电化学还原法制备石墨烯膜电极
电化学法制备石墨烯
电化学法制备石墨烯电化学法制备石墨烯石墨烯（Graphene，GN）是由sp2杂化C原子组成的具有蜂窝状六边形结构的二维平面晶体。
石墨烯独特的结构特征使其具有优异的物理、化学和机械等性能，在晶体管太阳能电池传感器、锂离子电池、超级电容器、导热散热材料、电发热膜、场发射和催化剂载体等领域有着良好的应用前景。
石墨烯的制备方法对其品质和性能有很大影响，低成本、高品质、大批量的制备技术是石墨烯能得到广泛应用的关键。
现有制备石墨烯的方法有很多，包括机械剥离石墨法、液相剥离法、溶剂热合成法、化学气相沉积法、外延生长法和电化学法等。
其中，电化学方法因其成本低、操作简单、对环境友好、条件温和等优点而越来越受到人们的关注。
据最新研究报道，通过电化学方法制备的石墨烯可以达到克量级，这为石墨烯的工业化生产带来了曙光。
电化学制备技术则是通过电流作用进行物质的氧化或还原，不需要使用氧化剂或还原剂而达到制备与提纯材料的目的，具有生产工艺简单、成本低、清洁环保等优点，已在冶金、有机与聚合物合成、无机材料制备等方面得到广泛应用。
而且通过电化学电场作用，可以实现外在电解液离子（分子）对一些层状材料的插入，如锂离子电池石墨负极充电时就是锂离子在石墨层间的插入及石墨层间化合物的电化学制备。
根据电化学原理主要有两种路线制备石墨。
1、通过电化学氧化石墨电极可得氧化石墨烯，再通过电化学还原以实现电化学或化学氧化的氧化石墨烯的还原而得到石墨烯材料。
2、采用类似液相剥离，但施以电场力作用驱动电解液分子以电化学方式直接对石墨阴极进行插层，使石墨层间距变大，层间范德华力变弱，以非氧化方式直接对石墨片层进行电化学剥离制备得到石墨烯。
电化学法制备石墨烯的优势主要为：1）与普通化学氧化还原法相比，不需要用到强氧化剂、强还原剂及有毒试剂，成本低，清洁环保；2）通过电化学方式，在氧化时可以更多地以离子插入方式剥离而减少氧化程度降低对石墨烯结构的破坏，电化学还原时则能更彻底还原，因此制得的石墨烯具有更好的物理化学性质；3）以石墨工作电极为阴极进行非氧化直接剥离时，石墨片层结构没有受到破坏，可以得到与液相或机械剥离法一样高品质的石墨烯片，但因为电化学的强电场作用，比单纯的溶剂表面作用力或超声作用力要大得多，剥离的效率更高，与液相或机械剥离法相比，电化学剥离易实现高品质石墨烯批量制备；4）电化学制备过程中，电流与电压很容易精确控制，因此容易实现石墨烯的可控制备与性能调控，而且电化学法工艺过程与设备简单，容易操作控制；5）与CVD 及有机合成法相比，电化学法采用石墨为原料，我国石墨产量居世界前列，原料丰富成本低廉，不需要用到烯类等需大量进口的高价石化原料。
用氧化还原法制造石墨烯的方法
用氧化还原法制造石墨烯的方法
氧化还原法（即化学还原法）是一种常见的制备石墨烯的方法之一。
这个方法的基本思路是将氧化的石墨氧化物（如氧化石墨烯或氧化石墨烯烯）还原为石墨烯。
以下是一种基本的制备石墨烯的氧化还原法：
1.材料准备：首先，准备好氧化石墨烯。
通常，氧化石墨烯可以通过氧化石墨或氧化石墨烯烯的方法制备得到。
2.还原剂的选择：选择一种适当的还原剂，常用的还原剂包括氢气（H2）、氨气（NH3）、还原石墨烯氧化物的有机物（如乙醇、乙二醇）等。
3.还原反应：将氧化石墨烯与还原剂置于反应容器中，进行还原反应。
反应通常在适当的温度下进行，并可能需要一定的时间。
4.分离和纯化：完成还原反应后，需要对产物进行分离和纯化。
这包括对产物进行洗涤、离心、过滤等操作，以去除未反应的材料和副产物。
5.表征：对得到的石墨烯进行表征和分析，包括使用扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）、拉曼光谱等技术来确定石墨烯的形态、结构和质量。
需要注意的是，氧化还原法制备石墨烯的具体操作条件和步骤可能会根据不同的研究目的和条件而有所不同。
此外，还有其他一些制备石墨烯的方法，如化学气相沉积法、化学剥离法等，每种方法都有其优缺点和适用范围。
电化学剥离法制备石墨烯及表征
电化学剥离法制备石墨烯及表征
电化学剥离法是一种制备单层石墨烯的方法，其基本原理是利用电解液中的化学物质对石墨的氧化作用，使其分解成单层石墨烯，再通过电场或其他方式将其分离。
