基于石墨烯电化学传感器的研究进展

石墨烯由于其独特的性质,在生物及化学检测中的应用日益增多,介绍了石墨烯和功能化石墨烯的性质,着重介绍了近几年基于石墨烯材料的电化学传感器的应用,如各种离子传感器、气体传感器和生物传感器的研究进展及在环境监测、医疗诊断、食品安全等方面的应用,并对石墨烯材料在电化学领域的发展方向和应用前景进行了展望。     

石墨烯基材料的生物医用性能及其应用

石墨烯基材料由于具有优异的物理和化学性能,近年来获得了广泛的研究和应用。介绍了石墨烯基材料及其生物特性,讨论了石墨烯材料产生毒性的影响因素和预防措施,对石墨烯基材料在生物医用领域(如药物载体、生物传感器、光热治疗和组织工程材料)的应用情况进行了论述,并对石墨烯基材料的研究发展方向与应用前景进行了展望。     

石墨烯及其衍生物的抗菌性研究进展

该文主要介绍近年来关于石墨烯及其衍生物在抗菌性方面的应用研究进展,包括石墨烯及其衍生物的抗菌性,抗菌性的测定方法对比,以及生物安全性评估等内容。研究表明:石墨烯及其衍生物具有良好的抗菌性和生物相容性,同时也是抗菌活性物质的理想载体。通过剂量调控和化学修饰可以保持石墨烯的优越性,同时又避免其诱发生物毒性,拓宽其在生物医学工程领域的研究与应用。     

基于化学气相沉积石墨烯的传感器的研究进展

作为一种二维碳原子层材料,石墨烯(Graphene,G)具有优异且独特的力学、电学、光学和热学等性质,在传感检测等领域具有巨大的发展潜力和广阔的应用前景.基于石墨烯材料的传感器具有灵敏度高、响应快、成本低、稳定性好等优点.化学气相沉积(Chemical vapor deposi-tion,CVD)因其优异的可控性和可扩展性而被认为是制备大面积、高质量石墨烯薄膜的有效方法,而且CVD石墨烯薄膜适用于场效应晶体管的制造工艺,因此被广泛应用于物理、化学和生物等传感领域.本文介绍了近年来CVD石墨烯应用于传感检测领域的研究进展,包括制备技术、转移方法、传感特性以及在物理、化学、生物等传感领域的应用,并简要分析了基于CVD石墨烯的传感器所面临的困难与挑战.     

氧化石墨烯的制备及结构研究进展

氧化石墨烯是一种表面含有丰富的含氧官能团石墨烯衍生物.氧化石墨烯拥有较大的比表面积、良好的亲水性和生物亲和性,被广泛应用于传感器、储能材料、药物载体、催化等领域.本文介绍了近几年氧化石墨烯的制备方法,简述了由Hummers法制备氧化石墨烯的生成机理,主要概括了氧化石墨烯新的结构模型,提出寻找高效绿色的氧化剂是制备氧化石墨烯的关键,确定氧化石墨烯的结构对其表面改性及在复合材料的应用和发展有重要的影响.     

石墨烯衍生物在肿瘤治疗方面的研究进展

石墨烯衍生物是利用氧化石墨烯表面的含氧官能团进行化学修饰而形成的复合炭材料。在兼备石墨烯非凡的物理及化学性质基础上,石墨烯衍生物还具有优良的水溶性和生物相容性,从而拓展了石墨烯的应用领域。综述石墨烯衍生物在肿瘤治疗方面的研究进展,主要包括生物成像、纳米载药及光动力疗法,为其在生物医药领域的进一步应用提供了新方法和新思路。     

石墨烯量子点在生物医学中的研究进展

石墨烯量子点是石墨烯超家族的衍生物,与高维度石墨烯相比,具有良好的生物相容性,较低的细胞毒性及较好的化学修饰性。自发现以来,石墨烯量子点的应用领域被逐渐地拓宽。其中石墨烯量子点的生物应用主要包括生物成像、生物传感器、药物运输、基因载体、抗菌抗病毒及肿瘤的光动力治疗研究等。主要介绍了近几年有关石墨烯量子点生物相容性及其在生物医学研究的进展,并对其发展前景进行了展望。     

