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吡咯氮掺杂还原氧化石墨烯泡沫活化过二硫酸钠去除双酚A 被引量：1
1
作者 左怡丹 龙俊宏 +6 位作者 宋洁 和丽金 金华蕾 夏丽红 石苗 罗利军 戴建辉 《陕西师范大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2024年第1期16-28,共13页
以吡咯为氮源,通过水热-冷冻干燥法制备易回收的氮掺杂还原氧化石墨烯泡沫(nitrogen doped reduced graphene oxide foam,N-RGF),并用于活化过二硫酸盐(peroxodisulfate,PDS)去除双酚A(bisphenol A,BPA)。利用扫描电子显微镜、X射线衍... 以吡咯为氮源,通过水热-冷冻干燥法制备易回收的氮掺杂还原氧化石墨烯泡沫(nitrogen doped reduced graphene oxide foam,N-RGF),并用于活化过二硫酸盐(peroxodisulfate,PDS)去除双酚A(bisphenol A,BPA)。利用扫描电子显微镜、X射线衍射、光电子能谱、傅里叶变换红外光谱、BET比表面积和热重分析等技术对材料的结构进行表征和分析,探究溶解性有机质和无机离子对材料性能的影响。结果表明,以吡咯为氮源制备的N-RGF材料具有孔道较小且分布均匀(2~3.5μm)、比表面积大(90.029 m^(2)/g)、孔体积大(0.5417 cm^(3)/g)、石墨相氮含量高(4.3%)和弹性好等优点。N-RGF活化PDS降解BPA的动力学速率常数(0.00835 min^(-1))是RGF(0.00142 min^(-1))的5.88倍,且水中溶解性有机质和无机离子对N-RGF活化PDS降解BPA基本没有影响。活性物种捕获实验和电子顺磁共振检测结果显示单线态氧(^(1)O_(2))是N-RGF活化PDS降解BPA的主要活性物种。SPE-UHPLC-MS(solid phase extraction combined with ultra-high-performance liquid chromatography-mass spectrometry)中间体检测结果显示有10个中间体,提出了可能的降解途径,且通过MCF-7细胞活力测试发现降解过程产物的雌激素活性基本消除。 展开更多
关键词 双酚A 吡咯 石墨相氮 还原氧化石墨烯泡沫 过二硫酸盐活化
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氮掺杂还原氧化石墨烯泡沫吸附/活化过硫酸盐协同去除双酚A的研究 被引量：6
2
作者 和丽金 龙俊宏 +6 位作者 金华蕾 左怡丹 宋洁 夏丽红 石苗 罗利军 戴建辉 《中国环境科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第3期1107-1121,共15页
利用氧化石墨烯和氨水为原料,采用水热法-冷冻干燥技术制备了易回收氮掺杂还原氧化石墨烯泡沫(N-RGF)催化剂,通过SEM,XRD,XPS,FT-IR,BET和TG等手段对催化剂结构和表面物理化学性质进行表征和分析.利用N-RGF通过吸附/活化过二硫酸盐(PDS... 利用氧化石墨烯和氨水为原料,采用水热法-冷冻干燥技术制备了易回收氮掺杂还原氧化石墨烯泡沫(N-RGF)催化剂,通过SEM,XRD,XPS,FT-IR,BET和TG等手段对催化剂结构和表面物理化学性质进行表征和分析.利用N-RGF通过吸附/活化过二硫酸盐(PDS)降解协同去除双酚A(BPA),优化了其制备条件,并探讨去除机理.结果表明,N-RGF为网状三维结构,孔径约为1~5μm,最优条件为180℃水热反应20h,氮掺杂量为6%.制备的N-RGF降解BPA速率是RGF的4.88倍.活性物种捕获实验和电子顺磁共振(EPR)研究结果显示单线态氧(^(1)O_(2))是N-RGF活化PDS降解BPA的主要活性物种.HPLC-MS检测了降解过程的中间体,并提出了可能的降解途径.MCF-7雌激素活性测试结果显示N-RGF通过吸附/活化PDS可有效消除母体的雌激素活性而不产生雌激素活性更强的中间体. 展开更多
关键词 双酚A 氮掺杂还原氧化石墨烯泡沫 过二硫酸盐 活化 吸附
