Synthesis of Water Soluble Graphene (2)

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纳米银在抗菌领域的研究进展

纳米银在抗菌领域的研究进展

消毒工艺是生活饮用水处理中的一项重要工艺,目标是灭活水中多种病原微生物,对于保障人类的安全和健康有着重要意义。

各个国家均对饮用水的抗菌消毒予以高度重视。

传统的氯化消毒工艺过程中,氯会与水中天然有机物反应生成三卤甲烷和非挥发性的卤代有机物等消毒副产物(DBPs)。

其他的化学消毒工艺如二氧化氯、臭氧消毒等,也可能会使水中生成氯酸盐、亚氯酸盐、溴酸盐等DBPs。

DBPs对人体具有致癌、致畸、致突变的“三致”作用,严重威胁人们健康。

因此,在消毒过程避免DBPs的生成是亟待解决的难题。

而作为一种新型的抗菌消毒材料,纳米银在抗菌方面的优越性,引起了众多学者的研究。

1.纳米材料简介纳米材料是指三维空间中至少一维的尺寸介于1~100 nm之间的材料。

由于尺寸处于纳米级别,纳米材料表现出一些特有的效应,如表面效应、体积效应、量子尺寸效应和宏观量子隧道效应。

此外,纳米材料往往具有非常大的比表面积以及较高的化学活性。

这些性质有利于其抗菌能力的发挥。

常作为抗菌剂的纳米材料主要有两类:碳系纳米材料和纳米金属材料。

碳系纳米材料包括碳纳米管、氧化石墨烯等。

碳纳米材料对水中溶壁微球菌、变异链球菌、沙门氏菌属等均具有抗菌作用。

氧化石墨烯对于大肠杆菌具有很强的灭活能力。

纳米金属材料包括纳米银、纳米铁、纳米氧化锌等。

纳米金属材料由于特有的界面效应,其表面原子缺少临近的配位原子导致化学活性极强,也因此提高了对于细菌的亲和力,易于杀死细菌。

纳米铁即可在氧和无氧的条件下高效的灭活细菌。

纳米银作为最具前景的纳米金属材料之一,其抗菌方面的应用得到了越来越多的关注。

2.纳米银的抗菌研究2.1纳米银抗菌的优势在众多的纳米材料之中,纳米银(nAg)脱颖而出,被广泛研究主要得益于以下特性。

nAg的抗菌活性极高。

银的杀菌能力是锌的上千倍。

银离子对多种革兰氏阴性菌、革兰氏阳性菌、霉菌等均有广谱、强烈的杀灭作用,这是其作为抗菌材料被研究的基础。

许多学者就nAg对细菌的抗菌性能进行了深入研究。

热解β-环糊精合成发蓝光的石墨烯量子点

热解β-环糊精合成发蓝光的石墨烯量子点

热解β-环糊精合成发蓝光的石墨烯量子点佚名【摘要】以β-环糊精为原料,采用一步热解法制备了发蓝光的石墨烯量子点;合成的石墨烯量子点厚度为1-2层的石墨烯,平均大小为27 nm,且发光具有激发波长的依赖性,加之石墨烯量子点发光稳定,无光漂白,低毒,具有良好的生物兼容性,使其在生物成像领域具有重要应用。

%Blue luminescent graphene quantum dots ( GQDs ) were synthesized via a one-step pyrolytic route from beta-cyclodextrin .The obtained GQDs have single-layer and double-layer graphene sheets thick and an average diameter of 27 nm,and exhibit wavelength-dependent luminescence emission .In addition, GQDs have advantages including photoluminescence stability and resistance to photobleaching ,low toxicity and excellent biocompatibility which could facilitate their applications in bioimaging field .【期刊名称】《蚌埠学院学报》【年(卷),期】2015(000)004【总页数】4页(P36-39)【关键词】石墨烯量子点;β-环糊精;热解;蓝光【正文语种】中文【中图分类】O613.71石墨烯因其具有单原子厚的二维结构以及优异的力学、热学、化学及电学性质而受到极大的关注[1]。

然而石墨烯的带隙为零,不能产生荧光。

通过将微米级的石墨烯切割成几个纳米大小的石墨烯量子点,可以形成一定的带隙,并产生发光。

醇水混合溶剂中制备钨酸铋中空纳米结构_陈磊

醇水混合溶剂中制备钨酸铋中空纳米结构_陈磊
可看出,样品1是空心球,大 小 均 匀,直 径 30~50 nm,壳的厚度在10nm 左右。
由图1(b)可 以 看 到,样 品 2 出 现 大 量 团 聚, 分散性较差,其中 的 球 形 颗 粒 粒 径 在 30~50nm 之间,并存在空心结构。与图 1(a)中 样 品 1 比 较 可 知 ,水 含 量 增 加 的 比 例 不 大 时 ,球 的 粒 径 并 无 增 大,但出现团 聚。 由 图 1(c)可 以 看 到,样 品 3 呈 大 片 状 ,且 片 状 产 物 上 附 着 很 多 球 形 小 颗 粒 ,小 颗 粒粒径在30nm 左右。与图1(b)相比可知,随水 相增多,颗 粒 形 貌 由 球 形 逐 渐 向 片 状 递 变。 图 1 (d)为样 品 4 的 扫 描 电 镜 照 片。 和 图 1(c)相 比, 样品中片状 产 物 更 大 更 多,球 状 小 颗 粒 更 少。 据 此 可 推 测 ,水 相 越 多 生 成 小 球 越 少 ,产 物 越 不 容 易 生成空心结 构。 图 1(e)为 样 品 5 的 扫 描 电 镜 照 片。图1(e)中可以看 到 比 较 规 则 的 八 面 体,在 八 面 体 上 附 着 一 些 球 形 小 颗 粒 。 图1(f)为 样 品6 的 扫描电镜照 片。 由 图 1(f)可 以 看 到 样 品 中 有 大 块 固 体 ,粒 径 在1μm左 右 ,且 大 块 上 面 附 着 很 多
收 稿 日 期 :2011-04-29 基 金 项 目 :山 东 省 优 秀 中 青 年 科 学 家 科 研 奖 励 基 金 项 目 (2007BS04037). 作 者 简 介 :陈 磊 (1986— ),男 ,硕 士 研 究 生 . * 通 信 联 系 人 .
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青 岛 科 技 大 学 学 报(自然科学版)

水热法合成Paraíba色绿柱石的宝石学特征

水热法合成Paraíba色绿柱石的宝石学特征

第18卷第6期宝石和宝石学杂志Vol. 18 No. 6 2016 年11 月Journal of Gems and Gemmology Nov. 2016水热法合成Paraiba色绿柱石的宝石学特征钟倩、廖宗廷w,周征宇〃,王含1(1.同济大学海洋与地球科学学院,上海200092^2.同济大学宝石及工艺材料实验室,上海200092)摘要:近期国际珠宝市场中出现一种Tairus水热法合成绿柱石,其颜色与含Cu、Mn的绿蓝色锂电气石 (商业名称Para丨ba碧玺)较为接近。

采用常规宝石学测试手段,并结合电子探针、傅里叶变换红外光谱、紫外-可见吸收光谱等分析测试方法,就水热法合成Pamiba色绿柱石的化学成分、谱学特征及颜色成因等问题展 开研究。

结果表明,水热法合成Para丨ba色绿柱石的颜色主波长为487. 7〜490. 2nm,明度为17.1%〜31.5%,彩度为47.8%〜93.7%,折射率、双折射率和密度值均比天然绿柱石略高,内部具典型的微波状、阶梯状、交叉状、紊乱状及近平行生长纹理;化学成分以贫碱富铜、铁含镍为特征;六方环结构通道中I型水分子和II型水分子并存,其合频振动致特征近红外吸收谱带分别位于5 450、5 127、5 270 cnT1处;此外还有一定 量的矿化剂组分存在。

最后对水热法合成Paraiba色绿柱石的呈色机理一并给予了探讨。

关键词:合成绿柱石;水热法;红外光谱;呈色机理中图分类号:TS93 文献标识码:A文章编号:1008-214X(2016)06-0001-07 Gemmological Characteristic of HydrothermalSynthetic Paraiba-Colour BerylZHONG Qian1,LIAO Zongting1'2,ZHOU Zhengyu1'2,W ANG Han1(1. School o f Ocean and Earth Sciences,Tongji University,Shanghai 200092, Chinasboratory o f Gem and Technological Materials9Tongji University9Shanghai 200092, China)Abstract :The appearance of a kind of synthetic beryl introduced into the market by Tairus Created Gems recently,is very similar to copper and manganese-bearing greenish blue elbaite tourmaline(referred to as “Paraiba”in the trade).Thus,the chemical compositions,spec­trum characteristics and colouring mechanism of hydrothermal synthetic Paraiba-colour beryl samples were researched by using the conventional gemmological methods and modern ana­lytical techniques including electron probe micro-analyzer (EPM A),Fourier transform infra­red spectroscopy (FTIR)and ultraviolet-visible absorption spectrometry (U V-V is).The re­sults showed that the dominant wavelength,brightness and saturation(CIE 1931) of hydro-thermal synthetic Paraiba-colour beryl samples are 487. 7 —490. 2 nm, 17. 1%—31. 5%and47. 8%—93. 7%respectively.The refractive index and birefringence are 1. 584 —1. 589 and0.005, and density is 2. 771 —2. 789 g/cm3,which are slightly higher than natural beryl.收稿日期=2016-08-19基金项目:国家自然科学基金(41140023),上海市科委专项基金(15DZ2283200,12DZ2251100)作者简介:钟倩(1991 一),女,博士研究生,主要从事宝玉石方向的科研工作。

水溶性疏水缔合聚合物单体的合成

水溶性疏水缔合聚合物单体的合成

第8期化学世界·437·水溶性疏水缔合聚合物单体的合成钟传蓉1’2,黄荣华1,代华1(1.四川大学高分子研究所,高分子材料工程国家重点实验室,四川成都610065,2.成都理工大学材料与生物工程学院,四川成都610059)摘要:水溶性疏水缔合聚合物含有大量的亲水基团和少量的疏水基团,疏水基团间的疏水缔合作用使这种聚合物具有独特的增粘、抗剪切、耐温和耐盐的溶液性能,通常采用亲水单体和疏水单体共聚制备这类聚合物。