该方法具有简单、成本低、可批量生产等优点。
下面是电化学剥离法制备石墨烯的基本步骤：
1.将石墨片置于电解液中（如硫酸、氢氟酸等），使用电极进行电解。
在电解的过程中，石墨会发生氧化反应，使原本属于石墨的原子层逐层被氧化物剥离。
逐渐形成单层厚度的石墨烯片。
2.加入表面活性剂，如十二烷基硫酸钠等，分散石墨烯片。
3.将分散后的石墨烯涂到硅衬底上，并进行干燥。
待硅衬底上的石墨烯薄片形成后，就可以进行分离和提取。
4.对薄片进行表征，如扫描电镜（SEM）或透射电镜（TEM）等分析手段，观察其形貌和结构，确定其厚度、质量和晶体结构等特征。
电化学剥离法制备的石墨烯具有高质量、单层结构、优良的电学、化学性质等特点，十分适用于各种领域的研究和应用。
石墨烯的制备及电化学性能研究
目录摘要 (I)Abstract ......................................................................................................................... I I 1 引言 (1)1.1 石墨烯的制备 (2)1.1.1 机械剥离法 (2)1.1.2 电化学剥离法 (2)1.1.3 化学气相沉积法 (3)1.2 石墨烯电极材料的制备 (5)1.3 石墨烯电极材料电化学性能测试 (5)2 实验部分 (6)2.1 实验试剂 (6)2.2 实验仪器 (6)2.3 RHAC和GQDs的制备 (6)2.4 RHAC-GQDs的制备 (6)2.5 电极制备和电池组装 (7)3 结果和讨论 (8)3.1 分析了RHAC的比表面积和孔隙结构 (8)3.2 GQDs的拉曼光谱和荧光光谱分析 (8)3.3 红外光谱分析 (8)3.4 XRD分析 (8)3.5 扫描电镜分析 (9)3.6 循环伏安法测试分析 (9)3.7 恒流充放电试验分析 (9)3.8 电化学阻抗分析 (10)4 结论与展望 (12)4.1 结论 (12)4.2 主要创新点 (12)4.3 展望 (12)参考文献 (13)致谢............................................................................................ 错误!未定义书签。
摘要石墨烯由于其十分优异的电学、热学和机械性能及优良的透光率、比表面积大等优势而广泛的受到人们追捧。
尤其是在2004年成功制得稳定存在的石墨烯之后，更是兴起了一股研究石墨烯的潮流。
如何成本低廉、面积大、数量丰富、质量优异的制备石墨烯，并将其应用在实际生产中是研究人员努力的目标。
本文主要对这几年中一些改善的或新的石墨烯的制备方法以及其电化学性能做了综述，从中可以看到石墨烯在电学方面存在巨大的发展潜力。
二氧化锰-三维结构石墨烯电极材料制备及电化学性能共3篇
二氧化锰-三维结构石墨烯电极材料制备及电化学性能共3篇二氧化锰/三维结构石墨烯电极材料制备及电化学性能1二氧化锰/三维结构石墨烯电极材料制备及电化学性能随着能源需求的不断增长和环境问题的日益突出，新型高性能电化学储能设备受到越来越广泛的关注。
二氧化锰/三维结构石墨烯电极材料作为一种新型的电化学储能材料，具有较高的比电容和循环性能，在超级电容器和锂离子电池中都有广泛的应用。
本文主要介绍二氧化锰/三维结构石墨烯电极材料的制备与电化学性能。
一、制备方法二氧化锰/三维结构石墨烯电极材料的制备一般采用两步法，首先制备石墨烯泡沫材料，再利用化学气相沉积技术将二氧化锰负载在石墨烯泡沫材料表面，最终得到二氧化锰/三维结构石墨烯电极材料。
1. 制备石墨烯泡沫材料制备石墨烯泡沫材料的方法有多种，如化学气相沉积法、物理气相沉积法、化学氧化还原法等。
本文介绍一种干法化学剥离法制备石墨烯泡沫材料的方法。
将天然石墨在高温下处理，使其表面产生氧化物，然后将氧化后的天然石墨和聚乙烯醇溶液混合，并通过超声波剥离得到石墨烯泡沫材料。
最后将石墨烯泡沫材料热处理，得到具有三维结构的石墨烯泡沫材料。
2. 负载二氧化锰将制备好的石墨烯泡沫材料浸泡在含有二氧化锰前体溶液的乙醇中，然后通过化学气相沉积技术将二氧化锰沉积在石墨烯泡沫材料表面。
