石墨烯/铜修饰电极催化还原过氧化氢

利用滴涂法制备石墨烯修饰电极,再利用循环伏安法制备石墨烯/铜修饰电极,并研究了该修饰电极对过氧化氢的电催化还原性能.研究结果表明,在p H=7.0的磷酸缓冲溶液中,此修饰电极对H2O2的还原过程具有极好的催化效果.在该修饰电极上,H2O2的还原电流在浓度为5.0×10-7~1.0×10-5mol/L和1.0×10-5~5.0×10-3mol/L范围内分段呈良好的线性关系,检出限低至1×10-7mol/L,可用于微量过氧化氢的测定.     

绿色合成金颗粒负载石墨烯复合材料及其电催化性能研究

在汞灯辐射下,一步法制备还原石墨烯表面负载金纳米颗粒的复合材料。由于金纳米颗粒优异的催化性能和石墨烯良好的电化学性能,制备的Au负载石墨烯复合材料被应用于2,4,6-三硝基苯酚（TNP）的电化学传感。结果表明,石墨烯负载Au纳米复合材料对TNP有较强的电催化活性。     

氮掺杂碗状空心碳微球的制备及其 在超级电容器中的应用

针对碳电极材料存在比电容小、能量密度低的问题,采用异质成核合成路径制备了新型的碗状 空心碳微球,进一步以尿素为氮源,通过水热法制备了高性能氮掺杂碗状空心碳微球。采用X射线衍射仪 、场发射扫描电子显微镜、能谱仪、傅立叶红外光谱仪和X射线光电子能谱分析仪对碗状空心碳微球和氮 掺杂碗状空心碳微球的形貌及结构进行表征,并分析了氮掺杂对碗状空心碳微球的电化学性能。实验结 果表明：氮掺杂对碗状空心碳微球的电化学性能有显著的改善,在1 A/g的电流密度下,氮掺杂碗状空心 碳微球的比电容（235.5 F/g）远高于碗状空心碳微球的比电容（121.0 F/g）,此外,氮掺杂碗状空心 碳微球在3 A/g的电流密度下循环5 000次后,其比电容保持率为78.3 %。     

锂离子电池石墨烯负极材料的制备与电化学性能

以天然石墨为原料,采用Hummers法制备氧化石墨烯,在硼氢化钠为还原剂制备石墨烯材料.采用XRD、电化学阻抗谱技术(EIS)、电化学充放电测试和红外分析等方法表征了石墨烯的结构和电化学性能.结果表明,石墨烯首次放电容量为866.4 mAh g-1,首次充电容量为305.2 mAh g-1,库仑效率为35.2％.     

导电填料石墨烯的水热合成与结构表征研究

工业生产过程中产生的静电往往会造成无法预估的后果,为保证生产的安全、高效进行,消除生长过程中产生的静电,研究制备可抗静电的导电填料变得很有必要。石墨烯作为一种新型的碳材料且具有优异的导电性等性能,因此是一种理想的抗静电导电填料。采用改进的Hummers法制备了氧化石墨烯水溶液,利用氧化石墨烯为反应原料、乙二醇为还原剂,通过水热法制备还原石墨烯。最后通过扫描电镜(SEM)、傅立叶变换红外光谱分析(FTIR)、X射线衍射分析(XRD)对石墨、氧化石墨烯和石墨烯的微观形貌、化学结构及物相进行表征研究。结果表明在反应温度为160℃,反应时间为24h时制备了片层较少、结构完整的石墨烯。     