对常用亲水单体AMPS及各类疏水单体如季铵盐不饱和单体AMPDAC 和DAMAB、长链丙烯酸酯,Ⅳ一烷基丙烯酰胺和.Ⅳ一芳烷基丙烯酰胺的合成进行了综述。

关键词:单体;N一烷基丙烯酰胺;合成;疏水缔合聚合物;水溶性中图分类号:0 631.5 文献标识码:A 文章编号:0367—6358(2004)08—0437—05Synthesis of Monomers of Water—solubleHydrophobically Associating PolymersZ H O N G Chuan—ron91”。

H U A N G Rong—hual,DA I Hual(J.Pol yme r R es e a r c h Institute of S ic h u an U n i ve r gi t y,T he S ta t e K e y L ab o r at o r y of Polyme r Materials Engineering,Sich uan C hen gdu 610065,Ch ina l Z Material a n d B io e n g i ne e r i n g C ol l eg e of C h e n g d u University of T e ch no lo g y,Sic hua n Ch en gdu61 0059 Ch i na)Abstract:Hydrophobicall y associating wa te r-s ol ub le copolymers c on ta in many water-s ol ubl e g r o u p s and few hydrophobic groups.The copolymers sh ow e xc ell en t s ol ut io n pr op er ti es,su ch a s viscosifying,antis—hearing,antielectrolyte and heat—resisting p ro pe r ti es,b ec a us e of,the hydrop ho bic al ly a ss oc ia tin g effect.A sso ciat ing polymers a r e prepare d by t h e copolymer izat ion of w ater-solu ble and hydrophobi c monome rs.The syn t he s e s of water—solubl e mon ome r AM PS and h y dr op h ob i c monom ers inc lu di n g AMPDAC,DAM—AB,咒一a l ky l acrylates,N—alkyl acrylamides a n d N—arylalkyl acr yla mi des a r e re vi e w e d.Key words:mo nome rs;N—alky lacr yla mide s;s ynt hesi s;h ydr opho bica lly as s o c ia t i n g polymers;water—solu—b l e水溶性疏水缔合聚合物除含有大量的亲水极性发生在分子链之间,也可能发生在同一大分子链内。

有机膦离子液体的结构及性质研究

有机膦离子液体的结构及性质研究
organic phosphine functional ionic liquids with different cationic structure is: IL-8 > IL-3 > IL-2
≈ IL-5 > IL-4. Under the same extraction conditions, the relationship between functionalized
asymmetry, bidentate cationic bifunctional symmetry, bidentate cationic monofunctional
asymmetry and bidentate dicationic bifunctional symmetry), and was characterized by FT-IR,
取条件下,功能化离子液体结构与萃取能力关系为:双齿双阳离子双功能化对称
性离子液体 > 双齿阳离子双功能化对称性离子液体 > 单齿阳离子单功能化不
对称性离子液体 ≈ 双齿阳离子双功能化不对称性离子液体。
关键词:功能化离子液体,
黏度,
电导率,
I
稀土,
萃取
Structure of Phosphine-functionailzed Ionic Liquids and
现添加盐析剂可以促进离子液体萃取稀土 Nd(Ⅲ);同时通过 logD-log[IL]斜率法
表明,添加 LiNTf 2 时后,萃取机理由中性络合机理转变成了离子缔合机理。当阴
离子为 NTf 2 - 时,不同阳离子结构的有机膦功能化离子液体萃取 0.005 M LiNTf 2
的 Nd(Ⅲ)溶液的萃取能力大小为:IL-8 > IL-3 > IL-2 ≈ IL-5 > IL-4。在相同萃

二维二硫化钼纳米薄膜材料的研究进展

二维二硫化钼纳米薄膜材料的研究进展

二维二硫化钼纳米薄膜材料的研究进展李瑞东;张浩;潘志伟;白志英;孙俊杰;邓金祥;王建鹏【摘要】作为过渡金属硫族化合物,二硫化钼具有可调带隙的二维层状材料,其特有的性质引起科研工作者的广泛关注,在光电子领域有着广阔的应用前景.文章介绍了二硫化钼的结构及其性质,以及常见的制备二硫化钼纳米薄膜的方法.给出了表征二硫化钼纳米薄膜的常见手段.%As transition metal dichalcogenides , MoS2is two-dimensional layered material with tunable band gap .Its unique nature has attracted the attention of researchers and it has a wide application prospect in the field of optoe -lectronics.The structure and property of molybdenum disulfide were introduced , and the common methods for pre-paring molybdenum disulfide nano-films werepresented .Meanwhile,the common methods of characterizing molyb-denum disulfide nano-films were given.【期刊名称】《中国钼业》【年(卷),期】2018(042)003【总页数】5页(P6-10)【关键词】二硫化钼;结构和性质;材料制备;薄膜表征【作者】李瑞东;张浩;潘志伟;白志英;孙俊杰;邓金祥;王建鹏【作者单位】北京工业大学,北京100124;防灾科技学院,河北三河065201;北京工业大学,北京100124;北京工业大学,北京100124;北京工业大学,北京100124;北京工业大学,北京100124;北京工业大学,北京100124;河北省地矿局第七地质大队,河北三河065201【正文语种】中文【中图分类】TF125.2+410 引言二维材料是指由单原子层或少数原子层构成的晶体材料,其概念可以追溯到十九世纪初期。