石墨烯导热材料研究进展

石墨烯作为一种具有超高热导率的二维纳米材料,在导热领域有着广阔的应用前景.本文综述了石墨烯导热材料的研究进展,介绍了石墨烯本征热导率及其层数、缺陷、边缘情况等对热导率的影响,分析了石墨烯纤维的研究现状及存在的问题,讨论了各类石墨烯导热薄膜(纯石墨烯薄膜/石墨烯杂化薄膜/石墨烯聚合物复合薄膜)热导率的影响因素,归纳总结了各类三维石墨烯导热材料(无规分散石墨烯三维复合材料和特定结构石墨烯三维复合材料)的结构、性能与研究现状,最后指出了目前几种导热材料研究存在的问题并展望了石墨烯未来导热领域的发展方向,尤其是在LED照明、智能手机等高功率、高度集成系统中,石墨烯导热材料有着良好的发展前景.     

石墨烯基纳米复合材料的新进展:结构、合成方法及应用

随着石墨烯研究的发展,将石墨烯与其他物质结合生成复合材料,已经成为该领域的研究热点。由于复合材料各成分之间可以产生协同效应,使得其相关性能得到提高,在诸多领域有着广阔的应用前景。以石墨烯基纳米复合材料为综述对象,详细介绍了制备石墨烯基纳米复合材料的两种新颖方法:气-液界面合成、采用独特的还原剂还原氧化石墨烯。着重介绍了石墨烯-金属氧化物复合材料的制备以及其在气敏传感、生物和智能设备等领域的应用,并展望了A-B-石墨烯三元复合材料的研究前景和发展趋势。     

氧化石墨烯在生物医学领域的应用

氧化石墨烯(GO)是石墨烯的衍生物,具有较高的比表面积和丰富的官能团:底面含羟基和环氧基,边缘含羧基。这些官能团赋予了氧化石墨烯良好的亲水性、分散性和生物相容性,易于修饰和功能化,加之其优良的光学性质,使得氧化石墨烯在生物医学领域具有广阔的应用前景。着重介绍了氧化石墨烯在生物传感器、生物成像、药物/基因传送、光热/光动力治疗、抗菌材料、生物安全性方面的研究现状和进展。     

聚焦石墨烯宏观体的制备技术和应用前景:一维、二维、三维组装结构

独特的二维结构和优异的理化性能使得石墨烯迅速成为物理、化学以及材料等领域的研究热点。近年来,由二维结构的石墨烯组装形成的石墨烯宏观体材料,因具有本征石墨烯固有的理化性能又具有较大实际比表面积、连通的纳米通道以及良好的力学性能,使其在光学器件、电子器件以及环境治理等领域备受关注。结合当前研究热点,主要概述了石墨烯宏观体的制备及其在超级电容器、光电器件以及环境修复与治理等领域中的应用,简要地评述了石墨烯宏观体材料在制备及应用中面临的挑战,初步指出了未来石墨烯宏观体的发展趋势。     

Nafion改性多级孔径石墨烯气凝胶制备与性能研究

通过溶胶-凝胶法制备了孔径小于1 μm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1 μm以内, 远小于传统石墨烯气凝胶材料的孔径(20~100 μm)。这种具有独特结构的石墨烯气凝胶表现出优异的性能, 例如高比表面积, 高孔隙率, 其电化学电容性能相对传统气凝胶提高了约40%。     

Prospects of Supercritical Fluids in Realizing Graphene‐Based Functional Materials

Supercritical‐fluids science and technology predate all the approaches that are currently established for graphene production by several decades in advanced materials design. However, it has only recently been proposed as a plausible approach for graphene processing. Since then, supercritical fluids have emerged into contention as an alternative to existing technologies because of their scalability and versatility in processing graphene materials, which include composites, aerogels, and foams. Here, an overview is presented of such materials prepared through supercritical fluids from an advanced materials science standpoint, with a discussion on their fundamental properties and technological applications. The benefits of supercritical‐fluid processing over conventional liquid‐phase processing are presented. The benefits include not only better performances for advanced applications but also environmental issues associated with the synthesis process. Nevertheless, the limitations of supercritical‐fluid processing are also stressed, along with challenges that are still faced toward the achievement of the great expectations from graphene materials.     