最终得到二氧化锰/三维结构石墨烯电极材料。
二、电化学性能二氧化锰/三维结构石墨烯电极材料的电化学性能一般通过循环伏安法、电化学阻抗谱等测试手段进行测试。
1. 循环伏安法测定循环伏安法是一种常用的电化学测试方法，可以用于测试电化学反应的物理化学特性和电化学反应动力学特性。
将测试样品放置于电极中，在特定电位范围内进行循环伏安扫描，记录扫描图像。
通过扫描图像可以获得电极的片儿式容量、比电容、电化学反应动力学特性等数据。
2. 电化学阻抗谱测试电化学阻抗谱测试是一种可以获得电极电化学行为信息的测试方法。
将测试样品放置于电极中，施加一定的交流电压，记录阻抗谱。
膜电极原理
膜电极原理
膜电极是一种新型的电化学催化材料，其原理基于薄膜技术和电化学原理。
膜电极是通过将电催化剂固定在薄膜载体上制成的电极材料，具有高比表面积、良好的传质性能和较高的电化学活性。
膜电极在化工、环保、能源等领域具有广泛的应用前景。
膜电极的原理主要包括电催化剂、薄膜载体和电化学反应三个方面。
首先，电催化剂是膜电极的核心部分，其作用是在电化学反应中提高催化活性，降低电极极化和电化学反应的过电位。
电催化剂的选择和制备对膜电极的性能具有重要影响，常见的电催化剂包括铂、铁、镍等金属及其合金。
其次，薄膜载体是支撑电催化剂的基础材料，其作用是提供足够的表面积和通透性，保证电催化剂充分暴露在电解质溶液中，并且能够有效传递电子和离子。
常见的薄膜载体材料包括碳纳米管、石墨烯、氧化物等，这些材料具有良好的导电性和化学稳定性，能够满足膜电极在不同环境下的需求。
最后，电化学反应是膜电极发挥作用的基础，其原理是在电极表面发生氧化还原反应，将化学能转化为电能或者将电能转化为化学能。
膜电极在电解水制氢、电解盐水制氯碱、电催化合成等领域具有重要应用，其原理是利用电化学反应实现能源转化和化学品合成。
总之，膜电极原理是基于电催化剂、薄膜载体和电化学反应三个方面的理论基础，其优势在于高效、环保、可控，具有广泛的应用前景。
随着材料科学、化工技术和能源技术的发展，膜电极将在未来的绿色能源和清洁化工中发挥重要作用，成为推动可持续发展的关键技术之一。
电化学法制备石墨烯薄膜及其导热性能研究
电化学法制备石墨烯薄膜及其导热性能研究
黄鹏程;涂飞跃;刘素琴;肖可颂
【期刊名称】《矿冶工程》
【年(卷),期】2022(42)4
【摘要】采用优化的先浓硫酸氧化插层、再稀硫酸二次氧化插层的两步电化学氧化方法,将石墨纸电极剥离成缺陷较少、水平尺寸较大的氧化石墨烯薄片;利用平板刮涂的方式将氧化石墨烯的N-甲基吡咯烷酮分散浆料组装成氧化石墨烯薄膜,经由3 000℃的高温石墨化热处理过程和后续辊压操作,获得了性能优异的石墨烯导热薄膜材料,导热系数达到了3 090 W/(m·K)。
讨论了氧化石墨烯前驱体的氧含量、中值粒径数据及薄膜厚度对石墨烯薄膜导热性能的影响,并分析了其作用机理,可为石墨烯在导热领域的商业化应用提供参考。
【总页数】5页(P155-158)
【作者】黄鹏程;涂飞跃;刘素琴;肖可颂
【作者单位】长沙矿冶研究院有限责任公司;中南大学化学化工学院
【正文语种】中文
【中图分类】O646
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不同还原方法制备石墨烯及其电化学性能
不同还原方法制备石墨烯及其电化学性能屈杨;汪伟伟;杨茂萍【摘要】采用Hummers改进法制备氧化石墨烯,分别选取水合肼、硼氢化钠、铝粉对所制备氧化石墨烯进行还原处理,用红外光谱(FTIR)、X射线衍射仪(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、原子力显微镜(AFM)、X射线电子能谱(XPS)对样品进行了结构、谱学、形貌表征,用高性能电池检测系统和电化学工作站对样品进行充放电测试、循环测试、CV测试和EIS测试分析.结果表明,所制备的氧化石墨烯分布相对均一、团聚现象较弱、片层厚度为1.107 nm、片层层数约为1～2层,C/O比为1.6.经过三种还原方法处理的石墨烯的含氧官能团在氧化石墨烯基础上都出现明显下降,C/O质量比分别提高到6.4、5.3、3.7.