氮掺杂石墨烯载金铜催化剂的制备及电催化硼氢化钠氧化

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作者 罗明洪 夏克坚 《化学研究与应用》 北大核心 2025年第6期1595-1602,共8页

以二氰二胺为氮源通过水热法制备了氮掺杂石墨烯(N-rGO),然后通过浸渍还原法制备了氮掺杂石墨烯载金铜催化剂(Au_(x)Cu_(y)/N-rGO)。采用X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、X射线光电子能谱分析(XPS)等测试手段对其形貌和结构进行表... 以二氰二胺为氮源通过水热法制备了氮掺杂石墨烯(N-rGO),然后通过浸渍还原法制备了氮掺杂石墨烯载金铜催化剂(Au_(x)Cu_(y)/N-rGO)。采用X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、X射线光电子能谱分析(XPS)等测试手段对其形貌和结构进行表征,结果表明金属纳米粒子均匀地分布在载体上,平均大小大为4.3nm。利用循环伏安法(CV)、计时电流法(CA)和交流阻抗法(EIS)对催化剂的电化学性能进行了测试,结果表明,合成的催化剂中Au_(2)Cu/N-rGO表现出最优的催化性能,分别是Au_(2)Cu/rGO和Au/N-rGO的1.34和1.07倍,且具有最优的稳定性,在直接硼氢化钠燃料电池领域具有广阔的应用前景。 展开更多

关键词 氮掺杂石墨烯 金铜合金 硼氢化钠 电催化氧化

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氮掺杂石墨烯纤维复合电极合成及其在锌离子电池中的应用研究

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作者 陈霄晗 李小琴 刘文龙 《化学研究与应用》 北大核心 2025年第5期1229-1236,共8页

本文采用改进的Hummers方法合成氧化石墨烯(GO)纳米片,并将其均匀涂覆在棉线表面,通过高温还原制得还原氧化石墨烯(rGO)包覆碳的复合纤维。同时,通过化学气相沉积法在GO中引入氮基团,制备了氮掺杂石墨烯纤维(N-rGO)。N-rGO负极表现出优... 本文采用改进的Hummers方法合成氧化石墨烯(GO)纳米片,并将其均匀涂覆在棉线表面,通过高温还原制得还原氧化石墨烯(rGO)包覆碳的复合纤维。同时,通过化学气相沉积法在GO中引入氮基团,制备了氮掺杂石墨烯纤维(N-rGO)。N-rGO负极表现出优异的电化学性能,在1 A·cm^(-3)电流密度下循环1000 h后仍保持稳定电位,远优于rGO负极。此外,N-rGO负极在4 A·cm^(-3)的高电流密度下依然表现出高稳定性。研究表明:氮掺杂能有效提高电极材料亲锌性,从而诱导稳定的锌沉积行为。 展开更多

关键词 石墨烯 氮掺杂 纤维负极 锌离子电池

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氮掺杂空心碳纳米球嵌入氮掺杂石墨烯负载钯纳米粒子作为甲酸氧化的高效电催化剂 被引量：2

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作者 房越 杨富开 +2 位作者 曲微丽 邓超 王振波 《新型炭材料（中英文）》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2024年第2期321-333,共13页

低成本、高活性、耐久性好的高效电催化剂对直接甲酸燃料电池的应用起着至关重要的作用。本文采用简单经济的方法,研究了以三维层状多孔结构嵌入氮掺杂石墨烯(NG)的氮掺杂空心碳纳米球(NHCN)负载Pd纳米粒子作为直接甲酸燃料电池催化剂... 低成本、高活性、耐久性好的高效电催化剂对直接甲酸燃料电池的应用起着至关重要的作用。本文采用简单经济的方法,研究了以三维层状多孔结构嵌入氮掺杂石墨烯(NG)的氮掺杂空心碳纳米球(NHCN)负载Pd纳米粒子作为直接甲酸燃料电池催化剂。由于具有独特的氮原子掺杂三维互联层状多孔结构,Pd纳米颗粒尺寸较小的Pd/NHCN@NG催化剂具有较大的催化活性表面积、优越的电催化活性、较高的稳态电流密度和较强的抗CO中毒能力,明显超过传统的Pd/C、Pd/NG和Pd/NHCN催化剂对甲酸电氧化的催化性能。通过优化HCN/GO比,当HCN/GO质量比为1∶1时,Pd/NHCN@NG催化剂对甲酸的催化氧化性能最佳,其活性是Pd/C的4.21倍。本工作开发了一种优越的碳基电催化剂载体材料,为燃料电池的发展带来了广阔的应用前景。 展开更多