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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
3
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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氮掺杂还原氧化石墨烯/四氧化三钴双功能催化剂的制备及表征 被引量：12
4
作者 王昱 李津 +1 位作者 吴茂琪 刘皓 《无机化学学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2020年第5期802-810,共9页
采用尿素作为氮源,通过热退火法制备氮掺杂还原氧化石墨烯,然后以乙酰丙酮钴作为钴源通过水热法制备氮掺杂还原氧化石墨烯/四氧化三钴杂化纳米片作为催化氧还原和氧析出反应的双功能催化剂。利用扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(T... 采用尿素作为氮源,通过热退火法制备氮掺杂还原氧化石墨烯,然后以乙酰丙酮钴作为钴源通过水热法制备氮掺杂还原氧化石墨烯/四氧化三钴杂化纳米片作为催化氧还原和氧析出反应的双功能催化剂。利用扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、X射线电子能谱仪(XPS)等对其进行形貌结构表征,通过旋转圆盘电极等电化学测试对其电催化性能进行分析,可以看出该催化剂具有良好的氧还原和氧析出催化性能。 展开更多
关键词 物理化学 双功能催化剂 电化学 石墨烯 氧化还原化学
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光还原法合成Pt/Fe_(2)O_(3)/氮掺杂还原氧化石墨烯催化剂及其抗烧结性能 被引量：1
5
作者 李志慧 王云鹏 +5 位作者 符婉琳 朱明芸 柴蕴玲 吴敏 孙岳明 代云茜 《无机化学学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2022年第1期73-83,共11页
采用静电纺丝法获得的多孔Fe_(2)O_(3)纳米棒与氮掺杂还原氧化石墨烯(N⁃RGO)的复合材料作为载体,通过光还原法成功制备清洁、高活性的Pt/Fe_(2)O_(3)/N⁃RGO催化剂,并进一步研究其中的光还原反应机理和催化剂的抗烧结性能。研究结果表明... 采用静电纺丝法获得的多孔Fe_(2)O_(3)纳米棒与氮掺杂还原氧化石墨烯(N⁃RGO)的复合材料作为载体,通过光还原法成功制备清洁、高活性的Pt/Fe_(2)O_(3)/N⁃RGO催化剂,并进一步研究其中的光还原反应机理和催化剂的抗烧结性能。研究结果表明,在可见光照射下,Fe_(2)O_(3)对光的强吸收作用促使光生电子和空穴的产生,N⁃RGO有效延长光生载流子的寿命,使得电子从O^(2-)转移到Fe^(3+)。Fe_(2)O_(3)/N⁃RGO中部分还原的Fe^(2+)具有较强的还原能力,可使PtCl_(6)^(2-)在Fe_(2)O_(3)表面还原并迅速成核,生长为粒径约2.13 nm的Pt纳米颗粒。此外,甲醇作为空穴清除剂可以快速有效地消耗掉扩散到载体表面的光生空穴,使导带中积累的电子与PtCl_(6)^(2-)发生还原反应,从而提高Pt纳米颗粒的光还原速率。电纺Fe_(2)O_(3)纳米棒独特的粗糙表面为Pt纳米颗粒异相成核提供了大量活性位点。富含点缺陷的N⁃RGO片层能缩短Fe_(2)O_(3)的光生载流子扩散路径,提高光沉积的效率;同时,其特征褶皱结构可以作为物理屏障,防止Pt纳米颗粒聚集。得益于金属与载体间的强相互作用,在500℃高温老化后,Pt纳米颗粒仍能维持较小的尺寸(2.67 nm),表现出优良的抗烧结性能。在对硝基苯酚加氢反应中,Pt/Fe_(2)O_(3)/N⁃RGO在400℃老化后仍具有高达22.2 L·g^(-1)·s^(-1)的反应速率常数,约为老化前的1.6倍。 展开更多
关键词 静电纺丝 光沉积 Fe_(2)O_(3) PT 还原氧化石墨烯
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部分氮掺杂还原氧化石墨烯的制备及电化学性能研究 被引量：3
