结果表明导电复合膜有良好的热稳定性,300℃时不同质量比的导电复合膜的失重量低于10%,相比纳米纤维素,在相同温度下失重量减少了20%。以聚乳酸材料为基体的导电复合膜,其抗张强度比未被嵌聚乳酸基体的纳米纤维素/石墨烯导电膜提高15～23倍,将聚乳酸基纳米纤维素/石墨烯导电复合膜埋在土壤中5周后,质量损失了3.7%。聚乳酸材料优异的力学性能和可降解性,扩展了纳米纤维素/石墨烯导电复合膜的应用范围。制备的导电复合膜在柔性导电材料领域有潜在的应用前景。     

燃料电池用石墨烯基钯合金催化剂研究进展

近年来,高效、清洁电极催化剂的开发已成为人们的研究热点,石墨烯基纳米催化剂由于其出色的电催化性能和强大的协同效应而受到越来越多的关注。综述了石墨烯和石墨烯基钯合金纳米电催化剂的种类以及它们在燃料电池领域的应用,为其实际商业化生产提供了有效策略。最后指出了石墨烯基钯合金催化剂发展中面对的挑战和未来研究方向。     

聚丙烯及其催化剂的表征方法

介绍了聚丙烯(PP)及其催化剂的表征方法.对等规度、分子结构、相对分子量分布、酯含量、表观密度、热性能、晶体结构、元素分析、催化剂活性、孔结构以及粒径分布的测定作了详细研究.通过以上分析方法的总结,有助于聚丙烯的制备工艺和性能研究.