对三种不同还原方法制备的石墨烯(rGO/N2H4·H2O、rGO/NaBH4、rGO/AIP)进行电化学性能研究,导电性呈现rGO/N2H4·H2O＞rGO/NaBH4＞rGO/AIP趋势.导电性高,所制得的电池反应活性较高、极化较低,进而表现出较好的倍率和循环性能,GO/N2H4·H2O、rGO/NaBH4和rGO/AIP的0.2 C放电比容量分别为158.4、153.3和144.8 mAh/g;其中rGO/N2H4·H2O的导电性最高,表现出更好的倍率性能和循环性能,1C倍率保持95.5％、2C倍率保持仍能达到90.1％,0.2C@RT 800次循环后,容量保持率仍能达到95.3％,而rGO/NaBH4、rGO/AIP分别为91.1％和89.6％,相对较低.【期刊名称】《电源技术》【年(卷),期】2018(042)007【总页数】5页(P932-936)【关键词】氧化石墨烯;还原法;石墨烯;电化学性能【作者】屈杨;汪伟伟;杨茂萍【作者单位】合肥国轩高科动力能源有限公司,安徽合肥230011;合肥国轩高科动力能源有限公司,安徽合肥230011;合肥国轩高科动力能源有限公司,安徽合肥230011【正文语种】中文【中图分类】TM912.9石墨烯凭借其优异的理化性质，在超级电容器、电池、生物医学、萃取、传感器等多个领域表现出良好的应用潜力。
石墨烯的制备及其电化学性能
石墨烯的制备及其电化学性能一、本文概述石墨烯，一种由单层碳原子紧密排列构成的二维纳米材料，自2004年被科学家首次成功制备以来，便因其独特的结构和优异的性能引发了全球范围内的研究热潮。
石墨烯以其高导电性、高热导率、高强度以及良好的化学稳定性等特性，在材料科学、电子学、能源科学等多个领域展现出巨大的应用潜力。
特别是在电化学领域，石墨烯因其高比表面积、优良的电子传输性能和化学稳定性，被广泛应用于电极材料、储能器件以及电化学传感器等方面。
本文旨在全面介绍石墨烯的制备方法及其电化学性能。
我们将概述石墨烯的基本结构和性质，以及其在电化学领域的应用背景。
随后，我们将详细介绍石墨烯的几种主要制备方法，包括机械剥离法、化学气相沉积法、氧化还原法等，并分析各方法的优缺点及适用范围。
接着，我们将重点探讨石墨烯在电化学领域的应用，包括其在锂离子电池、超级电容器、燃料电池等储能器件中的性能表现，以及其在电化学传感器中的应用。
我们将对石墨烯的电化学性能进行综合分析，展望其在未来电化学领域的发展趋势和应用前景。
二、石墨烯的制备方法石墨烯的制备方法多种多样，根据其制备原理，主要可以分为物理法和化学法两大类。
物理法：物理法主要包括机械剥离法、取向附生法和碳纳米管切割法等。
机械剥离法是最早用来制备石墨烯的方法，其原理是利用物体与石墨烯之间的摩擦和相对运动，得到石墨烯薄层材料。
取向附生法则是在一定条件下，使碳原子在金属单晶（如Ru）表面生长出单层碳原子，然后利用金属与石墨烯之间的弱相互作用，将石墨烯与金属基底分离。
碳纳米管切割法则是通过切割碳纳米管得到石墨烯纳米带。
化学法：化学法主要包括氧化还原法、SiC外延生长法、化学气相沉积法（CVD）等。
氧化还原法是通过将天然石墨与氧化剂反应，得到氧化石墨，再将其进行热还原或化学还原，从而制备出石墨烯。
SiC外延生长法是在高温条件下，使SiC中的Si原子升华，剩余的C 原子在基底表面重新排列，形成石墨烯。
电化学还原法制备石墨烯膜电极
电化学还原法制备石墨烯膜电极高伟;马小彪;刘微;曹逸平;刘浩涵【摘要】采用电化学还原法成功将氧化石墨烯还原,得到具有一定柔性的石墨烯膜.利用扫描电子显微镜法(SEM)、透射电子显微镜法(TEM)、拉曼光谱、X射线光电子光谱法(XPS)等测试手段对石墨烯材料的结构和形貌进行了表征;结果表明,所制备的石墨烯形貌较好、表面平整、无褶皱;通过测试其电化学性能对其还原电位、膜层厚度等制备条件进行了优化;当伏安循环电压范围为-2.0～2.0V、膜厚度为1μm 时,得到的石墨烯膜电化学性能优异,电流密度为0.1A/g时,比电容可以达到123.8 F/g.