关键词 甲酸电氧化 氮掺杂中空碳纳米球 氮掺杂石墨烯 载体材料 三维互连层状多孔结构

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基于还原氧化石墨烯-MXene三维气凝胶修饰碳纤维超微电极的一氧化氮检测 被引量：2

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作者 韦相宇 尚翎君 +3 位作者 李振新 于帅群 解琳艳 任琼琼 《分析科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第3期286-292,共7页

一氧化氮(NO)作为人体内重要的二级信使,在多种生理过程中起到关键作用,对其高灵敏度、高选择性的在体检测至关重要。基于电化学方法快速、准确、灵敏度高等优点,本研究提出了基于还原氧化石墨烯-MXene三维复合材料修饰碳纤维超微电极... 一氧化氮(NO)作为人体内重要的二级信使,在多种生理过程中起到关键作用,对其高灵敏度、高选择性的在体检测至关重要。基于电化学方法快速、准确、灵敏度高等优点,本研究提出了基于还原氧化石墨烯-MXene三维复合材料修饰碳纤维超微电极的NO检测方法。利用碳纤维超微电极极小的体积、良好的生物相容性和较高的灵敏度等优点,最大限度的减小电极本身对生物体的刺激和损伤。利用还原氧化石墨烯-MXene复合材料大的比表面积、高电导率、丰富的多孔结构及金纳米材料对NO的高催化性能,聚苯胺和聚邻苯二氨的高导电性和分子过滤性能,提高了电极的灵敏度和选择性。测得NO的线性检测范围为0.11~235.67μmol/L(R^(2)=0.998),检出限(S/N=3)为16.8 nmol/L,灵敏度为0.23 nA/(μmol/L)。该电极对抗坏血酸、多巴胺等体内常见干扰物没有响应,具有较强的抗干扰能力。 展开更多

关键词 一氧化氮 MXene 三维还原氧化石墨烯 碳纤维超微电极

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三维氮磷共掺杂石墨烯的制备及电催化氧还原性能研究 被引量：1

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作者 靳伟诺 秦勇 刘扬 《化工新型材料》 CAS CSCD 北大核心 2024年第9期118-123,128,共7页

氧还原反应(ORR)是燃料电池和金属-空气电池的阴极反应,其缓慢的动力学是目前掣肘燃料电池和金属空气电池发展的主要因素。为了使反应顺利进行,常常需要使用金属(包括贵金属和过渡金属)基催化剂,但这些催化剂存在价格高、稳定性差等缺... 氧还原反应(ORR)是燃料电池和金属-空气电池的阴极反应,其缓慢的动力学是目前掣肘燃料电池和金属空气电池发展的主要因素。为了使反应顺利进行,常常需要使用金属(包括贵金属和过渡金属)基催化剂,但这些催化剂存在价格高、稳定性差等缺陷。非金属原子掺杂的碳基催化剂近年来被认为是一种具有前景的ORR电催化剂。在此,使用单一前驱体磷酸三聚氰胺和氧化石墨烯经水热然后退火制备了三维氮磷共掺杂石墨烯材料(3DNPG)。通过扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)等手段对3DNPG的结构与组成进行了表征。结果表明:3DNPG具有独特的三维网状结构、较大的比表面积(514.38m 2/g),特别是还具有非常高的N(15.53%)和P(6.61%)掺杂量。用作碱性溶液里ORR的催化剂时,其起始电位为0.994V,半波电位为0.817V,极限电流为5.34mA/cm^(2),在48h后电流密度保持率仍维持在99%,因此是一种兼具优异活性和循环稳定性的ORR催化剂,在燃料电池、金属-空气电池等领域具有非常重要的应用价值。 展开更多

关键词 三维石墨烯 氮磷共掺杂石墨烯 氧还原反应 电催化剂

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氮掺杂氧化石墨烯的制备及其对棉织物的负载改性

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作者 闫佳瞳 郭琦 《现代纺织技术》 北大核心 2024年第8期7-14,共8页