6
作者 林涛 蔺家成 +2 位作者 蔡雪 魏潇瑶 殷学风 《化工新型材料》 CAS CSCD 北大核心 2022年第7期99-104,共6页
以氧化鳞片石墨为原料,在阴离子表面活性剂十二烷基苯磺酸钠(SDBS)分散作用下,再以丙氨酸为还原剂和氮掺杂剂,通过水热法制备了部分还原N掺杂还原氧化石墨烯。结果表明:当使用水热法来还原氧化石墨烯或氧化石墨烯-SDBS时,氧化石墨烯中... 以氧化鳞片石墨为原料,在阴离子表面活性剂十二烷基苯磺酸钠(SDBS)分散作用下,再以丙氨酸为还原剂和氮掺杂剂,通过水热法制备了部分还原N掺杂还原氧化石墨烯。结果表明:当使用水热法来还原氧化石墨烯或氧化石墨烯-SDBS时,氧化石墨烯中的羰基和环氧基与丙氨酸上的氨基发生反应,引入的氮原子以吡啶N、吡咯N和石墨烯N这3种不同的形式连接到石墨烯网络上。电化学测试表明该材料有良好的离子转移性能,且在1A/g的电流密度下,质量比电容为85.98F/g。 展开更多
关键词 石墨烯 氨基酸 氮掺杂 电极材料 电化学性能
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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
7
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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烷基化还原氧化石墨烯的多层界面润滑特性研究
8
作者 王固霞 徐海明 《应用化工》 北大核心 2025年第4期952-957,共6页
为解决机械磨损引起的能源损耗问题,通过共价作用将还原氧化石墨烯(rGO)与十二烷基三乙氧基硅烷、十六烷基三乙氧基硅烷和十八烷基三乙氧基硅烷进行烷基化,制备了不同链长的烷基化还原氧化石墨烯[rGO-C(N),N=12、16、18]。结果表明,rGO-... 为解决机械磨损引起的能源损耗问题,通过共价作用将还原氧化石墨烯(rGO)与十二烷基三乙氧基硅烷、十六烷基三乙氧基硅烷和十八烷基三乙氧基硅烷进行烷基化,制备了不同链长的烷基化还原氧化石墨烯[rGO-C(N),N=12、16、18]。结果表明,rGO-C(16)在15#工业白油中具有良好的分散稳定性。在多种负载条件下,rGO-C(16)展现出优异的摩擦学性能。其中,在400 N条件下,与15#工业白油相比,其摩擦系数和磨斑直径分别降低了38.0%和17.0%。 展开更多
关键词 还原氧化石墨烯 滑动磨损 分散稳定性 界面润滑
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还原氧化石墨烯包覆钛酸锂复合材料的制备及其电化学性能研究 被引量：1
9
作者 刘航 秦龙威 +3 位作者 徐振凯 蔺多佳 张剑峰 夏鑫 《化工新型材料》 北大核心 2025年第2期182-186,共5页
为了得到循环稳定性和倍率性能优异的钛酸锂(LTO)负极材料,将质量浓度不同的氧化石墨烯与LTO材料进行物理混合,再通过热处理方法制备出还原氧化石墨烯包覆钛酸锂(LTO@rGO)复合材料。通过X射线粉末衍射仪、拉曼光谱仪、X射线光电子能谱... 为了得到循环稳定性和倍率性能优异的钛酸锂(LTO)负极材料,将质量浓度不同的氧化石墨烯与LTO材料进行物理混合,再通过热处理方法制备出还原氧化石墨烯包覆钛酸锂(LTO@rGO)复合材料。通过X射线粉末衍射仪、拉曼光谱仪、X射线光电子能谱仪、扫描电子显微镜和电化学工作站对复合材料的晶体结构、形貌和电化学性能进行表征和测试。结果表明:氧化石墨烯质量浓度为2mg/mL时,在电流密度为1C条件下,LTO@rGO复合材料初始比容量为168mAh/g,经过50次循环后容量为165.2mAh/g,具有优异的电化学性能。 展开更多
关键词 钛酸锂 还原氧化石墨烯 表面改性 电化学性能
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抗坏血酸和单宁酸进行氧化石墨烯的还原和特性研究
10
作者 黄天文 王婧 +4 位作者 谭磊 郝燕 杨卉 杨慧敏 马力通 《化工新型材料》 北大核心 2025年第1期120-124,共5页