%A graphene membrane with a certain flexibility was successfully prepared by an easy electrochemical reduction method using graphene oxide as the starting material.The structure and morphology of thus prepared graphene were characterized using SEM,TEM,Raman and XPS.The results show that the surface of graphene is smooth and has no obvious wrinkled structure.The preparation conditions of graphene such as the reductionpotential and film thickness were optimized by testing the electrochemical performance.The graphene membraneexhibited excellent electrochemical performance with the reduction potential at-2.0-2.0 V and the 1 μm filmthickness.The specific capacitance value of graphene could reach 123.8 F/g at a current density of 0.1 A/g.【期刊名称】《电源技术》【年(卷),期】2017(041)002【总页数】5页(P257-260,292)【关键词】电化学还原;石墨烯膜;超级电容器【作者】高伟;马小彪;刘微;曹逸平;刘浩涵【作者单位】上海工程技术大学机械工程学院,上海201620;苏州宇量电池有限公司,江苏苏州215500;上海工程技术大学服装学院,上海201620;上海市纳米科技与产业发展促进中心,上海200237;上海市纳米科技与产业发展促进中心,上海200237;上海市纳米科技与产业发展促进中心,上海200237【正文语种】中文【中图分类】TM53石墨烯作为当前热门新型材料，因其优异及独特的物理化学性能，引起了科研人员极大的关注；其巨大的比表面积、卓越的导电性和机械强度等性能使得石墨烯在电子设备、纳米复合材料、超级电容器[1-2]、电池[3]、燃料电池[4]、太阳电池等方面具有很大的应用前景。
单层石墨烯电极
单层石墨烯电极单层石墨烯电极是一种新型的电极材料，由于其独特的物理和化学性质，被广泛应用于电化学储能、传感器、生物传感器等领域。
本文将从单层石墨烯电极的制备、性质和应用三个方面进行介绍。
一、制备单层石墨烯电极的制备方法主要有机械剥离法、化学气相沉积法、化学还原法等。
其中，机械剥离法是最早被发现的制备方法，其原理是通过机械剥离的方式从石墨晶体中剥离出单层石墨烯。
但是，这种方法制备的单层石墨烯电极质量不稳定，且生产成本较高。
化学气相沉积法是一种较为成熟的制备方法，其原理是通过在金属基底上沉积石墨烯，然后通过化学法去除金属基底，得到单层石墨烯电极。
化学还原法是一种简单易行的制备方法，其原理是通过还原氧化石墨烯得到单层石墨烯电极。
但是，这种方法制备的单层石墨烯电极质量较差，且存在还原剂残留的问题。
二、性质单层石墨烯电极具有许多独特的物理和化学性质。
首先，单层石墨烯电极具有极高的电导率和导电性能，其电导率可达到200,000 S/m，是铜的200倍。
其次，单层石墨烯电极具有极高的比表面积和孔隙率，可以提高电极的反应活性和储能密度。
此外，单层石墨烯电极还具有优异的化学稳定性和生物相容性，可以应用于生物传感器等领域。
三、应用单层石墨烯电极在电化学储能、传感器、生物传感器等领域具有广泛的应用前景。
在电化学储能领域，单层石墨烯电极可以作为超级电容器和锂离子电池的电极材料，其高比表面积和导电性能可以提高电极的储能密度和循环寿命。
在传感器领域，单层石墨烯电极可以作为气体传感器、光学传感器和生物传感器的电极材料，其高反应活性和生物相容性可以提高传感器的灵敏度和选择性。
综上所述，单层石墨烯电极是一种具有广泛应用前景的新型电极材料，其制备方法、性质和应用领域都值得进一步研究和探索。
电化学法制备石墨烯及其导电特性
