石墨烯、四氧化三铁、金合成与应用
四氧化三铁石墨烯核壳结构
四氧化三铁石墨烯核壳结构简介在材料科学领域，石墨烯一直被认为是具有极高潜力的二维材料。
它具有优异的电子输运性能、热导率和机械性能，是一种理想的材料平台。
然而，石墨烯本身在空气中易受到氧化的影响，导致其稳定性不够高。
为了解决这个问题，研究人员开始探索将石墨烯与其他化合物结合以增强其稳定性和功能性。
其中，四氧化三铁石墨烯核壳结构就是一种被广泛研究的材料。
石墨烯的特性石墨烯是一种由碳原子构成的二维材料，具有如下特性：1.单层结构：石墨烯由一个碳原子层构成，具有高度的二维性质。
2.高导电性：石墨烯中的碳原子形成了一个具有零带隙的结构，导致电子能够自由传输。
3.高热导率：石墨烯具有优异的热传导性能，使其在热管理和传感器领域具有广泛应用前景。
4.强力学性能：石墨烯具有极高的强度和弹性模量，使其成为一种理想的结构材料。
尽管石墨烯具有上述优秀的特性，但其在空气中的稳定性较差。
与空气中的氧气发生反应会导致石墨烯的氧化，降低其性能和寿命。
因此，研究人员开始探索将石墨烯与其他化合物结合以增强其稳定性。
四氧化三铁石墨烯核壳结构的制备方法四氧化三铁石墨烯核壳结构是一种通过在石墨烯表面包裹四氧化三铁（Fe3O4）纳米颗粒形成的核壳结构。
这种结构可以保护石墨烯免受氧化的影响，并且还赋予了石墨烯新的性能。
制备四氧化三铁石墨烯核壳结构的方法主要包括以下几个步骤：1.制备石墨烯：可以通过化学气相沉积法、机械剥离法或化学氧化还原法等方法获得石墨烯单层。
2.制备四氧化三铁：可以通过沉淀法或溶胶-凝胶法制备四氧化三铁纳米颗粒。
这些纳米颗粒的形状和尺寸可以通过控制制备条件进行调控。
3.包裹四氧化三铁：将制备好的四氧化三铁纳米颗粒与石墨烯进行混合，通过化学键或物理吸附将其包裹在石墨烯表面形成核壳结构。
四氧化三铁石墨烯核壳结构的性质和应用四氧化三铁石墨烯核壳结构具有以下特性和应用：1.提高稳定性：四氧化三铁作为石墨烯的外层包裹物，可以阻隔氧气的进入，从而提高石墨烯的稳定性和耐久性。
石墨烯气凝胶的制备方法及去除水中抗生素研究进展
综述石墨烯的制备与应用
半导体物理课程作业石墨烯的制备与应用（材料）目录一、石墨烯概述 (2)二、石磨烯的制备 (3)1、机械剥离法 (3)2、外延生长法 (5)3、化学气相沉积法 (6)4、氧化石墨-还原法 (6)5、电弧法 (9)6、电化学还原法 (9)7、有机合成法 (10)三、石墨烯的应用 (11)1、石墨烯在电子器件领域的应用 (11)1.1 石墨烯场效应晶体管 (11)1.2 石墨烯基计算机芯片 (12)1.3 石墨烯信息存储器件 (13)2、石墨烯在能源领域的应用 (14)2.1 石墨烯超级电容器 (14)2.2 锂离子电池 (15)2.3 太阳能电池 (16)2.4 储氢/甲烷器件 (17)3、石墨烯在材料领域的应用 (18)3.1 特氟龙材料替代物 (18)3.2 石墨烯聚合物复合材料 (18)3.3 光电功能材料 (19)4、石墨烯在生物医药领域的应用 (20)4.1 基于氧化石墨烯的纳米载药体系 (20)4.2 氧化石墨烯对DNA/基因/蛋白的选择性检测 (21)4.3用于生物成像技术 (23)4.4 石墨烯在肿瘤治疗方面的应用 (23)四、总结及展望 (24)参考文献 (25)一、石墨烯概述碳广泛存在于自然界中，是构成生命有机体的基本元素之一。
碳基材料是材料界中一类非常具有魅力的物质，从无定形的碳黑到晶体结构的天然层状石墨；从零维纳米结构富勒烯到一维碳纳米管无不给人们带来炫丽多彩的科学新思路。
而二维碳基材料石墨烯的发现，不仅极大地丰富了碳材料的家族，而且其所具有的特殊纳米结构和性能，使得石墨烯无论是在理论还是实验研究方面都已展示出了重大的科学意义和应用价值，从而为碳基材料的研究提供新的目标和方向。
碳的晶体结构—石墨和金刚石(三维)是自然界中最早为人们熟知的两种碳同素异构体，因化学成键方式不同而具有截然相反的特性。
1985年，一种被称为“巴基(零维)被首次发现，三位发现者于11年后, 即1996年获诺贝尔球”的足球形分子C60化学奖。
磁性Fe3O4／石墨烯Photo-Fenton催化剂的制备及其催化活性
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何 光 裕 ・ 张 艳 １ 钱 茂 公 １ 陈 海群 ｔ 汪 信 ， ２ ， ， ２