分别采用绿色还原剂抗坏血酸(AA)和单宁酸(TA)对氧化石墨烯(GO)进行还原,制得还原氧化石墨烯(RGO)和TA修饰的还原氧化石墨烯(RGOA)。通过对RGO和RGOA进行表征和测试。结果表明:在水溶液体系中AA和TA均可有效地还原GO。制得的RGO和RGOA... 分别采用绿色还原剂抗坏血酸(AA)和单宁酸(TA)对氧化石墨烯(GO)进行还原,制得还原氧化石墨烯(RGO)和TA修饰的还原氧化石墨烯(RGOA)。通过对RGO和RGOA进行表征和测试。结果表明:在水溶液体系中AA和TA均可有效地还原GO。制得的RGO和RGOA形貌、亲水性和导电性存在显著区别:RGO为具有较大比表面积且碎裂、无序固体结构,电导率显著提高,与RGOA相比还原程度更高,但亲水性较差;RGOA则由于TA的多酚羟基的引入,呈现为膨胀卷曲絮状结构,电导率有所提升,亲水性得到了明显的改善。 展开更多
关键词 还原氧化石墨烯 化学还原 抗坏血酸 单宁酸
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基于氮掺杂石墨烯量子点的便携式猪肉新鲜度实时荧光检测系统研究
11
作者 史策 侯梦园 +3 位作者 杨信廷 吉增涛 许倩 郭东起 《农业机械学报》 北大核心 2025年第4期512-521,共10页
提出了一种新型的便携式实时荧光检测系统,旨在实现生鲜猪肉新鲜度的实时检测。该系统主要由两大部分组成:氮掺杂石墨烯量子点(N-GQDs)荧光纳米材料的研究和便携式荧光检测装置的创制。通过透射电子显微镜、傅里叶变换红外光谱和X射线... 提出了一种新型的便携式实时荧光检测系统,旨在实现生鲜猪肉新鲜度的实时检测。该系统主要由两大部分组成:氮掺杂石墨烯量子点(N-GQDs)荧光纳米材料的研究和便携式荧光检测装置的创制。通过透射电子显微镜、傅里叶变换红外光谱和X射线光电子能谱等技术对N-GQDs形貌、结构和表面官能团进行分析,证实N-GQDs被成功合成;探讨了N-GQDs的光学特性,证明了N-GQDs对胺类物质具有优异的灵敏度和选择性;通过响应机理分析,表明N-GQDs与NH_(3)之间产生了静态猝灭效应。便携式荧光传感器检测装置包括硬件设计和软件设计,主要包含5个模块,分别是光源激发模块、荧光检测模块、温湿度检测模块、无线通讯模块和阈值报警模块;通过无线通讯模块将检测数据实时传输至手机APP和上位机,实现了数据的可视化和存储。将N-GQDs荧光纳米材料与便携式荧光检测装置结合开发了便携式实时荧光猪肉新鲜度检测系统,并在生鲜猪肉中进行了系统性能实验验证。实现冷藏(4℃)和室温(25℃)条件下猪肉TVB-N含量精准检测并表现出优异的线性关系(R_(25℃)^(2)=0.97,R_(4℃)^(2)=0.92). 展开更多
关键词 猪肉新鲜度 氮掺杂石墨烯量子点 荧光检测装置 实时检测 便携式
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还原氧化石墨烯负载纳米金催化还原4-硝基苯酚的性能研究
12
作者 李欢欢 李瑾 +1 位作者 王鹏飞 钟莲 《中国海洋大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第6期102-111,共10页
本文以羧甲基壳聚糖(Carboxymethyl chitosan,CMC)为氧化石墨烯(Graphene oxide,GO)和氯金酸的还原剂与稳定剂,成功制备了还原氧化石墨烯负载纳米金(rGO/CMC/AuNPs)复合物。采用X射线光电子能谱(XPS)、X射线衍射(XRD)、场发射扫描电子... 本文以羧甲基壳聚糖(Carboxymethyl chitosan,CMC)为氧化石墨烯(Graphene oxide,GO)和氯金酸的还原剂与稳定剂,成功制备了还原氧化石墨烯负载纳米金(rGO/CMC/AuNPs)复合物。采用X射线光电子能谱(XPS)、X射线衍射(XRD)、场发射扫描电子显微镜(FESEM-EDS)、高分辨率透射电镜(HRTEM)和傅里叶变换红外光谱(FT-IR)对rGO/CMC/AuNPs复合物结构进行了表征。考察了以NaBH 4为供氢体时,复合物对4-硝基苯酚(4-NP)的催化还原性能。结果表明,取代度为0.665的CMC对GO的还原性最强,得到了C/O比为3.97的rGO。在rGO/CMC/AuNPs复合物中,球形或准球形AuNPs均匀分布在rGO表面。rGO/CMC/AuNPs复合物对4-NP的催化还原反应表现出良好的催化剂活性。取代度为0.456的CMC制备的rGO/CMC/AuNPs中AuNPs平均粒径为(54.7±13.3)nm,以其为催化剂时,30℃反应30 min,4-NP转化率可达到98.1%,反应速率常数可达0.1520 min^(-1),反应活化能E a为31.2 kJ/mol。 展开更多