掺钴锰酸锂的合成及在水系电解液中的赝电容性能

采用尿素辅助溶胶凝胶法合成了尖晶石型掺钴锰酸锂(LiMn2-xCoxO4,0≤x≤0.3)纳米颗粒.以LiMn2-x CozO4电极为正极,活性炭(AC)电极为负极,在1 mol·L-1Li2SO4水系电解液中组装成模拟非对称超级电容器AC/LiMn2-xCoxO4,通过循环伏安和恒流充放电法研究其赝电容性能.电化学测试结果表明,随着钴掺杂量的增加,AC/LiMn2-zCoxO4电容器的比电容呈下降趋势,但循环性能得到改善;其中AC/LiMn1.9Co0.1O4电容器展现出较大的比电容和较好的循环性能.在Li2SO4水系电解液中,当工作电压为(0-1.4)V、电流密度为100 mA·g-1时,AC/LiMn1.9Co0.1O4电容器的初始比电容为42.6 F·g-1;经1 000次循环后比电容为40.8 F·g-1,比电容保持率为95.8%.     

二氧化钼-石墨烯修饰电极对多巴胺、尿酸检测方法研究

将MoO_2/RGO纳米复合材料滴涂于玻碳电极表面以构筑电化学传感器并将其用于多巴胺和尿酸的测定中,结果表明:MoO_2和石墨烯的协同作用能够促进多巴胺和尿酸的电化学反应,并且二者的氧化峰电位差大于120 mV,该传感器检测DA的线性范围为2～220μmol/L,UA的线性范围为9～300μmol/L,检出限分别为0.68μmol/L和1.06μmol/L(S/N=3)。制备的MoO_2/RGO/GCE成功用于人体尿液的检测。设计的传感器具有较宽的线性范围,较低的检测限,优异的重现性、稳定性、选择性,可以用于实际样品中DA和UA的检测。     

聚乙烯基四唑/氧化石墨烯基纳米复合物构筑纳米复合自修复水凝胶

通过电子转移生成催化剂的原子转移自由基聚合(AGET-ATRP)技术,在氧化石墨烯(GO)表面引入可控性聚丙烯腈(PAN)聚合物,通过高效点击反应将腈基修饰成功能性四唑结构,设计聚乙烯基四唑(PVT)/氧化石墨烯基纳米复合物(PVT-g-GO).将其引入水凝胶中,基于金属—络合作用,合成具有较强自修复性能的PAA/PV...     

锂离子电池正极材料LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2的制备及其电化学性能研究

以Li NO₃、Ni（CH₃COO）₂·6H₂O、Co（NO₃）₂·6H₂O、Mn（CH₃COO）₂·4H₂O为原料,通过低温燃烧法在空气中合成锂离子电池正极材料Li Ni_<sup>1/3Co_<sup>1/3Mn_<sup>1/3O₂。运用热重分析、X-射线衍射（XRD）、电化学测试现代分析技术对材料煅烧过程的物相结构与电化学性能进行研究,考察柠檬酸与金属离子的比例对Li Ni_<sup>1/3Co_<sup>1/3Mn_<sup>1/3O₂煅烧过程和物相结构的影响,同时探究不同煅烧温度对其物相结构和电化学影响规律。实验结果表明,柠檬酸与金属离子比例为1:3,煅烧温度为900℃制备的Li Ni^1/3Co^1/3Mn^1/3O₂材料具有良好的晶体结构和较好的综合电化学性能。充放电过程中,其首次放电比容量为153.67 m Ah/g（0.2 C放电,1 C=160 m Ah/g）,在0.5 C/0.5 C经过30次循环后容量保持率为90.60%。在2 C大电流放电之后的比容量为101.45 m Ah/g,2 C/0.2 C的容量保持率为66.02%,具有良好的倍率性能。     

直书写打印的生鲜品质监测用温/湿度传感器

生鲜在运输和储存过程中有温度和湿度监测的需求，针对传统半导体传感器多感性、选择性差等缺点，课题组设计了一种基于石墨烯与氧化石墨烯（graphene oxide，GO）的温/湿度传感器，并采用直书写3D打印技术将其打印成型。对传感器在温/湿度变化环境下进行了性能研究和解耦分析。实验结果表明：石墨烯和氧化石墨烯分别对温度和湿度响应灵敏且互不干扰，并具有良好的稳定性和重复性，可以实现对运输及仓储环境中温度和湿度的实时、精准监控，降低生鲜的腐坏概率，保证产品质量。     