为开发具有阻燃、导电复合功能织物,制备了氮掺杂氧化石墨烯,并利用其对棉织物进行负载改性。测试改性前后棉织物的质量增重率、阻燃、表面比电阻及断裂强力、抗弯刚度等服用性能,分析氮掺杂氧化石墨烯负载改性棉织物的可行性。结果表明... 为开发具有阻燃、导电复合功能织物,制备了氮掺杂氧化石墨烯,并利用其对棉织物进行负载改性。测试改性前后棉织物的质量增重率、阻燃、表面比电阻及断裂强力、抗弯刚度等服用性能,分析氮掺杂氧化石墨烯负载改性棉织物的可行性。结果表明:分散液(氮掺杂氧化石墨烯/氧化石墨烯)对棉织物负载改性的最佳质量浓度为6 g/L。在此质量浓度下,改性棉织物的质量增重率、极限氧指数、断裂强力及抗弯刚度均随分散液(氮掺杂氧化石墨烯/氧化石墨烯)负载改性次数的增加而上升,表面比电阻与透气率则随氮掺杂氧化石墨烯负载改性次数的增加而降低。负载改性到达一定次数时,各项性能指标趋于稳定。同时,氮掺杂氧化石墨烯负载改性棉织物的交联稳定性优于氧化石墨烯负载改性棉织物,使得氮掺杂氧化石墨烯负载改性棉织物的质量增重率、极限氧指数、断裂强力与抗弯刚度高于氧化石墨烯负载改性棉织物,表面比电阻与透气率低于氧化石墨烯负载改性棉织物。水洗负载改性7次的改性棉织物,发现水洗4次时的性能指标与未经水洗负载改性1次的性能指标相当。文章发现利用氮掺氧化杂氧化石墨烯负载改性来制备复合功能棉织物具有可行性,为氧化石墨烯材料在功能织物中的应用提供了一定的参考价值。 展开更多

关键词 氮掺杂氧化石墨烯 质量增重率 阻燃 表面比电阻 服用性能

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氮掺杂三维多孔石墨烯的孔隙结构与锌-空气电池氧还原电催化性能的关系 被引量：4

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作者 孙启锋 欧昌锐 +3 位作者 廖亚林 鲍丽施 刘洪波 陈惠 《Journal of Central South University》 SCIE EI CAS CSCD 2023年第5期1490-1511,共22页

氮掺杂石墨烯材料具有高效、低成本的优点,在燃料电池领域有着广阔的应用前景。通过水热法和高温热解法使用石墨相氮化碳(g-C_(3)N_(4))与石墨烯成功制备了含氮三维多孔石墨烯催化剂(H-N-Gr)。石墨相氮化碳(g-C_(3)N_(4))与石墨烯在水... 氮掺杂石墨烯材料具有高效、低成本的优点,在燃料电池领域有着广阔的应用前景。通过水热法和高温热解法使用石墨相氮化碳(g-C_(3)N_(4))与石墨烯成功制备了含氮三维多孔石墨烯催化剂(H-N-Gr)。石墨相氮化碳(g-C_(3)N_(4))与石墨烯在水热过程中通过氢键和π-π共轭键组装成稳定的复合前驱体,可以在不改变热处理石墨烯结构的情况下增加氮原子的掺杂。制备的H-N-Gr具有较高的比表面积(470.3 m^(2)/g),表面有大量催化活性的吡啶氮(25.4%)和石墨化氮(37.3%),具有较强的氧还原反应(ORR)催化活性。此外,制备的H-N-Gr具有比商用铂碳催化剂更强的催化稳定性和甲醇耐受性,其中稳定性超出商用铂碳催化剂19.7%,组装成的锌-空气电池表现出高功率密度(202.90 mW/cm^(2))和快速倍率性能。本研究为制备高性能ORR无金属催化剂提供了一种简单实用的方法。 展开更多

关键词 燃料电池 氧还原反应 石墨相氮化碳 氮掺杂石墨烯 锌空气电池

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掺杂Ba^(2+)改善锌铁氧体/还原氧化石墨烯的吸附性能和磁性能（英文） 被引量：2

8

作者 费鹏 乔俊 +3 位作者 霍金仙 刘建红 钟明 苏碧桃 《新型炭材料》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2017年第5期402-410,共9页