１ 州大 学江 苏省精 细化 工 重点 实验 室 ， 州 ２ ３ ６ １ 常 常 １ １４
（南京理工大学教育部软化学与功能材料重点实验室， ２０ ９） ２ 南京 １０４
摘 要 ： 用 共 沉 淀 法 制 备 磁 性 Ｆ ，Ｊ Ｅ ￣ 采 ｅ Ｇ（ Ｏ 烯 ） 化 剂 ，实 现 Ｆ ， 米 颗 粒 生 长 和 氧 化 石 墨 烯 还 原 同 步进 行 ，采 用 Ｒ、 催 ｅ 纳 Ｏ
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纳米四氧化三铁的化学制备及应用的研究进展
纳米四氧化三铁的化学制备及应用的研究进展摘要：纳米四氧化三铁在在物理、化学等方面表现出优异的性质，因此其制备方法受到了广泛关注。
本文主要综述了纳米四氧化三铁粒子的化学制备方法，包括共沉淀法、微乳液法、溶剂热法等，说明了各个方法的特点，此外介绍了纳米四氧化三铁在催化、吸附、吸波等方面的应用。
关键词：纳米四氧化三铁化学制备方法应用1引言近年来，有关磁性Fe3O4纳米微粒的合成方法及性质研究受到愈来愈多的重视，这是因为磁性Fe3O4纳米微粒具有许多特殊物理和化学性能[1]。
目前，纳米Fe3O4微球的制备方法主要有共沉淀法、微乳液法、溶剂热法等，共沉淀法的操作简单易控制；微乳液法制备的纳米粒子具有粒径分布窄，稳定性好等特点，但其影响因素较多，制备过程较复杂；溶剂热法制备的微球胶体稳定性较差且颗粒大，但此方法可以生长出各类形貌的化合物，这对晶体生长的研究具有重要价值[2]。
未来可将多种传统方法结合，克服单一的制备方法的缺点。
本文就纳米Fe3O4微粒的制备方法及应用进行了综述。
2纳米四氧化三铁的化学制备工艺及应用进展2.1共沉淀法共沉淀法是目前最普遍的使用方法，其方法在包含两种或两种以上金属离子的可溶性盐溶液中，加入适量的沉淀剂，使金属离子均匀沉淀或结晶出来，再将沉淀物脱水或热分解而制得纳米微粉[5]。
夏光强等[3]采用共沉淀法制备纳米Fe3O4，实验过程中发现温度对实验影响不大，对于条件较差的实验室而言，只要保持在40-60℃的温度范围内进行实验即可，此外反应物的添加顺序会影响产物粒子的形貌，反应时间的长短对颗粒细度无明显影响，而沉淀温度过高过低都不利于沉淀，选择50℃左右效果最佳，因此实验选择反相共沉淀法，在50℃水浴环境中，保温10min，PH设定为10左右的实验条件，达到理想的实验效果。
2.2微乳液法微乳液法是利用两种互不相溶的溶剂在表面活性剂的作用下形成热力学稳定的、各向同性、外观透明或半透明的分散体系[5]。
石墨烯的特性及应用前景
石墨烯的制备、结构、特性及应用前景班级：热能082姓名：陆时杰学号：10084621致乔文明老师：乔老师这课讲的很有意思，我虽然是学热能与动力工程的，但是我对这些新型材料很有兴趣，尤其是它在航空航天和军事等领域的应用。
在上这个课之前我就知道多孔碳材料可用用来做雷达波的吸收材料，像现在一些民用器材，比如汽车、自行车。
鱼竿等等，都有采用碳纤维材料，不但重量很轻，而且强度很大。
就是目前市场上这种材料的商品价格往往高的离谱，买不起啊！不过在上这个课还是收获蛮多的，对碳材料有了更深入的认识，就拿石墨烯来说，以前就是听过这玩意很坚固，其他方面的东西还真不知道，通过这门课了解到它的性质和其他的一些用途。
我记得曾今美国有位老师问他的学生地球上的石油多少年能用完，他的学生立刻开始了计算。
这时这位老师说，永远都用不完。
这时因为每当一种材料面临枯竭的时候人类就会找到其替代品。
现在看来是这样，这些碳材料在未来锁发挥的作用将会非常巨大。
但就是每次一讲到这些碳材料的制备和一些条件云云，就听不懂了，因为不是学化工的，对里面好多专业术语不了解，而且还是英文的，不查字典基本就瞎了。
不过对这课的兴趣，还是满浓厚的。
废话不扯了，下面该到正题了，因为引用了很多文献，也不确定里面有些东西的正确性，如有问题，请老师指正。
前言碳材料(如炭黑、煤炭、石墨、金刚石) 几乎和人类一样历史悠久。
20 世纪60 年代以来陆续从聚丙烯腈中得到了碳纤维,由化学分解烃蒸气而产生的热解碳以及来自于非石墨化程序的玻璃状碳等新型碳材料,这些新型碳材料与传统石墨电极、碳黑和活性炭等碳材料有着不同的结构和特性。
在20 世纪70 年代,出现了针型焦碳、新型微珠,生长蒸气型碳纤维,高密度各向同性石墨,碳纤维加强型混凝土、碳分子筛、金刚石- C 和其他新型碳材料。