关键词 还原氧化石墨烯 纳米金 羧甲基壳聚糖 催化性能 4-硝基苯酚
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室温铁磁性还原氧化石墨烯基全碳膜
13
作者 王悦 王欣 于显利 《无机材料学报》 北大核心 2025年第3期305-313,I0004,I0005,共11页
具有铁磁性质的纳米碳材料在自旋电子学、生物医学成像、电极和染料吸附等领域具有重大的应用价值。石墨烯衍生物氧化石墨烯(Graphene Oxide,GO)和还原氧化石墨烯(Reduced Graphene Oxide,rGO)拥有卓越的物理化学性质,呈现出室温铁磁有... 具有铁磁性质的纳米碳材料在自旋电子学、生物医学成像、电极和染料吸附等领域具有重大的应用价值。石墨烯衍生物氧化石墨烯(Graphene Oxide,GO)和还原氧化石墨烯(Reduced Graphene Oxide,rGO)拥有卓越的物理化学性质,呈现出室温铁磁有序结构。为了实现规模化、低成本、性能稳定的全碳膜,采用热还原结合双维度碳复合策略,制备了不同含量微米尺度还原氧化石墨烯纤维(rGOFs)的rGO-rGOFs全碳复合膜,并对全碳膜的铁磁性机理及磁阻效应进行了阐述。研究发现:引入适量rGOFs可将rGO膜的室温饱和磁化强度从0.0083 A·m^(2)·kg^(–1)提升至0.0960 A·m^(2)·kg^(–1),铁磁性增强是碳膜的空位缺陷和sp3(C–C)态共同作用导致的。通过电感耦合等离子体质谱仪排除了样品中金属杂质可能对饱和磁化强度的干扰。此外,在室温、±1 T磁场下,磁阻(Magnetoresistance,MR)曲线显示样品MR为负值。通过调控材料的表面拓扑形貌和sp3(C–C)/sp2(C=C)比值,在一定程度上提高了材料的室温饱和磁化强度。这种新型全碳薄膜有望在未来应用于自旋电子器件和生物医学领域。 展开更多
关键词 全碳复合膜 还原氧化石墨烯纤维 室温铁磁性 磁阻效应
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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
14
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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原位氮掺杂石墨烯的制备及超级电容器性能研究
15
作者 赵云鹏 李彦芳 +2 位作者 崔昕浩 孙海燕 滕莹雪 《储能科学与技术》 北大核心 2025年第6期2270-2277,共8页
超级电容器作为一种重要的储能器件,其电化学性能的好坏与电极材料密不可分。若将石墨烯与聚苯胺结合制备成复合材料,利用其双电层电容和法拉第电容两种储电方式,可大大提高超级电容器的储电能力。本工作运用原位聚合的方式把聚苯胺纳... 超级电容器作为一种重要的储能器件,其电化学性能的好坏与电极材料密不可分。若将石墨烯与聚苯胺结合制备成复合材料,利用其双电层电容和法拉第电容两种储电方式,可大大提高超级电容器的储电能力。本工作运用原位聚合的方式把聚苯胺纳米线沉积在石墨烯的片层之上,利用扫描电子显微镜(SEM),傅里叶红外光谱仪(FTIR),X射线衍射仪(XRD)对掺杂态聚苯胺在石墨烯表面的形貌及成分进行表征和分析;再将聚苯胺/石墨烯浆料涂抹于泡沫镍板上,制备成石墨烯复合电极,并组装成超级电容器;借助电化学工作站对组装后电容器展开循环伏安测试、恒流充放电测试以及电化学阻抗测试。结果发现,聚苯胺/石墨烯复合材料可以经受一个比较宽的电流密度范围,有较好的电容和循环稳定性。在1 A/g的电流密度下进行测试,聚苯胺/石墨烯复合电极质量比电容为336 F/g。聚苯胺/石墨烯复合电极的比电容与石墨烯电极的比电容相比较,提高了44%;与石墨电极的比电容相比,更是提高了560.1%。由此可以看出,采用原位聚合方法在石墨烯表面生成的聚苯胺纳米线与石墨烯结合得更好,有助于赝电容的发挥,可大大提高石墨烯超级电容器的比电容,促进了石墨烯在超级电容器方面的应用。 展开更多