以Ba^(2+)、Fe^(3+)、Zn^(2+)和氧化石墨烯(GO)为原料,采用一步溶剂热法制备了Ba^(2+)掺杂的锌铁氧体/还原氧化石墨烯(Ba^(2+)-ZF/rGO)磁性吸附剂材料。在反应过程中,实现了Ba^(2+)掺杂锌铁氧体(Ba^(2+)-ZF)的合成、GO的还原以及两相的... 以Ba^(2+)、Fe^(3+)、Zn^(2+)和氧化石墨烯(GO)为原料,采用一步溶剂热法制备了Ba^(2+)掺杂的锌铁氧体/还原氧化石墨烯(Ba^(2+)-ZF/rGO)磁性吸附剂材料。在反应过程中,实现了Ba^(2+)掺杂锌铁氧体(Ba^(2+)-ZF)的合成、GO的还原以及两相的复合等过程的同步进行,一步合成了Ba^(2+)-ZF/rGO复合材料。实验结果表明,无机粒子均匀地分散在还原氧化石墨烯(r GO)基底上,且无团聚现象。Ba^(2+)-ZF/rGO复合材料对染料分子具有优异的吸附性能,且吸附过程符合准二级动力学模型。特别地,Ba^(2+)、Fe^(2+)(来源于Fe^(3+)的还原)的引入极大地改善了复合材料的磁性能,显示出了良好的磁分离性。因此,本实验合成的Ba^(2+)-ZF/rGO复合材料是一种高效且具有良好磁分离性的吸附剂材料。 展开更多

关键词 Ba2+掺杂锌铁氧体还原氧化石墨烯 一步溶剂热法 磁性能 吸附性能

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氮掺杂石墨烯用于碱性燃料电池产过氧化氢 被引量：1

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作者 严祥辉 蒙紫薇 +1 位作者 李维勇 刘佳 《现代化工》 CAS CSCD 北大核心 2017年第5期62-66,共5页

以天然石墨(G)为原料,苯胺为含氮前驱体,采用Hummers法、原位引发苯胺聚合以及在氮气中高温热处理制备了氮掺杂石墨烯(N-G)。借助X射线衍射(XRD)、傅里叶转换红外光谱(FT-IR)、透射电子显微镜(TEM)、低温氮气吸脱附(BET)、热分析方法(TG... 以天然石墨(G)为原料,苯胺为含氮前驱体,采用Hummers法、原位引发苯胺聚合以及在氮气中高温热处理制备了氮掺杂石墨烯(N-G)。借助X射线衍射(XRD)、傅里叶转换红外光谱(FT-IR)、透射电子显微镜(TEM)、低温氮气吸脱附(BET)、热分析方法(TG-DSC)和电化学测试等手段对N-G的组成、结构、形貌和电化学性能等进行表征分析和评价。结果表明,在氮气中高温热处理聚苯胺修饰的氧化石墨烯(GO)能够有效地对其进行还原和氮掺杂,获得的N-G具有微孔结构,比表面积达到167.6 m^2/g,显示出高的热稳定性;在三电极体系中,N-G在0.1 mol/L KOH中催化氧气还原反应(ORR)的起始电势为0.89 V,主要以2电子反应途径进行,生成H_2O_2的选择性达到75%~95%,并且产生的电流密度较大。 展开更多

关键词 氮掺杂石墨烯 聚苯胺 氧还原反应 碱性燃料电池 过氧化氢

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氮掺杂石墨烯修饰电极的制备及对鸟嘌呤的电催化氧化 被引量：4

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作者 郑波 《分析科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2012年第6期780-784,共5页

采用高温热退火方法制备了氮掺杂的石墨烯,并制备了氮掺杂石墨烯修饰玻碳电极(NG/GCE),研究其对鸟嘌呤的电催化氧化作用。实验考察了溶液pH值、扫速、鸟嘌呤浓度的影响。结果表明,鸟嘌呤在NG/GCE上的氧化是不可逆过程,修饰电极可以增强... 采用高温热退火方法制备了氮掺杂的石墨烯,并制备了氮掺杂石墨烯修饰玻碳电极(NG/GCE),研究其对鸟嘌呤的电催化氧化作用。实验考察了溶液pH值、扫速、鸟嘌呤浓度的影响。结果表明,鸟嘌呤在NG/GCE上的氧化是不可逆过程,修饰电极可以增强鸟嘌呤在电极表面的吸附,对鸟嘌呤具有很好的电催化氧化性能,降低了鸟嘌呤氧化电位。在pH=7.0的磷酸盐缓冲溶液中检测鸟嘌呤,其氧化峰电流在5.0×10-6～1.0×10-4 mol/L浓度范围内呈良好的线性关系,检出限(3σ)为1.0×10-6 mol/L。 展开更多