石墨烯的制备研究进展_袁小亚

石墨烯的制备研究进展_袁小亚

第26卷 第6期 无 机 材 料 学 报Vol. 26No. 62011年6月Journal of Inorganic Materials Jun., 2011收稿日期: 2010-09-27; 收到修改稿日期: 2010-12-02基金项目: 重庆市教委科技基金(KJ070402); 重庆市科委基金(2007BB4442); 重庆交通大学山区道路建设与技术维护重点实验室开放基金(CQMRCM-10-5)Municipal Science Foundation Project of CQ CSTC (2007BB4442) and of CQEC (KJ070402); Open-ended Fund ofHi-tech Lab for Mountain Road Construction and Maintenance, CQTJU (CQMRCM-10-5)作者简介: 袁小亚(1979−), 男, 博士, 副教授. E-mail: yuanxy@文章编号: 1000-324X(2011)06-0561-10 DOI: 10.3724/SP.J.1077.2011.00561石墨烯的制备研究进展袁小亚(重庆交通大学 理学院, 重庆 400074)摘 要: 近年来, 石墨烯以其独特的结构和优异的性能, 在化学、物理和材料学界引起了广泛的研究兴趣. 人们已经在石墨烯的制备方面取得了积极的进展, 为石墨烯的基础研究和应用开发提供了原料保障. 本文大量引用近三年最新参考文献, 综述了石墨烯的制备方法: 物理方法(微机械剥离法、液相或气相直接剥离法)与化学法(化学气相沉积法、晶体外延生长法、氧化−还原法), 并详细介绍了石墨烯的各种修饰方法. 分析比较了各种方法的优缺点, 指出了石墨烯制备方法的发展趋势.关 键 词: 石墨烯; 石墨烯氧化物; 制备; 功能化石墨烯; 综述中图分类号: O613; TB332 文献标识码: AProgress in Preparation of GrapheneYUAN Xiao-Ya(College of Science, Chongqing Jiaotong University, Chongqing 400074, China)Abstract: Graphene has attracted much interest in recent years due to its unique and outstanding properties. Dif-ferent routes to prepare graphene have been developed and achieved. Preparation methods of graphene used in re-cent years are intensively introduced, including micromechanical cleavage, chemical vapor deposition, liquid/gas- phase-based exfoliation of graphite, epitaxial growth on an insulator, chemical reduction of exfoliated graphene oxide, etc. And their advantages and shortcomings are further discussed in detail. The preparations of graphene are also prospected.Key words: graphene; graphene oxide; preparation; functional graphene; review2004年, 英国曼彻斯特大学的Geim 研究小组首次制备出稳定的石墨烯, 推翻了经典的“热力学涨落不允许二维晶体在有限温度下自由存在”的理论, 震撼了整个物理界[1], 引发了石墨烯的研究热潮[2]. 理想的石墨烯结构可以看作被剥离的单原子层石墨, 基本结构为sp 2杂化碳原子形成的类六元环苯单元并无限扩展的二维晶体材料, 这是目前世界上最薄的材料—单原子厚度的材料. 这种特殊结构蕴含了丰富而新奇的物理现象, 使石墨烯表现出许多优异性质[3-6], 石墨烯不仅有优异的电学性能(室温下电子迁移率可达2×105cm 2/(V·s))[7-8], 突出的导热性能(5000 W/(m·K))[9-10], 超常的比表面积(2630 m 2/g)[11], 其杨氏模量(1100 GPa)和断裂强度(125 GPa)[12-13]也可与碳纳米管媲美, 而且还具有一些独特的性能, 如完美的量子隧道效应、半整数量子霍尔效应、永不消失的电导率等一系列性质[14]等. 与碳纳米管相比, 石墨烯的主要性能均与之相当, 甚至更好, 避免了碳纳米管研究和应用中难以逾越的手性控制、金属型和半导体型分离以及催化剂杂质等难题, 而且制备石墨烯的原料价格便宜. 正是由于石墨烯材料具有如此众多奇特的性质, 引起了物理、化学、材料等不同领域科学家的极大研究兴562 无机材料学报第26卷趣, 也使得石墨烯在电子、信息、能源、材料和生物医药等领域具有重大的应用前景[3-6, 15].1石墨烯的制备方法概述目前有关石墨烯的制备方法, 国内外有较多的文献综述[4-6, 16-19], 石墨烯的制备主要有物理方法和化学方法. 物理方法通常是以廉价的石墨或膨胀石墨为原料, 通过微机械剥离法、液相或气相直接剥离法来制备单层或多层石墨烯, 此法原料易得, 操作相对简单, 合成的石墨烯的纯度高、缺陷较少, 但费时、产率低下, 不适于大规模生产. 目前实验室用石墨烯主要多用化学方法来制备, 该法最早以苯环或其它芳香体系为核, 通过多步偶联反应取代苯环或大芳香环上6个, 循环往复, 使芳香体系变大, 得到一定尺寸的平面结构的石墨烯(化学合成法)[20]. 2006年Stankovich等[21]首次用肼还原脱除石墨烯氧化物(graphene oxide, 以下简称GO)的含氧基团从而恢复单层石墨的有序结构(氧化−还原法), 在此基础上人们不断加以改进, 使得氧化−还原法(含氧化−修饰−还原法)成为最具有潜力和发展前途的合成石墨烯及其材料的方法[16]. 除此之外, 晶体外延生长、化学气相沉积也可用于大规模制备高纯度的石墨烯. 本文重点总结近三年化学法, 尤其是氧化−还原法制备石墨烯的研究进展, 并对制备石墨烯的各种途径的优缺点加以评述.2 物理法制备石墨烯2.1微机械剥离法微机械剥离法是最早用于制备石墨烯的物理方法. Geim等[1]在1mm厚的高定向热解石墨表面进行干法氧等离子刻蚀, 然后将其粘到玻璃衬底上, 接着在上面贴上1μm 厚湿的光刻胶, 经烘焙、反复粘撕, 撕下来粘在光刻胶上的石墨片放入丙酮溶液中洗去, 最后将剩余在玻璃衬底上的石墨放入丙醇中进行超声处理, 从而得到单层石墨烯. 虽然微机械剥离是一种简单的制备高质量石墨烯的方法, 但是它费时费力, 难以精确控制, 重复性较差, 也难以大规模制备.2.2液相或气相直接剥离法通常直接把石墨或膨胀石墨(EG)(一般通过快速升温至1000℃以上把表面含氧基团除去来获取)加在某种有机溶剂或水中, 借助超声波、加热或气流的作用制备一定浓度的单层或多层石墨烯溶液. Coleman等参照液相剥离碳纳米管的方式将石墨分散在N-甲基-吡咯烷酮 (NMP) 中, 超声1h后单层石墨烯的产率为1%[22], 而长时间的超声(462h)可使石墨烯浓度高达 1.2mg/mL, 单层石墨烯的产率也提高到4%[23]. 他们的研究表明[22], 当溶剂的表面能与石墨烯相匹配时, 溶剂与石墨烯之间的相互作用可以平衡剥离石墨烯所需的能量, 而能够较好地剥离石墨烯的溶剂表面张力范围为40~50mJ/m2; Hamilton等[24]把石墨直接分散在邻二氯苯(表面张力: 36.6mJ/m2)中, 超声、离心后制备了大块状(100~500nm)的单层石墨烯; Drzal等[25]利用液−液界面自组装在三氯甲烷中制备了表面高度疏水、高电导率和透明度较好的单层石墨烯. 为提高石墨烯的产率, 最近Hou等[26]发展了一种称为溶剂热插层(solvothermal-asssisted exfoliation)制备石墨烯的新方法(图1), 该法是以EG为原料, 利用强极性有机溶剂乙腈与石墨烯片的双偶极诱导作用(dipole- induced dipole interaction)来剥离、分散石墨, 使石墨烯的总产率提高到10%~12%. 同时, 为增加石墨烯溶液的稳定性, 人们往往在液相剥离石墨片层过程中加入一些稳定剂以防止石墨烯因片层间的范德华力而重新聚集. Coleman 研究小组在水/十二烷基苯磺酸钠( SDBS) 中超声处理石墨30min, 详细研究了石墨初始浓度以及SDBS浓度对石墨烯产率的影响, 发现所得的石墨烯多数在5层以下, 并且具有较高的导电率(~104 S/m)[27], 后来发现柠檬酸钠作为稳定剂也具有较好的剥离分散效果[28]. Englert 等[29]合成一种新型的水溶性含大芳香环的两亲性物质并作为片层石墨的稳定剂(图2), 利用该物质与石墨片层的π−π堆积与疏水作用来制备稳定的石墨烯水溶液. 最近, 为同时提高单层石墨烯的产率及其溶液的稳定性, Li等[30]提出“exfoliation-rein-tercalation-expansion”方法(图3), 以高温处理后图1 溶剂热剥离法制备石墨烯[26]Fig. 1 Schematic illustration of solvothermal-assisted exfo-liation and dispersion of graphene sheets in CAN[26](a) Pristine EG; (b) EG; (c) Insertion of CAN molecules into the inter-layers of EG; (d) Exfoliated graphene sheets dispersed in ACN; (e) Optical images of graphene solutions第6期袁小亚: 石墨烯的制备研究进展 563图2 合成的水溶性两亲性物质[29]Fig. 2 Soluble perylene-based bolaamphiphile detergent[29]图3 “剥离−再插层−膨胀”法制备石墨烯[30]Fig. 3 Route of “exfoliation-reintercalation-expansion” to graphene [30]的部分剥离石墨为原料, 用特丁基氢氧化铵插层后,再以DSPE-mPEG 为稳定剂, 合成的石墨烯90%为单层, 且透明度较高(83%~93%). 另外, 一些研究人员研究了利用气流的冲击作用来提高剥离石墨片层的效率, Janowska 等[31]以膨胀石墨为原料, 微波辐照下发现以氨水做溶剂能提高石墨烯的总产率(~8%), 深入研究证实高温下溶剂分解产生的氨气能渗入石墨片层中, 当气压超过一定数值足以克服石墨片层间的范德华力而使石墨剥离. Pu 等[32]将天然石墨浸入超临界CO 2中30min 以达到气体插层的目的, 经快速减压后将气体充入SDBS 的水溶液中即制得稳定的石墨烯水溶液, 该法操作简便、成本低, 但制备的石墨烯片层较多(~10层).因以廉价的石墨或膨胀石墨为原料, 制备过程不涉及化学变化, 液相或气相直接剥离法制备石墨烯具有成本低、操作简单、产品质量高等优点, 但也存在单层石墨烯产率不高、片层团聚严重、需进一步脱去稳定剂等缺陷. 为克服这种现象, 最近Knieke 等[33]发展了一种大规模制备石墨烯的方法, 即液相“机械剥离”. 该法采取了一种特殊的设备, 高速剪切含十二烷基磺酸钠的石墨水溶液, 3h 后溶液中单层和多层石墨烯的浓度高达25g/L, 而5h 后50%以上的石墨烯厚度小于3nm, 该法具有成本低、产率高、周期短等优势, 是一种极有诱惑力的大规模制备石墨烯的途径.3 化学法制备石墨烯3.1 化学气相沉积法(CVD)化学气相沉积(chemical vapor deposition, CVD) 是反应物质在相当高的温度、气态条件下发生化学反应, 生成的固态物质沉积在加热的固态基体表面, 进而制得固体材料的工艺技术. CVD 是工业上应用最广泛的一种大规模制备半导体薄膜材料的方法, 也是目前制备石墨烯的一条有效途径. Srivastava 等制备[34]采用微波增强CVD 在Ni 包裹的Si 衬底上生长出了约20nm 厚的花瓣状石墨片, 形貌并研究了微波功率对石墨片形貌的影响. 研究结果表明: 微波功率越大, 石墨片越小, 但密度更大. 此种方法制备的石墨片含有较多的Ni 元素. Zhu 等[35-36]用电感耦合射频等离子体CVD 在多种衬底上生长出纳米石墨微片. 这种纳米薄膜垂直生长在衬底上, 形貌类似于Srivastava 等[34]制备的“花瓣状”纳米片, 进一步研究发现这种方法生长出来的纳米石墨片平均厚度仅为1nm, 并且在透射电镜下观察到了垂直于衬底的单层石墨烯薄膜(厚0.335nm). Berger 等[37-38]将SiC 置于高真空(1.33×10−10 Pa)、1300 ℃下, 使SiC 薄膜中的Si 原子蒸发出来, 制备了厚度仅为1~2个碳原子层的二维石墨烯薄膜. 