水热法制备石墨烯的性能分析

采用Hummers法制备氧化石墨烯.以石墨粉为原料,经过强氧化剂的氧化得到氧化石墨,再将其高温膨化得到氧化石墨烯,通过水热法还原氧化石墨烯,得到较理想的石墨烯.分别采用X-射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、IR光谱分析的测试方法对氧化石墨、氧化石墨烯和石墨烯的结构、形貌及组成进行了表征分析.结果表明,通过水热法用乙二醇还原氧化石墨烯可得到较理想的石墨烯.     

水热法制备聚苯胺/石墨烯复合材料的研究

以氧化石墨烯（GO）与苯胺作为前驱物,在高温高压下一步水热反应,合成了聚苯胺/石墨烯（PANI/Gr）复合材料。利用紫外可见光谱、傅里叶变换红外光谱、扫描电子显微镜研究了PANI/Gr复合材料的结构和微观形貌,进一步利用电化学工作站探究了PANI/Gr复合材料的电化学性能。研究了水热反应时苯胺与GO的投料质量比对所得复合材料的结构与电化学性能的影响。循环伏安法和恒电流充放电测试结果表明由于聚苯胺与石墨烯的相互作用,复合材料的电容性能比单组分的聚苯胺和石墨烯要高。这说明通过GO与苯胺的一步水热反应成功制备了具有优良电容性能的PANI/Gr复合材料。     

氟化石墨烯/聚酰亚胺复合膜的导热和电绝缘性能

为提高聚酰亚胺基复合材料的导热和电绝缘性能,通过超声剥离制备了氟化石墨烯纳米片,采用热压取向制备了具有水平定向导热特性的氟化石墨烯/聚酰亚胺复合膜,研究了氟化石墨烯添加量对复合膜导热和电绝缘性能的影响规律。结果表明：增加氟化石墨烯添加量能提高复合膜的面内导热系数,氟化石墨烯质量分数为30%时,复合膜的面内导热系数为2.4W/（m·K）;氟化石墨烯添加量增加时,复合膜的直流耐压性能略有降低,但复合膜表面耐电痕性能增加,原因在于声子在复合膜中传递效率提升。上述研究结果可为制备高导热系数、高电绝缘性能的复合膜提供参考。     

TiO2/石墨烯复合材料的水热法合成与光催化性能

为了提高TiO₂的光催化性能,采用水热法一步制备了TiO₂/石墨烯(TiO₂/RGO)复合物．采用XRD、FT-IR、RS、UV-Vis DRS、TEM等测试方法对其进行了表征,并研究了不同质量比的复合物在可见光下对甲基橙(MO)的光催化降解．结果表明:在TiO₂/RGO复合物中,TiO₂以10 nm左右的颗粒均匀地分散在石墨烯层上;与在同等条件下制备的TiO₂相比,TiO₂/RGO复合物在可见光区吸收明显增强,吸收边缘红移了20 nm;质量比为1∶0.005的TiO₂/RGO复合物,2 h内的降解率达到74.79％．可见将石墨烯与TiO₂复合,能够有效地提高TiO₂的可见光催化性能．     

增强活性的石墨烯/TiO_2复合物的制备及性能研究

以氧化石墨烯为载体,以钛酸异丙酯为前驱体在氧化石墨烯表面沉积TiO2晶种,然后以氟钛酸铵和硼酸为主要原料,采用水热法实现一步还原氧化石墨烯和沉积TiO2制备石墨烯/TiO2复合物,同时以由单一前驱体氟钛酸铵制备的石墨烯/TiO2复合物作为对比催化剂。采用SEM、Raman、XRD、XPS、FT-IR等分析手段对两种催化剂进行了表征。结果表明,经水热反应后,氧化石墨烯可被还原为石墨烯,并且由两种钛源制备的复合物中石墨烯的被还原程度比单一钛源水解的要高,并且水解后复合催化剂的TiO2均为锐钛矿的球形颗粒,粒径约为250~300nm,在石墨烯表面附着良好。采用甲基橙为模拟底物评价两种复合催化剂的光催化活性,结果发现,采用两种钛源依次水解制备的复合物中由于石墨烯的还原度更高,其对底物甲基橙的吸附量更高,转移TiO2表面光生电子的能力更强,导致其具有更强的光催化活性。     

水热法制备氧化锌纳米棒

用水热法以聚丙烯酰胺（PAM）为添加剂制备了氧化锌单晶纳米棒，并通过X-射线衍射（XRD）、透射电镜（TEM）及红外光谱（IR）和紫外一可见吸收光谱（UV-Vis）等测试手段对所得产物的组成和形貌进行了研究，TEM结果表明，所得产物为六角纤锌矿型氧化锌，纳米棒沿C轴取向生长，粒径分布均匀，长度2．5～3．0μm．当改变反应的溶剂，纳米棒的结构形态发生了很大改变．对PAM的作用和溶剂的影响作了简要论述。     