关键词 石墨烯 氮掺杂 鸟嘌呤 电催化氧化

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氮掺杂还原氧化石墨烯负载铂催化剂的制备及甲醇电氧化性能 被引量：7

11

作者 王丽 马俊红 《物理化学学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2014年第7期1267-1273,共7页

采用高温热解聚苯胺修饰的氧化石墨烯(PANI-GO),得到了氮掺杂的还原氧化石墨烯碳材料(N-RGO),以其负载Pt制备了Pt/N-RGO纳米结构电催化剂.采用透射电镜(TEM)、X射线光电子能谱(XPS)、X射线衍射(XRD)谱及拉曼光谱等技术对N-RGO和Pt/N-RG... 采用高温热解聚苯胺修饰的氧化石墨烯(PANI-GO),得到了氮掺杂的还原氧化石墨烯碳材料(N-RGO),以其负载Pt制备了Pt/N-RGO纳米结构电催化剂.采用透射电镜(TEM)、X射线光电子能谱(XPS)、X射线衍射(XRD)谱及拉曼光谱等技术对N-RGO和Pt/N-RGO的形貌及结构进行了表征,用循环伏安、计时电流等电化学技术研究了Pt/N-RGO电极催化剂对CO溶出反应和甲醇电氧化反应的催化性能.结果表明:高温热解PANIGO可同时实现GO的还原及其氮掺杂的过程,氮掺杂引起还原氧化石墨烯碳材料表面缺陷结构和导电性的增加;与相应的未掺杂氮样品Pt/RGO相比较,Pt/N-RGO样品上Pt颗粒的分散更均匀,显示出更强的抗CO毒化能力和更高的甲醇电氧化催化活性及稳定性. 展开更多

关键词 聚苯胺 还原氧化石墨烯 氮掺杂 铂电催化剂 甲醇氧化

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氮掺杂石墨烯负载八面体氧化亚铜复合材料的制备及其电催化性能 被引量：3

12

作者 李月华 张蓉 +1 位作者 姜孟秀 王文洋 《化工进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第9期3316-3322,共7页

采用改良的Hummers方法制备出氧化石墨烯(GO),接着利用氮气流通过浓氨水将氨气载入管式炉中,与氧化石墨烯混合。在此过程中,氧化石墨烯表面的含氧官能团发生分解、脱离形成活性中心,与浓氨水发生相互作用,从而实现氮的掺杂,同时氧化石... 采用改良的Hummers方法制备出氧化石墨烯(GO),接着利用氮气流通过浓氨水将氨气载入管式炉中,与氧化石墨烯混合。在此过程中,氧化石墨烯表面的含氧官能团发生分解、脱离形成活性中心,与浓氨水发生相互作用,从而实现氮的掺杂,同时氧化石墨烯在高温下被还原成石墨烯,最终形成氮掺杂石墨烯N-rGO。采用化学沉淀法将N-rGO与硫酸铜溶液混合,在还原剂水合肼的作用下八面体氧化亚铜被负载到氮掺杂石墨烯上形成复合材料Cu_2O-N-rGO。通过XRD、SEM和XPS手段对其进行表征分析,结果表明氮原子在石墨烯骨架上以吡咯氮、吡啶氮和石墨氮的形式存在,形成的八面体氧化亚铜被均匀地负载到N-rGO表面。采用循环伏安法和计时电流法对该复合材料Cu_2O-N-rGO的催化性能进行测试,实验结果表明,合成的复合材料Cu_2O-N-rGO对葡萄糖和过氧化氢有良好的催化性能。 展开更多

关键词 电化学 催化 纳米粒子 氮掺杂石墨烯 八面体氧化亚铜 葡萄糖 过氧化氢

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基于内嵌钴/氮掺杂多孔碳三维石墨烯笼的抗团聚高效氧还原电催化剂 被引量：5