关键词 复合材料 聚苯胺 氮掺杂 石墨烯 超级电容器
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沉积电压对羟基磷灰石-还原氧化石墨烯-壳聚糖(HA-NrGO-CS)复合涂层的影响研究
16
作者 张立勋 祝敬佩 +3 位作者 王伟 张登基 黄家鑫 陈梓豪 《功能材料》 北大核心 2025年第4期4001-4009,4015,共10页
利用电泳沉积和热还原相结合的方法,在ZK60镁合金表面制备不同沉积电压下的HA-NrGO-CS(羟基磷灰石-还原氧化石墨烯-壳聚糖)三元复合涂层,XRD(X射线衍射)结果表明,Mg^(2+)会掺杂到HA(羟基磷灰石)中影响HA(002)晶面的生长,使其沿(300)晶... 利用电泳沉积和热还原相结合的方法,在ZK60镁合金表面制备不同沉积电压下的HA-NrGO-CS(羟基磷灰石-还原氧化石墨烯-壳聚糖)三元复合涂层,XRD(X射线衍射)结果表明,Mg^(2+)会掺杂到HA(羟基磷灰石)中影响HA(002)晶面的生长,使其沿(300)晶面生长形成片或板状的HA再结晶晶体,Mg^(2+)掺杂从而减小复合涂层的晶粒尺寸形成更加均匀致密的复合涂层。红外和拉曼光谱证实了氮原子的掺杂和GO(氧化石墨烯)的有效还原。电化学结果显示,不同沉积电压下制备的HA-NrGO-CS复合涂层对基体都有一定的保护,140 V条件下制备的复合涂层具有最大的E_(corr)(腐蚀电位):-0.28 V值和最小的I_(corr)(腐蚀电流密度):5.04μA/cm^(2)值,CR(腐蚀率)值:0.11 mm/year表明涂层能有效延缓基体合金的腐蚀速率,此时复合涂层具有最优的耐腐蚀性能。有效地解决了Mg基体作为潜在骨科植入材料在人体内腐蚀速率过快的问题。 展开更多
关键词 生物可降解合金 复合涂层 羟基磷灰石 壳聚糖 N掺杂还原氧化石墨烯 电化学分析 耐腐蚀性能
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MgN_(4)掺杂石墨烯CO氧化催化活性的密度泛函研究
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作者 袁利 郑灵丹 +1 位作者 周慧颖 徐先燕 《原子与分子物理学报》 CAS 北大核心 2025年第2期57-62,共6页
鉴于镁卟啉所呈现的催化活性,采用密度泛函理论考察了MgN_(4)结构掺杂石墨烯的CO氧化催化活性.研究发现MgN_(4)掺杂石墨烯具有良好的结构稳定性,O_(2)优先吸附在金属活性位点且不易解离.其CO氧化以Eley-Rideal(ER)机理实现,决速步能垒仅... 鉴于镁卟啉所呈现的催化活性,采用密度泛函理论考察了MgN_(4)结构掺杂石墨烯的CO氧化催化活性.研究发现MgN_(4)掺杂石墨烯具有良好的结构稳定性,O_(2)优先吸附在金属活性位点且不易解离.其CO氧化以Eley-Rideal(ER)机理实现,决速步能垒仅为0.67 eV,与FeC_(3)、AlN_(4)掺杂石墨烯具有相当的催化活性.MgN_(4)掺杂石墨烯有望是一种具有潜在CO氧化催化活性的催化剂. 展开更多
关键词 MgN_(4)掺杂石墨烯 CO氧化 密度泛函理论
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石墨烯基双原子催化剂电催化氮还原氨的理论研究
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作者 陈宁 田明 张志华 《化学研究与应用》 北大核心 2025年第3期669-676,共8页