石墨烯-氧化钛复合氨敏感材料的制备与特性研究

利用四异丙醇钛和氧化石墨（GO）,采用水热法制备了还原氧化石墨烯/氧化钛（rGO-TiO₂）纳米复合敏感材料,通过傅里叶红外（FTIR）和紫外可见光谱（UV-vis）对复合材料结构进行了表征.气敏特性结果表明,复合敏感材料对氨气（NH₃）具有良好的室温响应-恢复特性;与单一的rGO相比,复合敏感材料表现出更高的响应(rGO-TiO₂对10×10^-6NH₃响应为-0.027,rGO为-0.007)和更好的重复性.此外,还分析了复合材料对NH₃的气体敏感机理.     

水热法制备微晶氧化亚铜

以CuSO4·5H2O和NaOH为原料,山梨醇、木糖醇为还原剂,采用水热法制备了相同条件下不同还原剂的微晶Cu2O用X射线衍射（XRD）和扫描电镜（SEM）对其进行了表征．结果表明,当n（OH^-）：n（Cu^2＋）：n（还原剂）=4：1：1,水热温度为180℃,反应时间为20h时,生成产物全部为Cu2O,其形貌为八面体状．     

MoS2/石墨烯纳米复合材料的制备及其锂电性能研究

采用一种简单的水热法制备MoS2/石墨烯纳米复合材料,通过XRD,SEM,TEM,XPS等对合成的复合材料的结构和形貌进行表征,在充放电电压为0.001～3V,恒电流密度为100 mA/g条件下对MoS2和MoS2/石墨烯复合材料的电化学性能进行测试和分析.通过对比发现,MoS2/石墨烯复合材料首次充放电容量分别677.6 mAh/g和835 mAh/g,库伦效率为81％,40次循环后其放电容量仍维持在753 mAh/g,较单纯的MoS2具有更高的可逆容量和更好的循环稳定性.对MoS2/石墨烯复合材料在不同电流密度下的充放电测试发现,即使在大电流条件下充放电,电极仍能保持稳定的循环行为,表明MoS2/石墨烯复合材料具有良好的倍率性能.     

水热法制备氧化锌纳米棒

用水热法以聚丙烯酰胺(PAM)为添加剂制备了氧化锌单晶纳米棒,并通过X-射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)及红外光谱(IR)和紫外-可见吸收光谱(UV-Vis)等测试手段对所得产物的组成和形貌进行了研究.TEM结果表明,所得产物为六角纤锌矿型氧化锌,纳米棒沿C轴取向生长,粒径分布均匀,长度2.5~3.0μm.当改变反应的溶剂,纳米棒的结构形态发生了很大改变.对PAM的作用和溶剂的影响作了简要论述.     

氢氧化镍纳米薄片的水热合成及其表征

以硝酸镍和氢氧化钠为原料,不加任何添加剂,在200℃水热条件下合成Ni(0H)2纳米薄片.应用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和能谱仪(EDS)对该纳米薄片进行了表征,结果表明该产物是薄片状的β-Ni(OH)2,薄片宽度为30～40μm,厚度为20～30nm.该纳米薄片具有很大的比表面积,有望在镍系列电池中得到应用.     

pH值对水热合成纳米Bi2O3 光催化性能的影响

以Bi(NO3)3溶液为原料,浓氨水为矿化剂,在 pH值为7 .0～10 .0的条件下制备了纳米Bi2O3粉体。以样品对水中罗丹明 B的光催化降解性能为评价指标,对样品的光催化性能进行了评价。结果表明,样品对水中罗丹明B的光催化降解反应为表观一级反应。p H值为 8 .5时,样品的光催化性能最佳。XRD、TEM和 IR表征结果表明,样品中均有Bi2O3、N H4NO3晶体生成,随着 pH值的增加,样品中 Bi2O3晶体含量增加,发育逐渐完好。纳米Bi2O3粉体为球形或条形晶粒,彼此键联成网。p H为 8 .5时,纳米网更加细密,网丝均匀。      

功能化石墨烯超级电容器电极材料的制备及性能

通过水热法制备氨基功能化改性石墨烯(NFG)和还原氧化石墨烯(RGO)。利用透射电镜(TEM)、扫描电镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD)对制备材料的形貌和结构进行表征;利用循环伏安法、恒电流充放电和电化学交流阻抗技术对NFG和RGO的超级电容器性能进行测试。在放电电流密度为1 A/g时, NFG和RGO分别在1 mol/L的H_2SO_4溶液中的比电容为307 F/g和134 F/g。经过2 000次循环充放电后, NFG和RGO的比电容分别为初始值的97.7%和95.5%,结果表明制备的超级电容器电极材料具有优异的充放电性能和循环稳定性。     