亲油性长链烷基硅烷功能化石墨烯的制备与表征

用十六烷基三甲氧基硅烷在三乙胺存在下处理氧化石墨烯(GO),一步制得长链烷基硅烷功能化石墨烯(FG)。运用傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、X射线光电子能谱(XPS)、X射线衍射(XRD)、原子力显微镜(AFM)和紫外-可见吸收光谱(UV-Vis)等技术对FG的结构与性能进行了测试表征。分析结果表明十六烷基三甲氧基硅烷中的Si—OCH3与GO表面上的OH反应,以Si—O—C连接在石墨烯片层的表面,而GO片层上其它含氧基团大部分被还原脱除,恢复了石墨烯的sp2杂化结构。FG具有很好的油溶性,可稳定分散于N,N-二甲基甲酰胺(DMF)、四氢呋喃、丙酮、苯等有机溶剂中,并且在DMF中的最大分散浓度为1.90mg/mL。AFM的结果显示,FG在DMF中平均厚度约为1.7nm,以单层剥离状态存在。     

氟化石墨烯的制备研究进展

新型碳材料氟化石墨烯以独特的物理、化学性能受到广泛关注,在众多领域具有广阔的应用前景。综述了氟化石墨烯的制备方法,主要介绍以氟化石墨为原料的物理剥离法、使用不同溶剂作为插层剂的化学制备方法,以及以氧化石墨烯、石墨烯作为原料的制备方法,总结了各种制备方法的优缺点,并对未来氟化石墨烯的发展前景进行了展望。     

Cu箔衬底上石墨烯纳米结构制备

采用低压化学气相沉积法(LPCVD)在Cu箔上制备出了单层石墨烯纳米结构,用扫描电子显微镜(SEM)、原子力显微镜(AFM)和拉曼光谱等对其结构和形貌等进行了表征。在此基础上,通过调节生长参数,制备多种形貌的石墨烯结构,着重探索了在生长温度为1000℃、生长时间为2min时,CH4∶H2、生长压强和衬底晶体取向对石墨烯初始形貌的影响规律,石墨烯的形貌主要取决于C的扩散/沉积和H2对石墨烯的刻蚀,当氢气的刻蚀作用占主导地位时,石墨烯为规则的六边形,当C的扩散/沉积占主导作用时,C沿着特定的方向扩散快,形成花状形貌;而背电子散射衍射(EBSD)研究表明,衬底Cu箔的取向对石墨烯形貌的影响不明显,没有观察到衬底取向与石墨烯结构之间的直接联系。     

石墨烯分散液的制备以及应用前景

石墨烯因独特的晶体结构和丰富新奇的光电性能而成为研究前沿和热点。高浓度稳定分散的石墨烯分散液有着巨大的应用前景,可广泛应用于能源存储、电子信息、功能材料等多个领域。但石墨烯纳米片不亲水也不亲油,易发生团聚,难以长时间稳定分散在溶液中。本文分析了石墨烯在不同溶剂中的溶解性,综述了当前国内外一些石墨烯分散液的制备方法和开发前景,指出分子修饰法将是石墨烯分散液功能化制备的发展方向,这为石墨烯分散液的功能化应用提供了重要的参考。     

石墨烯及Ag/石墨烯纳米复合材料的原位合成

选择改进的H ummer方法制备氧化石墨烯;采用硼氢化钠和柠檬酸钠相结合的方法还原氧化石墨制备石墨烯及Ag/石墨烯纳米复合材料,采用拉曼光谱、TEM、SEM、UV-Vis、XRD、FTIR等多种测试手段对其表征,发现硼氢化钠可以还原氧化石墨烯中的边缘缺陷,柠檬酸钠可以剥离氧化石墨烯片层并使银纳米颗粒附着在石墨烯片层上,石墨烯层数较少且随着反应时间的延长,银纳米颗粒的尺寸也会逐渐增大.