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作者 修陆洋 于梦舟 +2 位作者 杨鹏举 王治宇 邱介山 《电化学》 CAS CSCD 北大核心 2018年第6期715-725,共11页

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... 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,金属有机骨架化合物ZIF-67衍生的钴/氮掺杂多孔碳纳米结构是催化氧还原反应的活性中心,包覆其外的三维石墨烯笼不仅可在钴/氮掺杂碳纳米结构之间构建连续的三维载流子传导网络,且可高效抑制其在催化剂制备与电化学反应过程中的团聚与活性损失.在碱性电解液中,此类非贵金属催化剂表现出可与铂基催化剂媲美的氧还原反应活性和优异的稳定性. 展开更多

关键词 氧还原反应 电催化剂 钴/氮掺杂碳 三维石墨烯 喷雾干燥

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氮掺杂石墨烯/多酚氧化酶修饰电极检测苯酚 被引量：4

14

作者 李晓霞 朴金花 梁振兴 《化学研究与应用》 CAS CSCD 北大核心 2019年第7期1306-1312,共7页

制备了基于氮掺杂石墨烯的多酚氧化酶修饰电极,并将其应用于苯酚的检测。首先利用改进的Hummers方法制备氧化石墨,然后以聚苯胺为氮源,采用水热还原法制备了氮掺杂石墨烯材料,采用扫描电子显微镜、原子力显微镜对制备得到的氮掺杂石墨... 制备了基于氮掺杂石墨烯的多酚氧化酶修饰电极,并将其应用于苯酚的检测。首先利用改进的Hummers方法制备氧化石墨,然后以聚苯胺为氮源,采用水热还原法制备了氮掺杂石墨烯材料,采用扫描电子显微镜、原子力显微镜对制备得到的氮掺杂石墨烯进行微观结构表征。将制备得到的氮掺杂石墨烯与多酚氧化酶复合,利用戊二醛交联的方法制备酶修饰电极,采用循环伏安法、差示脉冲伏安法等电化学方法研究了该酶修饰电极的电化学性能及最优运行条件,结果表明在pH值为6.5时酶修饰电极性能最优;该酶修饰电极对苯酚的检出限为1.21×10^-6 mol·L^-1(S/N=3),线性检测范围为2×10^-5~7.7×10^-4 mol·L^-1。同时,该酶修饰电极具有很好的抗干扰性能,可用于水中苯酚含量的检测。 展开更多

关键词 酶修饰电极 多酚氧化酶 氮掺杂石墨烯 苯酚

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氮掺杂氧化石墨烯对HMX热分解性能的影响 被引量：10

15

作者 张婷 郭雨 +2 位作者 李瑶瑶 郭兆琦 马海霞 《火炸药学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第4期346-351,共6页

为研究氮掺杂氧化石墨烯对环四亚甲基四硝胺(HMX)热分解性能的影响,采用Hummer法制备出氧化石墨烯(GO),然后以尿素为氮源,通过水热还原法得到一种氮掺杂氧化石墨烯(N-GO);采用X-射线粉末衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、X-射线光电... 为研究氮掺杂氧化石墨烯对环四亚甲基四硝胺(HMX)热分解性能的影响,采用Hummer法制备出氧化石墨烯(GO),然后以尿素为氮源,通过水热还原法得到一种氮掺杂氧化石墨烯(N-GO);采用X-射线粉末衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、X-射线光电子能谱仪(XPS)及傅里叶红外光谱仪(FT-IR)对其结构进行了表征,并将其复合到HMX中得到N-GO/HMX,采用差示扫描量热法研究了氮掺杂氧化石墨烯对HMX的催化热分解作用。结果表明,氮掺杂氧化石墨烯对HMX的热分解催化活性比未掺杂的石墨烯好,可使HMX的放热分解温度从283.16℃提前至281.96℃,表观活化能从514.61kJ/mol降至484.36kJ/mol,指前因子从1046.86s^-1降至1044.05s^-1。这是源于N原子掺杂进入石墨烯骨架后,引入未配对的电子对,从而增加了石墨烯表面电荷密度和可参与反应的活性位点,进而促进HMX的分解。 展开更多