富勒烯(C60) 和纳米碳管的发现更是开启了一个与光滑石墨层碳材料为基础的碳材料完全不同的世界。
新碳材料的发展促进了碳科学的新发展,这使重新构造C-C 键,观察杂化轨道(SP + 2π,SP2 +π和SP3) 成为一种趋势。
纳米材料有哪些
纳米材料有哪些纳米材料是指至少有一个尺寸在1-100纳米之间的材料，这些材料具有独特的物理、化学和生物学特性，广泛应用于材料科学、生物医学、能源和环境等领域。
纳米材料的种类繁多，下面将介绍一些常见的纳米材料及其应用。
一、纳米碳材料。
1. 石墨烯。
石墨烯是由碳原子构成的二维晶格结构，具有优异的导电性、热导性和机械性能，被广泛应用于电子器件、传感器、储能材料等领域。
2. 碳纳米管。
碳纳米管是由石墨烯卷曲而成的纳米管状结构，具有优异的力学性能和导电性能，被应用于纳米电子学、纳米材料增强等领域。
3. 纳米金刚石。
纳米金刚石是由碳原子构成的立方晶格结构，具有硬度大、导热性好等特点，被广泛应用于涂层材料、生物医学材料等领域。
二、纳米金属材料。
1. 纳米银。
纳米银具有优异的抗菌性能，被广泛应用于医疗器械、纺织品等领域。
2. 纳米金。
纳米金具有优异的光学性能和催化性能，被应用于光电器件、催化剂等领域。
3. 纳米铜。
纳米铜具有优异的导电性能和力学性能，被广泛应用于电子器件、导电材料等领域。
三、纳米氧化物材料。
1. 纳米二氧化硅。
纳米二氧化硅具有优异的光学性能和表面活性，被广泛应用于光学涂料、生物医学材料等领域。
2. 纳米氧化铝。
纳米氧化铝具有优异的耐磨性和热稳定性，被应用于陶瓷材料、涂料材料等领域。
3. 纳米氧化铁。
纳米氧化铁具有优异的磁性能和生物相容性，被广泛应用于磁性材料、生物医学材料等领域。
四、纳米复合材料。
1. 纳米聚合物复合材料。
纳米聚合物复合材料是将纳米材料与聚合物基体复合而成的材料，具有优异的力学性能和导电性能，被广泛应用于航空航天、汽车制造等领域。
2. 纳米陶瓷复合材料。
纳米陶瓷复合材料是将纳米材料与陶瓷基体复合而成的材料，具有优异的耐磨性和耐高温性能，被应用于机械制造、航空航天等领域。
以上就是关于纳米材料的介绍，纳米材料的种类繁多，每一种纳米材料都具有独特的特性和应用价值，随着科学技术的不断发展，相信纳米材料在未来会有更广阔的应用前景。
氧化石墨烯的制备及应用研究进展
氧化石墨烯的制备及应用研究进展孟竹;黄安平;张文学;郭效军;张永霞;朱博超【摘要】The new carbon material graphene oxide has been widely concerned with its excellent structural prop-erties. The simple and safe preparation method is also suitable for mass production. Atpresent,graphene oxide has been applied in many fields and has good research results. This article,referring to the latest literature,mainly in-troduces the method of preparing oxidized graphite with widely used Hummers and the new preparation method using different oxidation systems. The development of the application fields ofmedical,polymer,electrochemical and dye treatment by using the excellent specific surface area of oxidized graphite and many hydrophilic groups were summa-rized,and the problems in the preparation and application of the oxidized graphene were summed up,and its poten-tial application in the future was prospected.