鉴于离子液体或聚电解质合成较为复杂 ， 副产物的分离较为困难 ， 本文采用廉价 的硫酸钠溶液作 为 电解质 ， 通过 电化 学方法 制备 石墨烯 ， 得石 墨烯可 以在 Ⅳ， 一 甲基 甲酰胺 （ ＭＦ 、 甲基 吡 咯烷 所 Ⅳ二 Ｄ ） Ｎ一 酮 （ ＭＰ 或 Ｄ Ｎ ） ＭＦ和 Ｎ ＭＰ与水 的混 合溶 剂 中稳 定分 散 ， 制备 过程 较为 绿色 环保 ．对石 墨烯 的形貌 和 结
与 ｓ 杂化碳 原子 在布里 渊 区 中心 的 Ｅｇ ｐ ２ 声子 振动 有关 ．无 序 引起 的 Ｄ峰与 Ｅｇ 动模 引起 的 Ｇ峰强 度 ２ 振 比 ，／。 。，可用来 表征 材料 的无序性 ． 图 ３为石 墨和 电化学方 法制 备 的石 墨烯 的拉 曼 光谱 ．从 图 ３谱线 口可 以看 出 ，在 ５０～１０ ｍ ０ ８０ｅ 范 围 内石 墨 的 Ｄ峰非 常弱 ， Ｉ ＝ ．６ ，／Ｇ ００ ，仅存 在 一 个位 于 １８ ｍ ５０ｅ 的尖而 强 的吸 收 峰 （ 峰 ） Ｇ ，即 由 无序结 构 引起 的第二个 拉曼 峰 强度 极低 ，说 明石 墨 无 序结构 所 占 比例 非常 小 ， 构 较 为规 整 ．与 石 墨 结
体 １辛 基．一 ． ． ３甲基 咪唑六 氟磷 酸盐等 作为 电解 液 ，将 ２根 石 墨 电极分 别 置 于 电解 槽 的 阳极 和 阴极 ，加 １ ２ ０～ ０Ｖ的稳压 直流 电源 于正负 电极 ， 墨被功 能化并 逐 渐剥 离得 到 石 墨烯 ．Ｗａ ｇ等¨ 石 ｎ 以聚苯 乙烯 磺酸 钠溶液 作 为离子 电解液 ，高纯石 墨棒作 为正 负 电极 ， 直流 电解制 得石 墨烯 ．
ｌ０ ８６
高 等 学 校 化 学 学 报
Ｖ １３ ｏ．３
２ ３ 拉曼 光谱 分析 ．
石墨烯在电化学催化中的应用
石墨烯在电化学催化中的应用石墨烯作为一种具有特殊结构和优异性能的材料，在电化学催化领域展现出了巨大的潜力。
其优异的导电性、高比表面积及良好的化学稳定性使其成为一种理想的催化剂载体。
本文将重点介绍石墨烯在电化学催化中的应用，并对其在氧还原反应、水电解、氢氧化物电化学制备以及有机电合成等方面的应用进行探讨。
1. 氧还原反应氧还原反应作为重要的电化学过程，在能源转换和储存中具有重要的应用。
传统的氧还原反应催化剂如铂和碳材料存在成本高和稀缺的问题，而石墨烯由于其高比表面积和优异的导电性，成为一种理想的替代材料。
石墨烯基复合材料如石墨烯负载纳米金属颗粒的催化性能优于传统催化剂，并且具有更好的长期稳定性。
2. 水电解水电解是一种重要的氢气制备方式，其效率和催化剂的活性密切相关。
石墨烯能够提供大量的催化活性位点，提高电催化剂在水电解中的效率。
石墨烯基复合材料在水电解中表现出优异的电催化活性，具有较低的过电势和较高的稳定性。
石墨烯与过渡金属氮化物复合材料在水电解中展现出良好的协同催化效应，进一步提高了水电解的效率和稳定性。
3. 氢氧化物电化学制备石墨烯也可以被应用于氢氧化物的电化学合成过程。
石墨烯基复合材料具有高比表面积和优异的导电性，可作为电极材料，能有效提高氢氧化物的合成效率。
石墨烯与金属氧化物、金属薄膜等材料的复合形成的电极在氢氧化物的电化学制备中表现出较高的电催化活性和稳定性。
4. 有机电合成石墨烯能够作为催化剂参与有机电合成反应，例如电化学还原、氧化和羧酸酯的电解反应等。
其优异的导电性和大表面积提供了良好的催化性能。
石墨烯基官能化复合材料在有机电合成中展现出较高的选择性和活性。
综上所述，石墨烯作为一种优异的催化剂载体材料，在电化学催化中具有广泛的应用前景。
其在氧还原反应、水电解、氢氧化物电化学制备以及有机电合成等领域的应用研究不断深入，有望为能源转换和储存等领域带来重要的突破。
然而，石墨烯在大规模制备、催化活性的调控等方面仍然存在一些挑战，需要进一步的研究和优化。
一种电化学剥离石墨制备石墨烯的方法[发明专利]
![一种电化学剥离石墨制备石墨烯的方法[发明专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/d76af895f424ccbff121dd36a32d7375a417c6f7.png)