最近韩国成均馆大学研究人员[39]在硅衬底上添加一层非常薄的镍(厚度< 300nm), 然后在甲烷、氢气与氩气混合气流中加热至1000℃, 再将其快速冷却至室温, 即能在镍层上沉积出6~10层石墨烯, 通过此法制备的石墨烯电导率高、透明性好、电子迁移率高(~3700 cm 2 /(V·s)),并且具有室温半整数量子Hall 效应, 而且经图案化后的石墨烯薄膜可转移到不同的柔性衬底, 可用于制备大面积的电子器件(如电极、显示器等), 为石墨烯的商业化应用提供了一条有效的途径. CVD 法可满足规模化制备高质量、大面积石墨烯的要求, 但现阶段较高的成本、复杂的工艺以及精确的控制加工条件制约了CVD 法制备石墨烯的发展, 因此该法仍有待进一步研究[40-42].3.2 晶体外延生长法(SiC 高温退火)[43-44]通过加热单晶6H-SiC 脱除Si, 从而得到在SiC 表面外延的石墨烯. 将表面经过氧化或H 2刻蚀后的SiC 在高真空下通过电子轰击加热到1000℃以除掉表面的氧化物, 升温至1250~1450, ℃恒温1~20min, 可得到厚度由温度控制的石墨烯薄片. 这种方法得到的石墨烯有两种, 均受SiC 衬底的影响很大: 一564 无机材料学报第26卷种是生长在Si层上的石墨烯, 由于和Si层接触, 这种石墨烯的导电性受到较大影响, 一种生长在C层上的石墨烯则有着极为优良的导电能力. 这种方法条件苛刻(高温、高真空)、且制造的石墨烯不易以从衬底上分离出来, 难以能成为大量制造石墨烯的方法.3.3氧化−还原法(含氧化−修饰−还原法)这是目前最常用的制备石墨烯的方法, 国内外科学家已经对这方面做了大量的研究[16, 45-46]. 石墨本身是一种憎水性物质, 与其相比, GO表面和边缘拥有大量的羟基、羧基、环氧等基团, 是一种亲水性物质, 正是由于这些官能团使GO容易与其它试剂发生反应, 得到改性的氧化石墨烯; 同时GO层间距(0.7~1.2nm)[47]也较原始石墨的层间距(0.335nm)大, 有利于其它物质分子的插层. 制备GO的办法一般有3种: Standenmaier法[48]、Brodie法[49]、Hummers法[50]. 制备的基本原理均为先用强质子酸处理石墨, 形成石墨层间化合物, 然后加入强氧化剂对其进行氧化. 因这些方法中均使用了对化工设备有强腐蚀性、强氧化性的物质, 故现今有不少GO 的改进合成方法[51-52]. GO的结构比较复杂, 目前还没有公认的结构式, 比较常用的一种如图4所示[53] (关于GO化学结构的讨论可参阅[46, 54]).GO还原的方法包括化学液相还原[21]、热还原[55-56]、等离子体法还原[57]、氢电弧放电剥离[58]、超临界水还原[59]、光照还原[60-62]、溶剂热还原[63-64]、微波还原[65-68]等, 其中又以化学液相还原研究的最多, 常见的还原剂有水合肼[21, 69-72]、H2[73-74]、二甲肼[75]、对苯二酚[76]、NaBH4[77]、强碱[78]、MeReO3/ PPh3[51] 、纯肼[79]、Al粉[80]、维生素C[81-82]、乙二胺[83]、Na/CH3OH[84], Ruoff与Loh等对此作了很好的综述[46, 85]. 结构完整的二维石墨烯晶体表面呈惰性状态, 化学稳定性高, 与其它介质的相互作用较图4 石墨烯氧化物的结构式[53]Fig. 4 The structure of graphene oxide[53] 弱, 并且石墨烯片之间有较强的范德华力, 容易产生聚集, 使其难溶于水及常用的有机溶剂, 这给石墨烯的进一步研究和应用造成了很多困难. 为了充分发挥其优良性质、改善其可成型加工性(如提高溶解性、在基体中的分散性等), 必须对石墨烯表面进行有效的修饰, 通过引入特定的官能团, 还可以赋予石墨烯新的性质, 进一步拓展其应用领域. 修饰是实现石墨烯分散、溶解和成型加工的最重要手段[18]. 目前人们常采用先对GO进行修饰然后再进行还原(即氧化-修饰-还原). 其中, 石墨烯的修饰主要有共价键修饰和非共价键修饰[46, 85].3.3.1共价键修饰由于GO表面及边缘上有大量的羧基、羟基和环氧等活性基团, 可以充分利用这些官能团的活性进行多种化学反应(图5)在石墨烯片上引入各种分子即可达到石墨烯的共价键修饰.酰胺化反应是石墨烯共价修饰较常用的一个途径. 为增强COOH的反应活性, 通常先将其活化, 常用的活化试剂有二氯亚砜[86-90]、1-乙基-3-(3-二甲基胺丙基)−碳化二亚胺(EDC)[91]、N, N`-二环己基碳化二亚胺(DCC)[92-93]等. Niyogi等[86]先将GO上的羧基转变为酰氯(用SOCl2活化)然后与十八胺的胺基反应, 还原后制得长链烷基修饰的石墨烯在四氢呋喃(THF)的溶解度达0.5mg/mL, 且在四氯化碳、二氯甲烷等常用有机溶剂中也均有较好的溶解性. Bourlinos等也考察了各种伯胺、氨基酸与胺基硅氧烷共价修饰的石墨烯, 发现经修饰的石墨烯在水或有机溶液有极好的稳定性[94]. 除酰胺化反应外, COOH的酯化反应或其它反应也可用于修饰石墨烯. Shen等[95]将羧酸转变成其钠盐后然后利用亲核取代反应将正丁基引入石墨烯片上, 还原后发现经共价修饰的石墨烯在一些有机溶剂如氯仿、甲苯均有较好的稳定性, 且溶液的紫外−可见吸收光谱非常吻合朗伯−比尔定律. Salavagione等[90]采用核磁共振、红外光谱法等多种手段证实了聚乙烯醇(PV A)可成功通过酯化反应键合到石墨烯表面, 而Veca 等[92]则利用PV A侧链的羟基在GO表面的接枝制备PV A与石墨烯的复合物, 用作高分子合金的相容剂. Stankovich等[96]利用异氰酸酯与GO上的羧基和羟基反应, 制备了一系列异氰酸酯基修饰的石墨烯, 该功能化石墨烯可以在DMF、NMP、DMSO、HMPA、THF 等非质子溶剂中形成稳定的胶束体系, 并能够长时间保持稳定, 该方法过程简单、条件温和、功能化程度高.除羧基可作为共价修饰的位点外, GO表面的环第6期袁小亚: 石墨烯的制备研究进展 565图5 石墨烯氧化物的共价修饰[85]Fig. 5 Schematic illustration of covalent functionalization of graphene [85]氧基团与羟基也可作为反应的活性点[97-99]. Yang 等[99]利用环氧基团与胺基的亲核取代反应制备表面硅功能化的石墨烯片(图6), 在硅树脂中加入少量该物质能大大改善树脂的力学性能. Satti [93]和Ruoff [100]等利用聚丙烯胺侧链的胺基与GO 表面的环氧基团的反应制备交联的石墨烯, 使得石墨烯薄膜的韧性与强度均有大幅度的提高. 利用高分子化合物主链或侧链的基团与GO 表面或边缘基团的化学反应不仅能改善石墨烯的各种性能, 而且也能制备种类繁多的高性能聚合物−石墨烯纳米复合材 料[101-105]. 石墨烯边缘一些活性双键或缺陷也能发生化学反应如自由基反应[106]、重氮化反应[107-108]、1, 3-偶极加成反应[109], 因此这些部位也能作为石墨烯共价修饰的活性位点.经共价修饰的石墨烯衍生物具有较好的溶解性和可加工性, 但由于杂原子官能团的引入, 破坏了石墨烯的大π共轭结构, 使其导电性与其它性能显著降低, 因此共价修饰的同时如何尽量保持石墨烯的本征性质是一个不容忽视的问题, 为更好地解决此问题, Samulski 与Li 等各自发展了新的共价修饰途径. Samulski 等[110]首先采用硼氢化钠预还原GO, 然后磺化, 最后再用肼还原的方法, 得到了磺酸基功能化的石墨烯. 该方法通过预还原除去了GO 中的多数含氧官能团, 很大程度上恢复了石墨烯的共轭结构, 其导电性显著提高, 而且由于在石墨烯表面引入磺酸基, 使其可溶于水, 便于进一步的研究及应用. Li 等用氨水调节GO 水溶液pH 等于10, 然后用肼还原同样得到导电性高(~7200 S /m)、力学性能好(拉伸模量: 35GPa)、透明性优异(透光率>96%)的石墨烯材料[111], 该法关键之处是控制溶液pH, 在碱性环境(pH=10)中石墨烯表面羧基变成羧酸负离子, 使得石墨烯片与片之间产生较强的静电排斥力(图7), 因此制备的石墨烯水溶液也具有非常好的稳定性.3.3.2 非共价键修饰除了通过在GO 表面上键合一些特定的化学基团来避免还原GO 时石墨烯片层间的重新堆集, 也能利用一些分子与石墨烯之间较强的相互作用力(如π−π堆积力、van der waals 作用力、氢键)来达到稳定单层石墨烯片的效果[85]. 通常这类分子含有较大的芳香环或较强的共轭体系, 能够与大π共轭结构的石墨烯发生较强的相互吸引而被吸附到石墨烯片层上从而得到稳定的胶体分散系统. 芘及其衍生物是一类常用于非共价修饰碳纳米管的共轭结构的分子[112-113], 利用它与石墨烯之间的π−π相互作用, Xu 等研究了芘丁酸对石墨烯的非共价修饰, 使566 无机材料学报第26卷图6 通过环氧位点表面硅功能化的石墨烯片[99]Fig. 6 Silane-functional graphene via chemical reaction on epoxy site[99]图7 化学法制备高分散水溶性石墨烯溶液[111]Fig. 7 Chemical route to the synthesis of aqueous graphene dispersions[111]其在水中形成稳定的分散, 并通过抽滤得到高性能柔性石墨烯薄膜[112]. Stankovich等在还原过程中使用高分子量聚苯乙烯磺酸钠(PSS)对GO表面进行吸附包裹, 避免了团聚, 成功制备了PSS包裹的改性单层石墨烯水溶液[114]. 这是由于PSS 与石墨烯之间有较强的非共价键作用(π−π堆积力), 阻止了石墨烯片的聚集, 使该复合物在水中具有较好的溶解性(1 mg/mL). Hao等[115]用四氰基苯醌作为石墨烯的稳定化剂, 同样获得了能溶于水及有机溶剂(DMSO、DMF) 的非共价修饰的石墨烯. 除利用小分子作为石墨烯的稳定剂外, 一些高分子也能通过非共价作用来修饰石墨烯[73, 116-120]. Li等利用具有大π共轭结构聚苯乙炔类高分子PmPV 与石墨烯之间的相互吸引作用, 制备了PmPV 非共价键修饰的石墨烯带[73].3.4其它方法除上述常用的几种制备石墨烯路线外, 国内外仍不断探索石墨烯新的制备途径. Chakraborty等[121]在成熟的石墨−钾金属复合物基础上制备了聚乙二醇修饰的石墨纳米片, 在有机溶剂及水中均溶解性较好. Wang等[122]利用Fe2+在聚丙烯酸阳离子交换树脂中的配位−掺碳作用, 发展了一种新型的、大规模制备石墨烯的方法: 原位自生模板法(in situ self-generating template), 该法具有产率高、产品晶型好的特点, 制备的石墨烯能作为甲醇燃料电池Pt 催化剂的优良载体. 最近, 复旦大学Feng首先采用Li方法[111]制备石墨烯溶液后, 然后通过高真空(P≈20Pa)低温冷冻干燥制备了高度疏松的粉体石墨烯, 该粉状物只需经简单的超声就能在DMF等有机溶剂中重新形成稳定的胶体分散体系[123], 该法提供了快速简便地大规模制备固态单层石墨烯的途径, 克服了传统方法只能制备分散、稳定石墨烯溶液的缺点, 为石墨烯商业化应用打下了良好基础.4 展望在短短的几年间, 石墨烯以其具有的优异性能及各种潜在的应用前景, 得到快速发掘和开发. 与此同时, 人们需要大量高质量、结构完整的石墨烯材料. 这就要求提高或进一步完善现有制备工艺的水平, 探索新的制备路径. 微机械法显然不能满足未来工业化的要求, 直接剥离法能制备高质量的石墨烯, 但产率太低、耗时太长; 化学气相沉积法可以制备出大面积且性能优异的石墨烯薄膜材料, 但现第6期袁小亚: 石墨烯的制备研究进展 567有的工艺不成熟以及成本较高都限制了其大规模应用, 因此还需进一步探索、完善. 氧化−还原法虽然能够以相对较低的成本制备出大量的石墨烯, 但即使被强还原剂还原后, 石墨烯的原始结构也并不能完全恢复(特别是经过共价修饰后的石墨烯), 而使其电子结构及晶体的完整性均受到严重的破坏,一定程度上限制了其在某些领域(如精密的微电子领域)中的应用. 因此, 如何大量、低成本制备出高质量的石墨烯材料仍是未来研究的一个重点. 此外, 由于表面修饰能改善或丰富石墨烯的各种性能, 也应该关注如何更好的修饰, 特别是非共价修饰,进一步提高石墨烯各方面性能, 促进其器件化、工业化、商品化的进程.参考文献:[1] Novoselov K S, Geim A K, Morozov S V, et al. Electric field effectin atomically thin carbon films. 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水合肼与抗坏血酸还原氧化石墨烯