纳米氧化镍的制备及其电化学电容

通过金属碳酸盐、硝酸(氧化剂)和柠檬酸(燃料)的凝胶-燃烧方法合成了纳米氧化镍粉体。在柠檬酸与Ni2+的摩尔比为1.3∶1,热处理温度为400℃的条件下,以1mol/LKOH水溶液为电解液对纳米NiOx制备的电极进行了循环伏安、充放电及电化学阻抗谱分析。分析结果表明纳米NiOx电极在KOH水溶液电解液中具有良好的赝电容特性,其平均比容量最大为78.8F/g,并具有良好的循环寿命。     

氧化—还原反应中的产物与氧化还原能力强弱的判断

学习氧化——还原反应之后,学生往往难以判断哪些物质相遇之后能发生氧化——还原反应,若能发生,其产物又是什么的问题。八七年有一高考题,要求考生从以下三个反应中 2KMnO_4+16HCl=2KCl+2MnCl_2+5Cl_2↑+8H_2O MnO_2+4HCl(浓)=MnCl_2++Cl_2↑+2H_2O O_2+4HCl(浓)=2Cl_2↑+2H_2O进行比较,判断氧化剂KMnO_4、MnO_2、O_2的氧化能力强弱顺序。由于中学化学不讲元素的电极电位知识,要回答这类问题,有一定难度。现介绍几种由理论和实际中总结出来的经验规律,以助解疑。     

氮掺杂石墨烯量子点的制备及其荧光性质

以氧化石墨烯(GO)为原料,尿素为氮源和还原剂,采用水热法合成氮掺杂石墨烯量子点（u-NGQDs）并对样品进行荧光分析. 结果表明,水热条件下尿素能有效还原GO并对其进行氮掺杂,从而改变其发光波长和强度. 尿素和GO的质量比、反应时间及反应温度均可影响u-NGQDs的荧光性质. 将u-NGQDs溶液与Fe3+、Cu2+、Ag+、Fe2+、Hg2+等金属离子作用,以探究金属离子对NGQDs的荧光响应.结果表明,与Ag+、K+等相比,Fe3+能明显地降低NGQDs的荧光强度.     

低热固相反应法制备铝锰复合掺杂氢氧化镍

本文以低热固相反应法制备了铝锰复合掺杂的α—M（OH）2，电化学性能测试表明：与工业化的球形氢氧化镍电极材料相比，低热固相反应法合成的电极材料有较高的还原峰电位，较高的放电平台和更大的放电容量．     

Co_3O_4/MnO_2杂化纳米线阵列的超电容性能研究

作为解决当前能源问题的新型储能设备,超级电容器正在被广泛应用到各个领域。而作为超级电容器核心部分的电极材料的优化成为实验研究的重点。为此,进行了Co-Mn复合杂化纳米阵列的制备以及其超电容性能的探索。通过水热合成法,以泡沫镍为基底材料,将硝酸钴、硝酸锰和尿素按一定比例配好,采用控制单一变量的方法,以反应物的配比、水热温度及水热时间为研究对象进行探索性实验。通过XRD、SEM分析所制备样本的结构和形貌特征,并在电化学工作站对其进行循环伏安测试和充放电测试。研究结果表明:按照实验方案可以制备得到Co_3O_4/MnO_2杂化纳米线阵列;在90℃、硝酸钴100 mmol·L~(-1)、硝酸锰50 mmol·L~(-1)、水热反应10 h时制备得到的杂化纳米线阵列的超电容性能最好。     

氧化还原反应在生活中的体现

氧化还原反应将我们日常生活与生产过程中必需的所有金属都从矿石中提炼出来,加工制作成为一些重要的、必需的化工产品,用以促进生产。这主要包括:食盐水制烧碱、接触法制硫酸、合成盐酸、电解饱、氨氧化法制硝酸以及合成氨等等,它们都是氧化还原反应的代表。除了工业生产,在农业中也有不少氧化还原反应。例如植物的光合作用以及呼吸作用,是复杂化了的氧化还原反应。     