(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 202210196626.9(22)申请日 2022.03.02(71)申请人 广西师范大学地址 541004 广西壮族自治区桂林市七星区育才路15号(72)发明人 蒋卷涛 丘志安 李庆余 黄如冰 缪剑文 王红强 黄有国 郑锋华 (74)专利代理机构 桂林市华杰专利商标事务所有限责任公司 45112代理人 覃永峰(51)Int.Cl.C01B 32/19(2017.01)(54)发明名称一种电化学剥离石墨制备石墨烯的方法(57)摘要本发明公开了一种电化学剥离石墨制备石墨烯的方法，所述为：1）将石墨材料作为阳极材料，小分子有机酸与无机酸或可溶性硫酸盐的混合溶液作为电解液，在电解池中对阳极施加电压以实现对石墨材料的电化学剥离；2）将电解所得固‑液混合物进行固液分离，并洗涤除去残留的电解质，以提取出分散在电解液中的石墨烯前驱体，再将提取出的石墨烯前驱体进行干燥处理，经过碎化分离得到石墨烯样品。
这种方法能提高石墨剥离效果、减少原料损耗、石墨烯质量占比高、环保节能且成本低。
权利要求书1页 说明书7页 附图6页CN 114408909 A 2022.04.29C N 114408909A1.一种电化学剥离石墨制备石墨烯的方法，其特征在于，包括如下步骤：1）将石墨材料作为阳极材料，小分子有机酸与主电解质的混合溶液作为电解液，进行电解反应实现对石墨材料的电化学剥离，得石墨烯物料。
2.其中，电解反应的进行过程中伴随着对流冷却控温，剥离时电解液温度控制在4 ℃‑50 ℃之间，所述电解液中小分子有机酸的浓度为0.001‑5 mol/L、与主电解质的摩尔浓度比为1:1‑1:2000，所述电解反应的恒定电压依据电解液中阴离子总摩尔浓度调节，当阴离子总摩尔浓度超过10 mol/L时恒定电压为5 V ‑9.9 V，当阴离子总浓度低于10 mol/L时，恒定电压为10 V ‑35 V；2）将步骤1）反应后所得石墨烯物料采用滤桶快速进行固液分离，分离得到的滤饼在纯水池中静置浸泡，再将纯水池中已完全散开的滤饼采用滤桶快速分离得到石墨烯前驱体，浸泡‑分离滤饼的流程交替进行最终得到纯化的石墨烯前驱体，进一步地脱水干燥纯化石墨烯前驱体、对石墨烯滤饼脱水在容器内正压压滤，去除残留的未剥离石墨颗粒后得到石墨烯样品，最终石墨烯滤饼的含水量依据需求控制为70%~95%，其中，纯水池中纯水的质量与滤饼的体积比为1:1‑5000。
化学检验工常见电化学电极制备方法
化学检验工常见电化学电极制备方法电化学电极是化学检验工作中常用的实验工具，通过观察电极的电势变化和电流变化等现象，可以得到被测物质的一些性质。
不同的电极制备方法能够使电极具备不同的化学反应和检测能力。
以下将介绍一些常见的电化学电极制备方法。
1. 铂电极制备方法：（1）原子蒸镀法：将铂金属加热至蒸发温度，使其直接蒸镀在电极基底上，获得均匀、致密的铂电极。
（2）电化学沉积法：在电极基底上沉积一层铂的薄膜，可以通过调节电极电位和电流密度来控制沉积速率和所得铂膜的厚度。
2. 汞电极制备方法：（1）汞滴汤液法：将纯汞滴于电极基底上，通过在汞表面加温和降低环境压力使汞蒸发，得到一个纯净的汞电极。
（2）汞沉积法：将汞沉积在电极基底上，可以通过控制电极电位和电流来控制沉积速率和汞膜的厚度。
3. 玻碳电极制备方法：（1）碳材料切割法：将碳材料（如石墨）切割成所需形状的电极。
（2）石墨烯制备法：通过化学气相沉积、机械剥离等方法制备薄层石墨烯，并将其转移到电极基底上。
4. 金属/半导体电极制备方法：（1）金属/半导体化学沉积法：在电极基底上沉积一层金属或半导体材料。
（2）化学修饰法：通过在电极表面修饰一层特定的化合物或材料，实现对被测物质的选择性检测。
注意：以上电极制备方法仅为常见方法之一，实际应用中还有其他制备方法，具体选择方法需根据被测物质和需要检测的性质来确定。
本文介绍了化学检验工常见的电化学电极制备方法，包括铂电极、汞电极、玻碳电极以及金属/半导体电极的制备方法。
通过合适的电极制备方法，可以获得具备不同化学反应和检测能力的电极，为化学检验工作提供了可靠的实验工具。
石墨烯膜电极
石墨烯膜电极是一种重要的电极材料，具有良好的导电性和催化性能，可用于新型便携式制氧装置、电催化等领域。
以下是一些石墨烯膜电极的制备方法：