水合肼与抗坏血酸还原氧化石墨烯

水合肼与抗坏血酸还原氧化石墨烯吕亚楠1,2,夏林1,陶呈安1,朱慧1,王建方1,*1国防科技大学理学院化学与生物学系,湖南长沙,4100732湖南师范大学化学化工学院,湖南长沙,410081*Email: wangjianfang@2004年Geim等发现了石墨烯的电场效应后,石墨烯的研究发展十分迅速,展现出了诱人的发展前景[1]。

目前合成石墨烯的方法主要有物理微机械剥离法、氧化-还原法、化学气相沉积(CVD)、SiC热解法等。

氧化还原法简便易行而且可以通过改变还原剂或者添加分散剂得到水溶液中分散良好的石墨烯。

本文首先运用改进的Hummer方法[2]制备出了氧化石墨烯,然后分别用水合肼100℃回流和抗坏血酸常温N2保护下还原得到石墨烯,并利用傅立叶红外光谱(FT-IR)、X-射线衍射分析(XRD)、透射电子显微镜(TEM)进行分析。

结果表明:抗坏血酸可以将氧化石墨上大部分含氧官能团有效去除,并且可以得到分散良好的石墨烯水分散系,该方法有望用于大量制备水溶性石墨烯。

Fig. 1Photographs of aqueous dispersions of GO(A) and RGOprepared by hydrazine hydrate(B) and ascorbic acid(C)关键词:改进的Hummer法;水合肼;抗坏血酸参考文献[1] Novoselov, K. S.; Geim, A. K.; Morozov, S. V.; Jiang, D.;Zhang, Y.; Dubonos, S. V.; Grigorieva, I. V.; Firsov, A. A. Science 2004, 306, 666-669.[2] Daniela C. Marcano, Dmitry V. Kosynkin, Jacob M. Berlin, Alexander Sinitskii, Zhengzong Sun,Alexander Slesarev, Lawrence B. Alemany, Wei Lu, and James M. Tour.Nano letter.2010,4(8). 4806-4814.Reduction of Graphene Oxidevia Hydrazine Hydrate and Ascorbic AcidLv Ya'nan1,2, Xia Lin1,Tao Cheng'an1, Zhu Hui1, Wang Jianfang1,*1College of Science, National University of Defense Technology, Changsha, 410073 2College of Chemistry and Chemical Engineering , Hunan NormalUniversity,Changsha,410081In this paper, we prepared graphite oxide powder by modified Hummer method, then reduced℃ascorbic acid at room temperature it respectively via hydrazine hydrate refluxing at the 100 andunder the protection of N2. The products were characterized by FT-IR , XRD, TEM. Results indicate that ascorbic acid can remove most of the oxygen functionalities of GO, and we can obtain better RGO aqueous dispersions. This method is more promising in large scale production of water soluble graphene.。

improve synthesis of graphene oxide

improve synthesis of graphene oxide

graphitic material,and indeed,either in thinfilms partial restoration of the graphitic structure accomplished by chemical reduction12,29Ϫ31to converted graphene(CCG).However,thestructure(with its desired properties)is not restored using these conditions,and significant de-introduced.32we reported the scalable preparation of oxide nanoribbons(GONRs)from multiwalled nanotubes by treatment with KMnO4and con-SO430and the discovery that the addition phosphoric acid(H3PO4)to this reaction produced more intact graphitic basal planes.33Re-these second-generation GONRs producedwere comparable in conductivity to thosereduction of thefirst-generation GONRs. hypothesized that this oxidation procedure(KMnO4 mixture of concentrated H SO/H PO,called gas evolution during preparation,and equivalent ductivity upon reduction,make it attractiveing material on a large scale.It may also show performance in materials applications,suchbranes,TEM grids,or temperature-sensitive fabrication.DISCUSSIONThe increased efficiency of the IGO methodpared to the HGO and HGOϩmethods wasafter thefirst purification step for each method. drophilic carbon material produced duringtion passed through the sieve,while the under-oxidized hydrophobic carbon material was retaineddue to its particle size and low water solubility.cantly less under-oxidized material was generatedthe production of IGO(0.7g)compared toor HGOϩ(3.9g)when starting with3g ofRepresentation of the procedures followed starting with graphiteflakes(GF).Under-oxidized hydrophobic recovered during the purification of IGO,HGO,and HGO؉.The increased efficiency of the IGO method small amount of under-oxidized material produced.techniques indicated that the order of HGOϽHGOϩϽIGO.Thermogravi-(TGA)of the materials(Figure4)showed losses between150and300°C,whichCO2,and steam release10from the functional groups.Between400and950°C,a slower mass loss was observed andto the removal of more stable oxygenBy TGA,HGO had the smallest weight and IGO had similar weight losses.Solid-state13C NMR(Figure5)suggests der of overall oxidation is HGOϽHGOspectra recorded using514nm laser excitation and(B)FTIR-ATR spectra of HGO؉Tapping mode AFM topographic images and height profiles of a single layer of(A)HGO؉,(B)HGO,and(C)can be assigned as described previously:10,35,36carbonyls near 190ppm;ester and lactol carbonyls 164ppm;graphitic sp 2carbons near 131ppm;ϪC(sp 3)ϪO near 101ppm;and alcohols at ppm with an upfield intense signal from epoxides 61ppm.The simplest measure of oxidation between the alcohol/epoxide signal and graphitic carbon signal.This ratio is greatest for IGO and HGO.It is also noteworthy that IGO appears to epoxide functionalities than either of the other X-ray diffraction (XRD)spectra (Figure 6)the same order of overall oxidation.For XRD,interlayer spacing of the materials is proportional degree of oxidation.The spacings are 9.5,9.0,and IGO,HGO ϩ,and HGO,respectively.Also,the spectrum had a peak at 3.7Å,indicating that traces starting material (graphite flakes)were present in O,286.2eV),carbonyl (C A O,287.8eV),and carbox-ylates (O ϪC A O,289.0eV).10All percentages of the dized materials were combined such that IGO had oxidized carbon and 31%graphitic carbon;HGO ϩand 37%;HGO contained 61and 39%of the oxi-dized carbon and graphitic carbon,respectively.The XPS spectra were then normalized with respect C A C peak (Figure 7).The degree of oxidation sample is similar to the amount indicated by NMR.IGO is the most oxidized material,HGO ϩisslightly (ϳ10%)less oxidized,and HGO is the least dized.Moreover,the apparent peak at ϳ287eV,corre-sponding to the oxidized carbons for IGO,is sharper the same peak for HGO ϩ.This suggests that,similar levels of overall oxidation,the IGO has a more regular structure than that of HGO ϩ.38Transmission electron microscopy (TEM)images three samples support the assertion that IGO has 4.TGA plots of HGO ؉,HGO,and IGO.Figure 5.13C NMR (50.3MHz)spectra obtained of HGO,HGO ؉and IGO [12kHz magic angle spinning (MAS),a 90°13C pulse,41ms FID,and 20s relaxation delay].Integration areas are shown under each peak.Figure 6.XRD spectra of HGO,HGO ؉,and IGO (1.54059␣1as wavelength).The UV/vis spectra of the three materials suggest the more ordered structure of IGO is due to greater retention of carbon rings in the basal planes.The spectra were recorded for an equal concentration material (Figure 9).The degree of remaining jugation can be determined by the ␭max of each UV/vis spectrum.The more ␲¡␲*transitions (conjugation),less energy needs to be used for the electronic which results in a higher ␭max .IGO,HGO ϩ,all have a very similar ␭max ,which is in the231nm range as previously reported for GO.for all three materials,a similar shoulder around nm is observed and can be attributed to n ¡transitions of the carbonyl groups.This suggests materials are grossly similar in structure,as the IR,and AFM data indicated.However,IGO has extinction coefficient than those of HGO ϩsuggesting that,for an equal amount of each sample,the IGO has more aromatic rings or isolated Bulk samples of the oxidized materials were re-duced using hydrazine hydrate and then annealed and 900°C in Ar/H 2.In general,for the hydrazine duction,100mg of the IGO,HGO,or HGO ϩmaterial dispersed in 100mL of DI water,stirred for 30then 1.00mL of hydrazine hydrate was added.mixtures were heated at 95°C using a water min;a black solid precipitated from the reaction mixture.Products were isolated by filtration (PTFE pore size)and washed with DI water (50mL,methanol (20mL,3ϫ),producing 54,57,and of the reduced chemically converted IGO (CCIG),chemically converted HGO ϩ(CCHG ϩ),and chemically converted HGO (CCHG),respectively.After reduction,signal from oxidized carbons could be detected Only a broad aromatic/alkene NMR signal could detected for CCHG,CCHG ϩ,and CCIG.This signal shifted upfield relative to that in the precursor HGO ϩ,and IGO;the peak maximum after reduc-7.C1s XPS spectra of HGO ؉,HGO,and IGO normal-with respect to the C A C peak.images of (A)HGO ؉,(C)HGO,(E)IGO and their diffraction patterns (B),(D),and (F),respectively.electron diffraction (SAED)patterns corresponded to the graphene films in the TEM images.support films (Ted Pella,Inc.)were used to prepare the samples.Figure 9.UV/vis spectra recorded in aqueous solutions mg/mL of HGO ؉,HGO,and IGO.the tuning and matching of the13C and1H channels of the probe.After reduction and annealing in Ar/H2at900°C,no NMR signal could be detected for any of the samples,consistent with their becoming even more graphite-like.35XPS analysis of the black solids showed similar lev-els of reduction for all three materials when they were hydrazine reduced and when they were annealed(Fig-ure10;in Figure10B,C,the annealed materials are des-ignated by the prefix“ann”to differentiate them from standard e-beam lithography(we used PMMA as a posi-tive resist),and then20nm thick Pt contacts were formed by e-beam evaporation and lift-off process.Fig-ure11C shows a SEM image of a typical electronic device.The electrical measurements were performed using a probe station(Desert Cryogenics TT-probe6system) under vacuum with chamber base pressure below10Ϫ5 Torr.Normally,the devices were kept under vacuum for at least2days before the measurements.TheFigure10.C1s XPS spectra of(A)hydrazine reduced,(B)further300°C/H2-annealed materials,(C)900°C/H2-annealed materials. The annealed materials in panels B and C are designated by the prefix“ann”to differentiate them from the materials in A that were only hydrazine reduced.annealed in Ar/H2at300or900°C for0.5h.Forthermally annealed materials,we measured atdevices for each material.We found that,after thermal treatment at300°C,the conductivities ofannCCG materials dramatically increase up to2.1Ϯ(annCCHG),6.8Ϯ4.4S/cm(annCCHGϩ),andS/cm(annCCIG);the scatter plot is shown inThe annCCHG is statistically significantly less conductive than the other two samples(pϽ0.05,t assuming equal variance),but due to the smalldevices for annCCHGϩ,it is difficult to deter-annCCHGϩand annCCIG are significantlyThe statistical significance of the increase in conductivity for annCCHGϩcompared to annCCIG is pϭ0.04,t test assuming equal variance)and completely driven by the outlier point at15.0(remov-point,pϭ0.24,t test assuming equal variance).well as in other cases,the conductivities were calculated assuming the thicknesses of theflakesG materials annealed at even higherture of900°C exhibit further increases in conductivities up to375Ϯ215S/cm(annCCHG),350Ϯ125 (annCCHGϩ),and400Ϯ220S/cm(annCCIG)11F).There is no statistically significant difference tween any of the samples after annealing at900 gesting that high temperature annealing eliminates most of the differences in composition and structure present in the three samples.CONCLUSIONSThe improved method for producing GOcant advantages over Hummers’method.Thefor running the reaction does not involve a large therm and produces no toxic gas.Moreover,proved method yields a higher fraction of well-oxidized hydrophilic carbon material.This IGO is more(A,B)SEM images of CCIGflakes on Si/SiO2substrate.(C)SEM image of a typical electronic device for CCIGflake.(D)Source؊drain current(I sd)؊gate voltage(V g)characteristics of the same electronic device CCIGflake measured in air and in vacuum after3days of evacuation in the probe station chamber at ؊5Torr.(E)Plot of the mean conductivities for the monolayer annCCHG,annCCHG؉,and annCCIGflakesAr/H2at300°C for0.5h.(F)Plot of the mean conductivities for the monolayer annCCHG,annCCHG؉, annealed in Ar/H2at900°C for0.5h.。