固相法制备锂离子电池正极材料LiMnxFe1-xPO4及其性能研究

以LiFePO4为研究对象,通过Mn（Mn源为MnC2O4·2H2O）部分替代Fe（Fe源为FeC2O4·2H2O）的同时,采用固相法对替代材料LiMnxFe1-xPO4/C（x=0、0.1、0.3、0.5）进行碳包覆,以提高其放电比容量、电导率或放电平台。通过XRD、TEM、SEM和充放电测试,研究了磷酸锰铁锂的晶体结构、形貌以及电化学性能。结果表明:包覆掺杂后的材料仍保持橄榄石形晶体结构,碳包覆和掺杂Mn没有对原材料的形貌产生明显影响。制备的LiMn0.1Fe0.9PO4/C正极材料具有最佳的电化学性能,其0.2 C倍率下的放电比容量为124.8 mAh/g,放电平台为3.4 V,阻抗为43.8Ω。在1 C倍率下循环30周之后,放电比容量仍有120 mAh/g,容量保持率为97.71%,具有较优的循环性能。     

基于纳米CoOx/多壁碳纳米管复合材料的增强效应电化学测定芦丁

通过电沉积法在多壁碳纳米管修饰玻碳电极(MWCNTs/GCE)表面沉积氧化钴(CoOx)纳米粒子制备了纳米CoOx/多壁碳纳米管修饰玻碳电极(CoOx/MWCNTs/GCE)。在0.1 mol/L Na_2HPO_4-NaH_2PO_4(pH=7.0)缓冲溶液中(PBS),用循环伏安法(CV)和方波伏安法(SWV)研究了芦丁在修饰电极上的电化学行为。结果表明,CoOx/MWCNTs/GCE对芦丁的氧化还原反应有电催化作用。在1.0×10^(-8)~2.5×10^(-6)mol/L浓度范围内,芦丁的氧化峰电流与其浓度呈线性关系,检出限为5.0×10^(-9) mol/L(S/N=3)。建立了测定片剂中芦丁含量的新方法,结果令人满意。     

铁酸镍/石墨烯光催化剂的制备及其对亚甲基蓝的降解研究

以硝酸铁、硝酸镍、氧化石墨烯为原料,采用水热法"一步"制备出了铁酸镍-石墨烯复合光催化剂,利用XRD、TEM、UV-vis DRS等设备对样品的结构、形貌、UV性能进行了表征;探讨了可见光下石墨烯的引入对铁酸镍降解亚甲基蓝的效果并对其协同催化机理进行了浅析。实验结果表明:在亚甲基蓝初始浓度为50 mg·L-1下,可见光下照射150 min时,纯铁酸镍对亚甲基蓝的降解效率基本为0;而引入少量的石墨烯后,复合光催化剂的催化效率则可明显提高到95%。     

2A96铝合金表面阳极氧化及性能研究

针对铝合金表面极易氧化生成结构疏松、耐腐蚀性差的氧化膜问题,利用阳极氧化法对2A96铝 合金表面进行防腐蚀处理。通过改变阳极氧化实验中的氧化电压,在2A96铝合金表面制备不同的阳极氧 化膜;利用金相显微镜观察各个阳极氧化膜的表面形貌、测厚仪测量其厚度、显微硬度计测定其硬度、 点滴实验获取其点滴时间、电化学工作站获取其极化曲线和交流阻抗谱,进而对阳极氧化膜的耐腐蚀性 进行研究。结果表明,在所测电压范围（8~16 V）内,随着电压的升高,阳极氧化膜的厚度、硬度、点 滴时间也逐渐增加,耐腐蚀性能也随之增强。2A96铝合金经过表面阳极化处理后,其性能显著提高。