关键词 分析化学 氮掺杂石墨烯 催化活性 水热还原法 HMX 氧化石墨烯

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氮掺杂石墨烯/四氧化三铁复合物负载含硫氮杂钴卟啉光催化降解有机污染物 被引量：3

16

作者 操兰 杨昌军 +1 位作者 邓克俭 张丙广 《化学与生物工程》 CAS 2018年第5期16-19,25,共5页

将四羟甲基四(1,4-二噻)四氮杂钴卟啉[Co Pz(hmdtn)4]负载在氮掺杂石墨烯/四氧化三铁(N-graphene/Fe_3O_4)复合物上制备了复合催化剂N-graphene/Fe_3O_4/Co Pz(hmdtn)4,利用XRD、TEM和IR等对其进行了表征,并考察了复合催化剂的光催化... 将四羟甲基四(1,4-二噻)四氮杂钴卟啉[Co Pz(hmdtn)4]负载在氮掺杂石墨烯/四氧化三铁(N-graphene/Fe_3O_4)复合物上制备了复合催化剂N-graphene/Fe_3O_4/Co Pz(hmdtn)4,利用XRD、TEM和IR等对其进行了表征,并考察了复合催化剂的光催化性能,以及加入不同活性物种的猝灭剂对其光催化活性的影响。结果表明,复合催化剂N-graphene/Fe_3O_4/Co Pz(hmdtn)4具有较好的光催化性能,在以氙灯作为光源模拟太阳光的条件下,光照8 h可使有机染料罗丹明B(Rh B)的降解率达到92%;空穴(h+)、羟基自由基(·OH)、超氧负离子自由基(O_2^-·)和单线态氧(1O_2)是此光催化过程中的主要活性物种。 展开更多

关键词 含硫氮杂钴卟啉 氮掺杂石墨烯 四氧化三铁 光催化

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固相剪切磨盘碾磨法制备四氧化三铁/氮掺杂石墨烯复合材料及其在锂离子电池中的应用 被引量：3

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作者 王青福 刘新刚 +1 位作者 康文彬 张楚虹 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第21期3689-3696,共8页

固相剪切磨盘碾磨法是一种基于全固相反应、不同于传统球磨方法制备微纳米基功能复合材料的新方法。本文以石墨和纳米四氧化三铁为原料,三聚氰胺为氮掺杂剂,采用固相剪切磨盘碾磨法,成功制备了四氧化三铁/氮掺杂石墨烯复合材料(Fe_3O_4/... 固相剪切磨盘碾磨法是一种基于全固相反应、不同于传统球磨方法制备微纳米基功能复合材料的新方法。本文以石墨和纳米四氧化三铁为原料,三聚氰胺为氮掺杂剂,采用固相剪切磨盘碾磨法,成功制备了四氧化三铁/氮掺杂石墨烯复合材料(Fe_3O_4/N-G)。通过X射线衍射(XRD)、拉曼光谱(RM)、透射电镜(TEM)、X射线光电子能谱(XPS)、比表面积(BET)测试和电化学测试对样品结构、形貌和电化学性能进行表征。测试结果显示:该方法能够在将石墨剥离成少数层石墨烯的同时,实现石墨烯的氮掺杂以及与Fe_3O_4的均匀复合,最终制得Fe_3O_4/N-G复合材料;将该复合材料作为锂离子电池负极材料,表现出优异的循环稳定性,在100mA·g-1的电流密度下经过100次循环后,Fe_3O_4/N-G可逆比容量保持在869 mAh·g-1,远高于纯Fe_3O_4的78mAh·g-1。该方法为制备石墨烯基复合电极材料提供了绿色环保、简便易行的新方法。 展开更多

关键词 四氧化三铁/氮掺杂石墨烯复合材料 固相剪切磨盘碾磨 锂离子电池

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三维氮掺杂石墨烯对水中铅和镉的吸附 被引量：4

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作者 陈海玲 宋昕鸿 +1 位作者 赵婷婷 陈曦 《分析测试学报》 CAS CSCD 北大核心 2015年第12期1348-1353,共6页