微波辅助离子液体合成水杨酸-2-乙基己酯

微波辅助离子液体合成水杨酸-2-乙基己酯

参 考 文献 [ ] 在常 温下 分别 将 4种不 同的酸 8,
( 硫 酸 、 酸 、 硼 酸 、 甲苯 磺 酸 ) 加 到 等 物 浓 磷 氟 对 滴 质 的量 的 N一 甲基 吡 咯烷 酮 中 , 8 在 0℃搅 拌 回流 反 应 2h 冷却 至 室温 , , 减压 蒸馏 , 4种不 同 的离 得
微波功率/ w 产量/ g 收率 , % 折 光 率
子液 体 ( [Hn mp] HS 4 Hn O 、[ mp] H P 4 O 、 [ mp B [ mp P S , Hn ] F 、 Hn ] T A) 离子 液 体 通 过 I R
浓硫 酸 的弊端 , 存在 催化 剂制 备复 杂 、 应 时间 但 反 过长及 非均 相反 应等 缺点 。 离子液 体作 为 一种 新 型 的绿 色催 化 剂 , 已经
倪 春 梅 , 风 军 . 波 合 成 技 术 及 在有 机 合 成 中 的 应 用 E ] 广 盛 微 J.
州 化 工 ,0 4 3 ( ) l ~ 1 2 0 ,2 2 :1 4
摘要 : 实验 以水 杨 酸 与 2乙基 己醇 为原 料 , 离 子 液 体 [ mp HS 为催 化 剂 , 微 波 辐 射 下 合 成 了 水 杨 酸一 一 以 Hn ] O 在
2乙 基 己 酯 。通 过 红外 光 谱 、 外 光 谱 、 质 联 用 等 手 段 对 产 物进 行 了确 证 。考 察 了影 响 反 应 的 因 素 , 验 结 一 紫 色 实 果 表 明最 佳 反 应 条 件 为 : 杨 酸 0 0 o ,( 杨 酸 ):n 2乙基 己醇 ) l:4 微 波 时 间 8 n 微 波 功 率 水 .5t ln 水 o (- 为 , 0mi , 4 0W , 化 剂 用 量 0 9g 不 加 带 水 剂 , 率 可 达 9 . 3 。 0 催 . , 收 5O 关键 词 : 子 液 体 离 微波 水 杨 酸 2乙 基 己 酯 一 文献标识码 : A