氨是一种重要的能源物质,广泛地应用于人类的生产生活,但是目前生产氨的主要方法还是能源消耗量大,生产成本高的Haber-Bosch工艺,因此开发一种新型生产氨的工艺势在必行。电催化还原N_(2)合成氨被认为是最有希望替代传统工艺的生产方法... 氨是一种重要的能源物质,广泛地应用于人类的生产生活,但是目前生产氨的主要方法还是能源消耗量大,生产成本高的Haber-Bosch工艺,因此开发一种新型生产氨的工艺势在必行。电催化还原N_(2)合成氨被认为是最有希望替代传统工艺的生产方法。本文通过理论计算,通过构建石墨烯基双原子催化剂M_(2)/Gr(M=Mn,Fe,Co,Ni)研究了N2在其表面的吸附及还原特性。理论分析表明,N_(2)在Fe_(2)/Gr催化剂上还原为NH3的决速步能垒仅为0.69 eV,且氮还原反应(Nitrogen reduction reaction,NRR)的主要竞争反应析氢反应(Hydrogen evolution reactions,HER)的能垒为1.95 eV,证明Fe_(2)/Gr是一种高效、有选择性的电催化合成氨催化剂。 展开更多
关键词 密度泛函理论 氮还原反应 双原子催化剂 石墨烯
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还原氧化石墨烯吸波性能及宽频优化
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作者 褚海荣 周梦雨 +1 位作者 时双强 任素娥 《材料工程》 北大核心 2025年第3期117-124,共8页
采用改进的Hummers法制备了氧化石墨烯,然后通过高温热处理制备大片径还原氧化石墨烯(reduced graphene oxide,rGO)吸波剂,并研究了不同含量及叠加层数的rGO材料的吸波性能。计算结果表明,随着rGO含量的增加,吸波性能先增强后减弱。当rG... 采用改进的Hummers法制备了氧化石墨烯,然后通过高温热处理制备大片径还原氧化石墨烯(reduced graphene oxide,rGO)吸波剂,并研究了不同含量及叠加层数的rGO材料的吸波性能。计算结果表明,随着rGO含量的增加,吸波性能先增强后减弱。当rGO质量分数为1.0%,厚度为2.2 mm时,有效吸收带宽(effective absorption bandwidth,EAB,≤-10 dB)为5.4 GHz(12.0~17.4 GHz);当rGO含量为1.5%,厚度为1.8 mm时,有效吸收带宽为5.0 GHz(13.0~18.0 GHz)。为了克服单层rGO吸波材料EAB窄的缺点,以不同含量rGO吸波材料为材料库,采用改进的遗传算法优化多层叠加rGO吸波材料EAB。经优化后多层rGO吸波材料的EAB有了大幅提升,尤其当层数为3层,厚度为3.94 mm时,多层吸波材料具有最宽的EAB,达到11.5 GHz(6.5~18.0 GHz)。该研究进一步提高了rGO宽频吸波性能,具有重要的科学意义和工程应用价值。 展开更多
关键词 还原氧化石墨烯 吸波 宽频优化 遗传算法
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还原氧化石墨烯对芦荟纤维/棉织物的功能整理
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作者 王丽莎 胡雪敏 +1 位作者 邹晨 孟艳娇 《毛纺科技》 北大核心 2025年第5期51-56,共6页
为开发多功能芦荟纤维/棉织物,通过还原氧化石墨烯对芦荟纤维/棉织物进行功能整理,通过设计正交试验,以紫外线防护系数UPF值为评价指标,研究整理工艺中氧化石墨烯质量浓度、维生素C质量浓度以及还原时间对整理效果的影响。根据直接观察... 为开发多功能芦荟纤维/棉织物,通过还原氧化石墨烯对芦荟纤维/棉织物进行功能整理,通过设计正交试验,以紫外线防护系数UPF值为评价指标,研究整理工艺中氧化石墨烯质量浓度、维生素C质量浓度以及还原时间对整理效果的影响。根据直接观察法和极差分析法得出2种处理工艺,再采用这2种工艺处理织物并对织物进行透气性能、回潮率、抗静电性能测试。结果表明,还原氧化石墨烯对芦荟纤维/棉织物功能整理的最佳制备工艺为氧化石墨烯质量浓度4 g/L,55℃恒温水浴处理1 h,维生素C质量浓度2 g/L,80℃恒温水浴处理30 min;整理后织物的防紫外线性能提高,回潮率升高,抗静电性能改善,耐水洗性能较好,但整理后织物的透气性能略有下降。 展开更多
关键词 还原氧化石墨烯 芦荟纤维/棉织物 耐水洗性能 防紫外线 抗静电
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