采用多巴胺(DA)作为还原剂和功能化试剂,进行了氧化石墨烯的功能化,制备了三维结构的氮掺杂石墨烯材料(rGO-DA)。与还原性氧化石墨烯(rGO)对比,rGO-DA具有更大的吸附容量。rGO-DA对Pb^(2+)和Cd^(2+)的吸附容量分别为91.4,43.5 mg/g。考... 采用多巴胺(DA)作为还原剂和功能化试剂,进行了氧化石墨烯的功能化,制备了三维结构的氮掺杂石墨烯材料(rGO-DA)。与还原性氧化石墨烯(rGO)对比,rGO-DA具有更大的吸附容量。rGO-DA对Pb^(2+)和Cd^(2+)的吸附容量分别为91.4,43.5 mg/g。考察了吸附时间、pH值、初始浓度对Pb^(2+)和Cd^(2+)吸附效果的影响。结果表明,rGO-DA对Pb^(2+)和Cd^(2+)吸附达到平衡的时间为120 min,最佳pH值为5.0。在Pb^(2+)和Cd^(2+)初始浓度小于30μg/m L时,二者的吸附去除率分别为100%和87.7%。在吸附Pb^(2+),Cd^(2+)后,rGO-DA可轻松从水体中移除。用HCl脱附,循环使用3次后,rGO-DA对Pb^(2+)和Cd^(2+)的吸附容量无明显变化,可再生并重复使用。 展开更多

关键词 三维石墨烯 铅 镉 氮掺杂

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硫、氮共掺杂三维石墨烯的全固态超级电容器 被引量：3

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作者 王钰琢 李刚 《化工进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第4期1974-1982,共9页

石墨烯以其超高导电性和超大比表面的独特优势常被应用于对称超级电容器的电极材料,然而二维石墨烯纳米片层间的范德华力容易导致片层堆叠。并且水溶液作为电解质组装的超级电容器在充电过程中可能发生水分解反应导致充电电压受限从而... 石墨烯以其超高导电性和超大比表面的独特优势常被应用于对称超级电容器的电极材料,然而二维石墨烯纳米片层间的范德华力容易导致片层堆叠。并且水溶液作为电解质组装的超级电容器在充电过程中可能发生水分解反应导致充电电压受限从而极大地降低它的能量密度。基于此,本研究采用水热法制备了硫、氮共掺杂的三维石墨烯气凝胶电极材料,研究了石墨烯材料的微观形貌、表面化学性质及水热反应时间对材料电化学性能的影响。结果表明:S,N-rGO-2具有发达的孔结构和高含量的杂原子。在5mV/s的扫描速率下比电容高达358.5F/g,使用固态电解质组装的全固态超级电容器充电电压可以达到1.8V,在1A/g的电流密度下比电容高达118.3F/g,能量密度达到14.9Wh/kg,并且10000次充/放电后的比电容保留率和库仑效率均接近100%。S,N-rGO-2表现出优异的双电层电容性能,可作为有潜力的超级电容器电极材料。 展开更多

关键词 三维石墨烯气凝胶 硫、氮共掺杂 全固态超级电容器 高能量密度 高稳定性

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Co_3O_4/氮掺杂三维石墨烯材料制备及电容性能 被引量：1

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作者 严喜样 王艳素 马志领 《电源技术》 CAS 北大核心 2019年第5期842-844,848,共4页

通过两步法制备Co_3O_4/氮掺杂三维石墨烯,先使用不同pH的NH_3-NH_4^+缓冲溶液制得前驱体,之后煅烧前驱体制得复合材料。电化学测试结果表明,在pH=9.75时制备的复合材料电化学性能最好,在电流密度为1 A/g下的比电容值为630.6 F/g,电流... 通过两步法制备Co_3O_4/氮掺杂三维石墨烯,先使用不同pH的NH_3-NH_4^+缓冲溶液制得前驱体,之后煅烧前驱体制得复合材料。电化学测试结果表明,在pH=9.75时制备的复合材料电化学性能最好,在电流密度为1 A/g下的比电容值为630.6 F/g,电流密度增大到2 A/g时,电容保持率为87%,经过1 000次充放电测试后,电容保持率仍高达87%,且材料内阻小于1Ω。XRD和SEM测试表明,复合材料为非晶形材料且呈蜂窝状结构。 展开更多

关键词 Co3O4/氮掺杂三维石墨烯 NH3-NH4+缓冲溶液 超级电容器性能

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