CdS纳米微粒的制备方法、表征及光催化活性

CdS纳米微粒的制备方法、表征及光催化活性

CdS纳米微粒的制备方法、表征及光催化活性刘宗瑞;谢立娟;刘建华;王斌;段莉梅【摘要】以硝酸镉和硫脲为原料,二乙醇胺为模板剂,采用水热合成法制备了CdS 纳米微粒.用XRD、SEM、TEM等方法对催化剂的结构与形貌进行了表征,表明制备的纳米CdS均为纯的六方晶相结构;并通过BET法测定了其比表面积.以甲基橙的降解为模型反应,研究了纳米CdS的光催化活性,实验结果表明,水热120℃、晶化18 h条件下制备的CdS纳米微粒的光催化活性最好,对甲基橙的降解率达到80%.【期刊名称】《内蒙古民族大学学报(自然科学版)》【年(卷),期】2018(033)004【总页数】4页(P292-295)【关键词】CdS纳米微粒;水热合成;光催化【作者】刘宗瑞;谢立娟;刘建华;王斌;段莉梅【作者单位】内蒙古民族大学化学化工学院,内蒙古通辽 028043;内蒙古民族大学化学化工学院,内蒙古通辽 028043;内蒙古民族大学化学化工学院,内蒙古通辽028043;内蒙古民族大学化学化工学院,内蒙古通辽 028043;内蒙古民族大学化学化工学院,内蒙古通辽 028043【正文语种】中文【中图分类】O643.36随着全球工业生产的发展和城市化进程的加快,产生的大量工业废水和城市生活废水未进行有效处理而排放,对人类赖以生存的水资源造成了日益严重的污染,因此水资源污染的净化与处理成为当今人类急需解决的重要问题之一.在对被污染的水资源进行净化处理过程中,有些对人体有害的有机物很难通过过滤等方法除去,而采用半导体光催化技术将有机污染物降解成为无毒、无害的物质是一种很有效的净化污水的方法〔1-3〕.半导体光催化技术是在常温常压下利用太阳能降解废水中多种难降解的有机物质,并在此过程中很少产生二次污染〔4-5〕.许多人研究了二氧化钛型、硫化镉型、钙钛矿型、三氧化二铋型等光催化剂的制备和应用〔6-9〕,其中,CdS具有2.42 eV的能带隙,是一种重要的半导体纳米材料,在电、磁、催化等方面都有许多应用〔10-12〕,特别是CdS纳米微粒粒径小、比表面积大,具有带隙能小、可见光响应等特点,这些特点使CdS纳米微粒有良好的光催化降解有机物的性能,在光催化降解方面有着广泛的应用前景〔13-16〕.研究表明,通过改变CdS晶体的形貌和比表面积可提高其光催化活性〔17-18〕.本文采用水热合成法,以硝酸镉和硫脲为原料合成了CdS纳米微粒,用XRD、SEM、TEM等方法对其结构与形貌进行了表征,并在紫外灯照射下研究了CdS纳米微粒对甲基橙的光催化降解活性,取得了良好的效果.1 实验部分1.1 试剂和仪器试剂:硫脲((NH2)2CS),硝酸镉(Cd(NO3)2·4H2O),无水乙醇(C2H5OH),二乙醇胺(C4H11NO2),甲基橙(C14H14N3NaO3S),过氧化氢30%(H2O2),盐酸(HCl)等所需试剂均为分析纯.主要仪器:反应釜(50 mL,聚四氟乙烯内衬);PHS-3B精密pH计(上海精密科学仪器有限公司);79-1型磁力加热搅拌器(江苏省金坛市荣华仪器制造有限公司);TDZ4-WS低速台式离心机(长沙湘仪离心机仪器有限公司);250 W高压汞灯(长春市亚制照明电器有限公司);D8-FOCUS型X-射线粉末衍射仪(德国BRUKER公司),H-7650透射电子显微镜(日本HITACHIH公司),S-4800冷场发射扫描电子显微镜(日本HITACHIH公司);ASAP 2010型比表面测定仪(美国MICROMERITICS公司);紫外可见分光光度计(TU-1810型,北京普析通用仪器有限责任公司).1.2 纳米硫化镉的制备按n(Cd)∶n(S)=1∶1量取0.012 mol硝酸镉和0.012 mol硫脲加入盛有一定量二乙醇胺和水(体积比为1∶1)作溶剂的烧杯中,并将通过磁力搅拌混合均匀的溶液装入反应釜内,再把反应釜放入电热鼓风干燥箱,通过改变反应温度和反应时间,制备出一系列黄色的CdS沉淀.再将所得黄色沉淀分别用无水乙醇和蒸馏水洗涤,然后在60℃条件下真空干燥6 h,最后制备出黄色CdS粉末.1.3 光催化活性实验采用浓度为20 mg·L-1的甲基橙溶液为降解对象.称量一定量的催化剂加入到甲基橙溶液内,保持反应器恒温,用紫外灯照射,灯距液面10 cm.光照时间为120 min,每隔一段时间取样一次,离心分离,分离出上层清液后,用紫外可见分光光度计测其吸光度A.按下式计算降解率:式中:A0为甲基橙初始吸光度;At为不同时刻甲基橙吸光度.2 结果与讨论2.1 XRD分析图1 CdS样品的XRD图Figure 1 The XRD pattern of sample CdS(a-120℃,10 h;b-120℃,18 h;c-180 ℃,10 h;d-180 ℃,18 h)图2 CdS样品的透射电镜图Figure 2 The TEM image of sample CdS(a-120℃,18 h;b-120℃,10 h;c-180 ℃,10 h;d-180 ℃,18 h)图1是制备的纳米CdS XRD谱图.从图1分析可知,2θ角在20°~30°之间分别出现了三个明显的衍射峰(100、002和101),2θ角在40°~55°之间也分别出现了三个明显的特征峰(110、103和112),而这6个特征峰的位置与标准卡片(JCPDF 41-1049)上六方晶相α-CdS的衍射峰位置一致,并且谱图中无杂质衍射峰出现,表明所合成的样品均为纯的六方晶相CdS(纤锌矿结构).从图1 a 可看出,120℃水热晶化10 h,CdS的XRD衍射峰强度较低;晶化时间延长至18 h,CdS的XRD衍射峰强度略有增强(见图1 b);当水热晶化温度为180℃时,样品的XRD衍射峰强度也略有增强(见图1 c和图1 d).2.2 TEM分析图2是CdS纳米微粒的TEM照片.由图2可知,纳米CdS的形貌均为直径20-50 nm近似球形的小颗粒,粒子直径较小,小颗粒之间发生聚集,由小的纳米粒子聚集成大小不均的大颗粒.可见,制备反应的温度及反应时间不同,影响着颗粒的大小及聚集的程度.当反应温度为120℃、反应时间为18 h和10 h得到的CdS纳米晶,前者比后者分散相对均匀(图2 a和2 b).随着反应温度的升高,聚集明显加重(图2 d),形成大小不均的球体.2.3 SEM分析由图3 CdS纳米微粒的扫描电镜图(SEM)可以看出,以二乙醇胺为模板剂制备的CdS样品是由许多小的纳米级粒子团聚生长成的微米级大颗粒.大颗粒CdS的表面粗糙呈蜂窝状,这样的形貌促使制备的纳米CdS具有较大的比表面积,有利于提高CdS的光催化性能.2.4 比表面积测定结果利用BET法测定样品CdS的比表面积.根据实验研究需要,测定了制备条件为水热温度和加热温度分别为120℃、18 h和120℃、10 h的两个样品的比表面积,前者比表面积为72 g·m-2,后者为68 g·m-2.2.5 光催化活性测试结果纳米CdS光催化活性的实验测试条件是催化剂用量为0.020 g,用盐酸调pH=3.0,保持反应器恒温,在磁力搅拌器的搅拌下紫外灯照射120 min.分别测定催化剂对甲基橙的光催化活性,如图4所示.由图4可知,四种样品在120 min内对甲基橙的降解率均缓慢上升.反应温度为180℃,反应时间为18 h的催化剂在120 min内甲基橙降解率仅达到52%(如图4曲线d);而反应温度为120℃、反应时间为18 h的CdS催化剂在120min时对甲基橙降解率达到80%(如图4曲线a);其它两种催化剂在前60 min 内对甲基橙降解率略有差别,但在60 min后甲基橙的降解率几乎相等(如图4曲线b和c所示).这表明在反应温度为120℃,反应时间为18 h条件下,以二乙醇胺为模板剂,所制备的CdS纳米微粒对甲基橙降解效果最好.图3 CdS样品的扫描电镜图Figure 3 The SEM image of sample CdS(a-120℃,18 h;b-120℃,10 h;c-180 ℃,10 h;d-180 ℃,18 h)图4 不同CdS纳米微粒催化剂对甲基橙的光催化活性Figure 4 Photocatalytic activity of different CdS nanoparticles on methyl orange(a-120℃,18 h;b-120℃,10 h;c-180 ℃,10 h;d-180 ℃,18 h)3 结论本文采用简单、便捷的水热合成法制备出了CdS纳米微粒催化剂,用XRD、TEM、SEM等手段对制备的样品进行了结构表征,并研究了不同制备条件下所得的催化剂对甲基橙的光催化活性.研究结果说明,制备的CdS纳米微粒是六方晶相结构,制备条件为120℃、18 h的纳米CdS催化剂的微粒分散程度相对较好,比表面积大,对甲基橙的催化降解效果最好,在催化120 min时降解率达到80%.参考文献【相关文献】〔1〕Thiruvenkatachari R,Vigneswaran S,Moon I S.A review on UV/TiO2photocatalytic oxidation process〔J〕.Korean J ChemEng,2008,25(1):64-72.〔2〕Tang H X,YanM,ZhangH,et al.Preparation and characterization of water-soluble CdS nanocrystals by surface modification of ethylene diamine〔J〕.Mater Lett,2005,59(8/9):1024-1027.〔3〕Bahnemann D.Photocatalytic water treatment:solar energy Appli-Cations〔J〕.Sol Energy,2004,77(5):445-459.〔4〕刘阳龙,郑玉婴,曹宁宁,等.水热法合成铁掺杂的硫化镉及光催化性能〔J〕.材料工程,2017,4(10):12-17.〔5〕Lu Y B.Highly stable CdS-Modified short TiO2nanotube array electrode for efficient visible-light hydrogen generation〔J〕.International,Journal of Hydrogen Energy,2011,36(1):167-174.〔6〕张金龙,陈锋,田宝柱,等.光催化〔M〕.上海:华东理工大学,2012:10-18.〔7〕宁轲,孙玉梅,陈磊.MOF结构ZnO的制备及其在光催化的应用〔J〕.赤峰学院学报(自然科学版),2017,19:31-34.〔8〕宋冰,程柯,武超,等.CdS量子点的制备和光学性质〔J〕.材料研究学报,2009(1):89-92.〔9〕YingWang,LingXu,ZongruiLiu ,etal.PhotocatalyticdegradationofRhoda-mine-Bonsynthesizednano-hybridCdScatalyst〔J〕.AsianJournalofChe-mistry,2016,28(2):365-368.〔10〕蔡彬.纳米硫化镉的制备与应用研究〔J〕.材料开发与应用,2010(6):62-66.〔11〕陈丰,陈晓,耿丽娟,等.CdS复合光催化材料的研究进展〔J〕.功能材料,2018,49(1):9-16.〔12〕GaoX,LiuXX,ZhuZM,etal.EnhancedvisiblelightphotocatalyticperformanceofCdSsensitizedTiO2nanorodarraysde coratedwith Aunanoparticlesaselectronsinks〔J〕.ScientificReports,2017,7(1):937-947.〔13〕Mi Q,Chen D Q,Hu J C.Nitrogen-doped graphene/CdS hollow spheres nano-compositewithenhancedphotocatalyticperformance〔J〕.Chinese Journal of Catalysis,2013,34(11):2138-2145.〔14〕段莉梅,崔海洋,赵伟强.硫化镉纳米材料对罗丹明B溶液的光催化降解性能〔J〕.内蒙古民族大学学报(自然科学版),2013,28(3):259-261.〔15〕宋锦,田秀君,方莎.硫化镉光催化降解活性染料的研究〔J〕.环境科学与技术,2008,31(2):43-46.〔16〕刘辉,邹继颖,武双双,等.CdS/TiO2复合膜制备及光催化降解罗丹明B的研究〔J〕.化工新型材料,2017,45(11):102-105.〔17〕丁优仙,于迎春,刘建军,等.不同晶型纳米CdS 的合成及光催化活性〔J〕.化学研究,2009,20(2):12-16.〔18〕章伊婷,潘乐玲,钟文武,等.超薄CdS纳米片的制备及光催化性能研究〔J〕.合成材料老化与应用,2018,47(2):75-79.。

材料物理课件1第一章 石墨烯材料

材料物理课件1第一章 石墨烯材料

•化学气相沉积法 将石墨烯薄膜外延生长(epitaxial growth)于各种各样基 板(substrate)
(1)加热SiC法 通过加热单晶6H-SiC脱除Si,从而得到在SiC表 面外延的石墨烯。将表面经过氧化或H2蚀刻后的SiC 在高真空下通过电子轰击加热到1000℃以除掉表面 的氧化物,升温至1250℃~1450℃,恒温1~20min, 形成石墨烯薄片,其厚度由加热温度决定。 这种方法得到的石墨烯有两种,物理性质受SiC 衬底的影响很大,一种是生长在Si层上的石墨烯, 由于和Si层接触,这种石墨烯的导电性受到较大影 响,而生长在C层上的石墨烯则有着极为优良的导电 能力。但这种方法制造的石墨烯难以被从SiC衬底上 分离出来,不能成为大量制造石墨烯的方法。
溶剂剥离法 将少量的石墨分散于溶剂中 ,形成低浓度的分散液 ,利用超 声波的作用破坏石墨层间的范德华力 ,此时溶剂可以插入石 墨层间 ,进行层层剥离 ,制备出石墨烯。 剑桥大学 Hernandez等 发现适合剥离石墨的溶剂最佳表面 张力应该在40~50mJ/ m的平方 ,并且在氮甲基吡咯烷酮中 石墨烯的产率最高(大约为8 %) ,电导率为6500S/ m。 Bar2ron 等 研究发现高定向热裂解石墨、热膨胀石墨和微 晶人造石墨适合用于溶剂剥离法制备石墨烯。溶剂剥离法可 以制备高质量的石墨烯 ,整个液相剥离的过程没有在石墨烯 的表面引入任何缺陷 .一的缺点是产率很低 ,限制它的商业 应用。
(3)润滑性:石墨的润滑性能取决于石墨鳞片的大小,鳞片越大,摩擦系数越 小,润滑性能越好。 (4)化学稳定性:石墨在常温下有良好的化学稳定性,能耐酸、耐碱和耐有机 溶剂的腐蚀。 (5)可塑性:石墨的韧性很好,可碾成很薄的薄片。 (6)抗热震性:石墨在高温下使用时能经受住温度的剧烈变化而不致破坏,温 度突变时

磁性纳米颗粒研究热点

磁性纳米颗粒研究热点

磁性纳米颗粒研究热点近年来,磁性纳米颗粒因为其优异的物理化学性质,如良好的磁性能,大的比表面积,表面易于功能化而被广泛地应用于各个领域。

主要为催化剂[1],吸波材料[2],生物医学工程[3],数据存储等。

磁性纳米颗粒在催化剂方面体现出极大的优势.通过将磁性纳米颗粒作为核,再将表面包覆不同的材料,如氧化硅,碳,聚合物等构建核壳纳米颗粒,能发展出一种新型催化剂.壳层材料提供催化活性,磁核协同催化。

既能提高催化效率,同时在外加磁场对磁性核作用下可以对催化剂进行分离和控制.这样就能够实现磁性纳米颗粒的可磁性回收和重复使用[4]。

如Xuan[5]等通过制备Fe3O4/Polyaniline/Au大幅提高了催化剂的可循环利用次数,从而方便的实现将催化剂控制和回收,将催化剂的循环利用,因此也降低了成本。

中科院的Huang和Liu[6]等合成的具有高比表面Ag的Fe3O4@TiO2纳米复合材料在半小时内可以完全催化降解亚甲基蓝溶液,由于具有磁性,所以通过外磁场分离后可以重复使用,并且重复使用光催化效率不会降低。