- 化学气相沉积法：在高温环境下将碳源气体分解生成石墨烯，并在基底电极表面沉积形成薄膜。
该方法具有制备规模大、控制性强的优点，但需要严格控制反应参数以获得高质量的石墨烯薄膜。
- 化学还原法：通过还原氧化石墨烯氧化物，在基底电极表面形成石墨烯膜。
该方法简便易行，但需要控制还原过程以确保石墨烯的结构和性能。
- 溶胶-凝胶法：通过将石墨烯氧化物与溶胶前体混合，并在基底电极表面凝胶化生成石墨烯薄膜。
该方法可在相对温和的条件下制备石墨烯复合膜，但需要精确控制凝胶化过程。
电化学沉积石墨烯
电化学沉积石墨烯
电化学沉积石墨烯（Electrochemical Deposition Graphite，EDG）是一种新兴的材料制备方法，它可以通过在介质中电偶的作用形成石墨烯层。
与传统的物理化学沉积（CVD）技术相比，EDG具有显著的优势：1）它不需要高温、高压条件；2）它具有低成本和易于控制沉积厚度和表面活性而极好的调控性；3）聚集度较低，能够制备出高性能的石墨烯片。
在电化学沉积石墨烯（EDG）过程中，将原料固体物质（如有机溶剂或电解质）溶解于介质中。
在此环境下，将电极放置在电解液中，当电极上放置弱电偶的蒸发时，原料中的固体物质就会以蒸发形式沉积在电极上。
随着原料累积，可形成石墨烯层。
电化学沉积石墨烯最初是由Vollmer等研究者在2007年首次报道，并随着其它研究工作一起广泛应用，如研究石墨烯力学性能。
在电化学沉积石墨烯（EDG）过程中，所采用的溶剂和离子表面活性剂对沉积物的质量有很大影响，一般采用氯化钠、氟化钠以及亚硝酸钠等盐类作为离子表面活性剂，溶剂采用乙醇或苯酚类。
在电极上的沉积物受到溶剂影响极大，其性能会受到溶剂的影响而有所不同，需要根据实际的应用环境选择合适的溶剂。
通过电化学沉积石墨烯（EDG）技术，可以获得高度可控的多层石墨烯层，且没有明显的表面污染。
此外，由于生物修饰层可以与石墨烯直接连接，因此可以用于生物传感器等多领域。
除了提供多维石墨烯膜外，EDG还可以应用于石墨烯催化膜的制备，这种催化膜具有更高的活性、抗非特异性污染物的吸附性能和抗腐蚀性。
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摘要 ： 采用电化学还原法成功 将氧化石墨烯还原 ， 得到具有一定柔性的石墨烯膜。 利 用扫描 电子显微镜 法（ ＳＥ Ｍ） 、 透射 电
子显微镜 法ｆ ｒ Ｅ Ｍ） 、 拉曼 光谱 、 ×射 线光 电子 光谱法（ ＸＰ Ｓ ） 等 测试手段对 石墨烯材 料的结构 和形貌 进行 了表 征 ； 结果表
电化 学 还 原 法 制 备 石 墨 烯ห้องสมุดไป่ตู้膜 电极
高 伟１ ， ２ ， 马 小彪 ， 刘 微 ， 曹逸平 ， 刘浩涵 （ １ ． 上海工程技 术大学 机械工程学 院 ， 上海 ２ ０ １ ６ ２ ０ ； ２ ． 苏州宇量 电池有 限公 司 ， 江苏 苏州 ２ １ ５ ５ ０ ０ ； ３ ． 上海 工程技术大学 服 装学院 ， 上海 ２ ０ １ ６ ２ ０ ； ４ ． 上海 市纳 米科 技与产业发展促进中心 ， 上海 ２ ０ ０ ２ ３ ７ ）
明。 所 制备 的石墨烯形貌较好 、 表面平整 、 无褶皱 ； 通 过测试其电化学性 能对 其还原 电位 、 膜层厚度等 制备条件进行 了优
化； 当伏 安循环 电压范 围为 一２ ． Ｏ一２ ． ０ Ｖ、 膜厚度为 １ ｍ时， 得到 的石墨 烯膜电化学性能优异 ， 电流密 度为 ０ ． １ Ｎｇ时 。 比电容可 以达到 １ ２ ３ ． ８ Ｆ ， ｇ 。
ｍｅ ｍｂ ｒ ａ ｎｅ ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ ｄ ｅ
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关键 词 ： 电化学还原 ； 石 墨烯膜 ； 超 级电容器
中图分类号 ： Ｔ Ｍ ５ ３
文献标识码 ： Ａ
文章编号 ： １ ０ ０ ２ — ０ ８ ７ Ｘ （ ２ ０ １ ７ ） ０ ２ — ０ ２ ５ ７ — ０ ４
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