原生生物质水热炭化制备碳材料及其应用

作为地球上储量最丰富的可再生资源，生物质具有低成本、不会增加大气中CO2含量等优点，其应用已成为能源利用和环境保护领域的研究热点。原生生物质可经由水热炭化过程（Hydrothermal Carbonization，HTC）制备多种功能碳材料。对以原生生物质为原料通过HTC法制备具有广泛用途碳材料的研究进展进行了概述，并就现阶段基于HTC法制备的碳材料在气体液体吸附、磁性碳材料、电池材料等领域的应用进行了分析和展望。     

水热法制备低热导率 PbS 热电材料

通过纳米结构或声子工程降低热导率是改善PbS热电材料性能的重要途径。利用水热法制备Pb_(1-x)Bi_xS纳米热电材料,并对其热导率进行测试。结果表明,制备的纳米PbS的热导率比文献中PbS的热导率低10%左右。随着掺入Bi元素的增加,增加了晶体内部缺陷, Pb_(0.9)Bi_(0.1)S样品的热导率比PbS单体的热导率降低了33%。     

Efficient Preparation and Characterization of Functional Graphene with Versatile Applicability

Graphene, as star versatile materials having extraordinarily high electric conductivity, electron mobility, thermal conductivity, thermal stability, optical transparency, and mechanical strength, has attracted much attention from scientists and engineers in the field of materials, chemistry, physics, energy, and environment in the last decade and achieved fruitful accomplishment. This review discusses preparation strategies, functionality, characterization, and applications for two dimensional nanosheet and quasi-one-dimensional nanoribbon of graphene through direct exfoliation of graphite, chemical vapor deposition of hydrocarbon, laser-induced direct synthesis of graphene, laser etched graphene oxide in the dry state without the use of toxic reducing agent hydrazine, unzipping carbon nanotube, and polycondensation of polycyclic aromatics on the basis of 178 representative references mostly in 2015. The stabilization of graphene oxide prepared in chemical preparation in "top-down" is emphasized. Several vital classic methods of characterizing molecular structure, C/O ratio, defect, morphology, single-or few-layered (2 to 10 layers) structure, porous and hollow structures, including Raman spectroscopy, AFM, SEM, TEM, STM, electron diffraction, X-ray diffraction, and X-ray photoelectron spectroscopy are systematically introduced. Because graphene possesses novel incomparable multifunctionalities, its versatile applications as novel conducting additives, reinforcing filler, separation membrane, sensor, anticorrosive coating, catalyst, electromagnetic shield, lubricant, and flexible electrode materials in electrochemical and electronic devices, including photovoltaic cells, supercapacitors, rechargeable batteries, sensors, field effect transistors, light emitting diodes, separation membranes, adsorbents and absorbents, catalysts, electro-optic modulator, terahertz emitter and detector, and semiconductors, have been mentioned.Especially in the aspect of both high performance and cost-effectiveness, graphene is expected to be even superior to the expensive carbon nanotubes.     

水热法合成条件对氧化锆晶相影响的光谱研究

以硝酸锆为前驱物,用水热法分别合成了纯单斜相、四方相以及四方和单斜混合相的氧化锆纳米粒子.应用XRD、拉曼光谱和TEM探讨了水热过程中前驱体浓度、晶化温度和晶化时间对ZrO2晶粒尺寸和相变的影响.结果表明,水热制备过程中上述合成条件均影响ZrO2晶粒尺寸,其中晶化温度对其影响最大,但是晶化温度对ZrO2的形貌影响不大.延长晶化时间有利于单斜晶相的形成,而且随着晶化时间延长,ZrO2的晶化程度增加.在水热合成过程中采用较低的前驱体浓度、较高晶化温度及延长晶化时间有利于控制合成单斜相ZrO2.     

聚吡咯/石墨烯复合水凝胶的制备与性能

先通过软模板法制备具有纳米管状结构的聚吡咯（PPy）,再以此PPy与氧化石墨烯（GO）为前驱物,通过水热法制备具有三维结构的聚吡咯/石墨烯（PG）复合水凝胶。研究了PPy用量对复合水凝胶的影响。利用扫描电子显微镜对其形貌进行表征,用循环伏安法和恒电流充放电法对复合凝胶的电化学性能进行了研究。结果表明,当m（PPy）∶m（GO）在1.5∶1到2.5∶1之间时,可以形成完整的PG复合水凝胶,复合水凝胶可承受自身重量约1 000倍的压力。PG复合水凝胶具有良好的电化学性能,当恒电流充放电测试的电流密度增加到20 A/g时,复合水凝胶的比电容仍然大于400 F/g。这些结果表明PG复合水凝胶在超级电容器领域有着较好的应用前景。