目前通过对磁性纳米颗粒进行表面改性或修饰,或者壳核结构设计,以合成出一系列的催化剂,并成功应用于有机合成中。

提高磁性纳米催化剂的稳定性和分散性是研究重点。

使用低毒性且易得的前体、环境友好溶剂和载体,在温和条件下合成稳定性好、活性高的超顺磁性纳米催化剂,将是今后磁性纳米催化剂发展方向[7]。

随着电子技术的飞速发展,人们日常生活中受到的电磁辐射不断增多,同时为适应现代战争的需要,隐身材料在武器中将被广泛应用,因此,吸波材料的研究具有重要的实用价值。

磁性吸波材料是目前研究和应用最多的一类[8]。

将类似铁氧体的纳米磁性材料放入涂料中,能够使涂料既有优良的吸波特性,又有良好的吸收和耗散红外线性能。

铁氧体系列吸波材料具有吸收率高、涂层薄和频带宽等优点。

铁氧体按晶体结构的不同,可分为立方晶系尖晶石型( AFe2O4,A 代表Mn,Zn,Ni,Mg 等) 、稀土石榴石型( Ln3Fe5O12,Ln 代表Y,Sm,Eu,Gd,Tb,Dy,Ho,Er,Tm,Lu 等) 和六角晶系磁铅石型( AFe12O19 ,A 代表Ba,Sr,Ca 等) 三种。

详细 介绍石墨烯英文版

详细 介绍石墨烯英文版

Notes Best electrical conductor of any known metal
59.6 × 106
Commonly used in electrical wire applications due to very good conductivity and price compared to silver.
Introduction
Properties of graphene
Mechanical properties
- High Young’s modulus (~1,100 Gpa) High fracture strength (125 Gpa)
- Graphene is as the strongest material
Content
Introduction to graphene. Preparation and characterization graphene Potential application of graphene Conclusions
Introduction to graphene
Graphene is a one-atom-thick planar sheet of sp2-bonded carbon atoms that are densely packed in a honeycomb crystal lattice The name ‘graphene’ comes from graphite + -ene = graphene
Molecular structure of graphene
High resolution transmission electron microscope images (TEM) of graphene

1_8_萘酐类水溶性荧光染料的合成

1_8_萘酐类水溶性荧光染料的合成

第21卷第10期2004年10月精细化工FINE CHEMICALSVol.21,No.10Oct.2004特种染料与颜料1,8-萘酐类水溶性荧光染料的合成张 勉,崔京南*(大连理工大学精细化工国家重点实验室,辽宁大连 116012)摘要:通过在1,8-萘酐4-位的烷基链上形成季铵盐亲水基团,合成了两个以1,8-萘酐为母体的水溶性荧光染料。

以4-Br-1,8-萘酐为原料,经胺化、酰胺化、季铵盐化3步反应,合成了季铵盐型4-(N′,N′-二甲基-1-哌嗪基)-N-烷基-1,8-萘酰亚胺,总收率达到70.2%以上。

目标化合物在水溶液中的量子收率达到0.6以上。

关键词:水溶性荧光染料;1,8-萘酐;季铵盐中图分类号:TQ617.3 文献标识码:A 文章编号:1003-5214(2004)10-0782-03Synthesis of Water-solu ble Fluorescent Dyes Based on1,8-Naphthalic AnhydrideZHANG Mian,CUI Jing-nan*(State Key Labo ratory o f Fine Chemicals,Dalian University of Technology,Dalian116012,Liaoning,China)Abstract:Two water-soluble dyes were synthesized by for ming quaternary ammonium salt in alkyl chain at4-position of1,8-naphthalic anhydride.Thus,using4-br omo-1,8-naphthalic anhydride as starting material,via amination,amidation and quaterisation,gave4-(N′,N′-dimethylpiperazin-1-yl)-N-alkyl-1,8-naphthalimide iodides in total yield over70.2%.The fluorescent quantum yields of the dyes in water are over0.6.Key words:water-soluble fluorescent dye;1,8-naphthalic anhydride;quaternary ammonium salt 1,8-萘酰亚胺化合物作为荧光发色团的母体,是很重要的功能染料的中间体。

基于高能微波真空辐射快速制备石墨烯

基于高能微波真空辐射快速制备石墨烯

基于高能微波真空辐射快速制备石墨烯薛伟江;于娟;丁滔;张寿春;王继刚【摘要】基于高能微波处理技术,在强烈的非稳态条件下对氧化石墨进行剥离/还原,实现了石墨烯的快速制备.结果表明,经功率为6kW微波辐照,在≤35kPa的低真空谐振腔中,只用10s左右即可实现氧化石墨片层快速彻底的剥离,并可实现原位还原.通过SEM,TEM,TG-DSC等的微观结构表征显示,多数产物层数在2~3层之间,且样品中残留的含氧基团非常少.但也由于强烈的非稳态过程,石墨烯的制备效果存在着一定的分散性,样品中也夹杂有极少量层数约为10~20层的石墨烯微片.结果表明,采用高能微波辐照,并结合施加的真空环境,有助于强化或促进碳环片层的剥离/还原效果,实现高质量石墨烯的高效快速获取.【期刊名称】《材料工程》【年(卷),期】2014(000)007【总页数】5页(P39-43)【关键词】高能微波;真空;合成;氧化石墨;石墨烯【作者】薛伟江;于娟;丁滔;张寿春;王继刚【作者单位】东南大学材料科学与工程学院江苏省先进金属材料重点实验室,南京211189;东南大学-张家港工业技术研究院,江苏张家港 215628;东南大学材料科学与工程学院江苏省先进金属材料重点实验室,南京 211189;东南大学-张家港工业技术研究院,江苏张家港 215628;东南大学材料科学与工程学院江苏省先进金属材料重点实验室,南京 211189;东南大学-张家港工业技术研究院,江苏张家港215628;中国科学院山西煤炭化学研究所碳纤维制备技术国家工程实验室,太原030001;东南大学材料科学与工程学院江苏省先进金属材料重点实验室,南京211189;东南大学-张家港工业技术研究院,江苏张家港 215628【正文语种】中文【中图分类】TQ031.24石墨烯是一种新型的碳材料,由于其特殊的晶体结构而使得该材料在光、电、磁、力学等各方面都表现出优异的功能特性[1]。

近年来,基于微波所具有的快捷高效等特点,利用微波辐照对氧化石墨进行剥离/还原,已成为制备石墨烯的新的重要途径。

氧化石墨烯荧光传感技术在分子诊断领域的应用

氧化石墨烯荧光传感技术在分子诊断领域的应用

氧化石墨烯荧光传感技术在分子诊断领域的应用郭爽;张国军;姚群峰【摘要】Graphene oxide-based fluorescent sensing technology is developing rapidly, which has been used to detect nucleic acids, proteins, and small bio-molecules. This method has many outstanding advantages such as low consumption, simple and quick. Also, it could provide accurate, real-time and multiplexed analysis results. Therefore, it shows wide application and development prospects in molecular diagnostics. In this paper, we summarized the principle of fluorescent biosensors based on graphene oxide as well as their research progress and the future perspectives in the filed of molecular diagnostics.%氧化石墨烯荧光生物传感技术发展迅速,已成功实现了对核酸、蛋白质以及其他生物小分子的检测。

该分析方法操作简单,实验成本低,可提供准确、实时及多通道的结果,在分子诊断领域显示出了广阔的发展和应用前景。

本文综述了氧化石墨烯荧光传感技术的基本检测原理以及在分子诊断领域的研究应用进展。

【期刊名称】《分子诊断与治疗杂志》【年(卷),期】2014(000)001【总页数】5页(P52-56)【关键词】氧化石墨烯;荧光;传感;分子诊断【作者】郭爽;张国军;姚群峰【作者单位】湖北中医药大学检验学院,湖北,武汉430065;湖北中医药大学检验学院,湖北,武汉430065;湖北中医药大学检验学院,湖北,武汉430065【正文语种】中文以核酸和蛋白质等生物大分子为检测对象的分子诊断技术在感染性疾病、遗传性疾病、肿瘤的诊断治疗及个体化医疗等领域正发挥越来越重要的作用。

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Supporting Information
One-Step Ionic Liquid-Assisted Electrochemical Synthesis of Ionic Liquid-Functionalized Graphene Sheet Directly from Graphite
Na Liu,a Fang Luo,*, a Haoxi Wu,a Yinghui Liu,b Chao Zhang b and Ji Chen b
1.Preparation of GNS ILs:
Two high-purity graphite rods (purchased from China National Medicines Shenyang Co.
Ltd) as electrodes, paralleled with a distance of 6.0 cm, were inserted into the ILs/water solution. An YJ26K model of potentiostat was used to provide potential. Static potentials of 10-20 V were added to the two electrodes. After 30 minutes, the anode graphite rod was corroded, and then a black precipitate gradually appeared at the bottom of the reactor.Finally, electrolyte formed a homogeneous solution. The precipitate was taken out of the reactor after
6 h, thoroughly washed with absolute ethanol and dried in oven for 2 h at 60 ºC. The product
of GNS ILs was obtained. The details of the experimental conditions and properties of the products have been shown in Table S1.
Table S1. Experimental conditions and properties of GNS ILs
synthesis condition properties
electrolyte (ml) GNS ILs
Ionic liquid water Voltage
(V)
Reaction time
(hour)
solubility conductivity
GNS C8P
[C8mim]+[PF6]-,
10
10 15 6 Yes Yes
GNS
C8B
[C 8mim]+[BF 4]-
,
10
10 15
6
Yes Yes
GNS C4P [C 4mim]+[PF 6]-,
10 10 15
6
Yes Yes
GNS 0[C 8mim]+Cl -, 20 0 20 10 No No GNS 1[C 8mim]+Cl -, 10 10 10 6 Yes No GNS 3[C 8mim]+Cl -, 5 15 10 6 Yes No GNS 5[C 8mim]+Cl -, 4 20 15 6 Yes No GNS 8[C 8mim]+Cl -, 3 24 15 6 Yes No GNS 10[C 8mim]+Cl -, 2 20 15 10 Yes No GNS 15[C 8mim]+Cl -, 2
30
15
10
Yes
No
2. The average thickness of the graphene was acquired as follow:
300 of the as-prepared graphene were counted and the thickness was measured. According to the thickness distribution histogram given below, the average thickness was obtained.
102030405060
7080F r e q u e n c y
Thickness /nm
Figure S1. Histogram of the graphene thickness distribution。

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