%新型碳材料氧化石墨烯因其优良的结构性能得到广泛的关注,简单、安全的制备方法也适合大量生产,目前氧化石墨烯已被应用在诸多领域并有良好的研究成果.该文主要介绍了广泛使用的Hummers制备氧化石墨烯的方法以及使用不同氧化体系的新型制备方法,综述了利用氧化石墨烯优异的比表面积和诸多的亲水基团等特性在医学、聚合物、电化学、染料处理等应用领域的发展现状,总结了氧化石墨烯在制备及应用中易出现的问题,并对其未来潜在的应用前景做出展望.【期刊名称】《合成材料老化与应用》【年(卷),期】2017(046)006【总页数】6页(P95-99,111)【关键词】氧化石墨烯;制备;应用【作者】孟竹;黄安平;张文学;郭效军;张永霞;朱博超【作者单位】西北师范大学化学化工学院,甘肃兰州730070;中国石油兰州化工研究中心,甘肃兰州730060;中国石油兰州化工研究中心,甘肃兰州730060;中国石油兰州化工研究中心,甘肃兰州730060;西北师范大学化学化工学院,甘肃兰州730070;西北师范大学化学化工学院,甘肃兰州730070;中国石油兰州化工研究中心,甘肃兰州730060【正文语种】中文【中图分类】O613.712004年英国曼彻斯特大学的两位科学家安德烈·杰姆和克斯特亚·诺沃消洛夫发现了石墨烯，由于其特殊的蜂窝状二维结构，在力学强度上拥有突出的表现：杨氏模量(～1000GPa)，断裂强度(～130GPa)，弹性模量(～0.25TPa)，而且具有良好的导电性(106S/cm)，优异的比表面积(2630m2/g)[1]。
基于共价键作用的四氧化三铁-还原氧化石墨烯复合材料的合成及其储锂性能
基于共价键作用的四氧化三铁-还原氧化石墨烯复合材料的合成及其储锂性能秦士林;李继成;李朝晖;胡忠良;丁燕怀;雷钢铁;肖启振【摘要】采用溶剂热法制备单分散的Fe3O4微球,对其表面进行包覆SiO2和氨基化处理,再与氧化石墨烯复合,化学还原后得到Fe3O4-W-RGO复合材料.SEM和TEM照片显示,SiO2均匀包覆在Fe3O4微球(直径~440 nm)表面形成Fe3O4@SiO2核壳微球,紧密束缚于RGO纳米片表面.XRD测试结果表明Fe3O4微球结晶度好、纯度高.电化学性能测试结果表明:在0.01~3.00 V电压范围和0.1C倍率下,Fe3O4-W-RGO复合材料的首次放电容量为1246 mAh/g,100次循环后保持830 mAh/g;在2C倍率下放电容量达到484 mAh/g,具有较好的倍率性能和循环性能.【期刊名称】《无机材料学报》【年(卷),期】2018(033)007【总页数】8页(P741-748)【关键词】四氧化三铁;氧化石墨烯;共价键作用;锂离子电池【作者】秦士林;李继成;李朝晖;胡忠良;丁燕怀;雷钢铁;肖启振【作者单位】湘潭大学化学学院,湘潭 411105;湘潭大学化学学院,湘潭 411105;湘潭大学化学学院,湘潭 411105;湖南工业大学冶金工程学院,株洲 412007;湘潭大学土木工程与力学学院,湘潭 411105;湘潭大学化学学院,湘潭 411105;湘潭大学化学学院,湘潭 411105【正文语种】中文【中图分类】TQ174锂离子电池由于能量密度高, 已经在便携式电子设备上得到了广泛应用。
碳基负极材料(石墨)的比容量一般低于400 mAh/g[1], 基于化学转化反应机理的过渡金属化合物负极材料具有比碳材料更高的比容量[2-7]。
例如, 在0.01~3.00 V(vs.Li+/Li)电压范围和0.1 A/g电流密度下, MoS2/石墨烯复合材料的比容量为800 mAh/g[7], SnO2为609 mAh/g[8], V2O3/C复合材料为774.8 mAh/g[9], h-MoO3@C纳米纤维为946.6 mAh/g[10]。
四氧化三铁-石墨烯复合芬顿催化剂用于染料脱色的研究
（ Ｓ ｃ ｈ ｏ ｏ ｌ ｏ ｆ Ｃ ｈ ｅ ｍｉ ｓ ｔ ｒ ｙ ａ ｎ ｄ Ｅ ｎ ｖ ｉ ｒ ｏ ｎ ｍ ｅ ｎ ｔ ｌ ａ Ｐ ｒ ｏ ｔ ｅ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ Ｅ ｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ ， Ｓ ｏ ｕ ｔ ｈ ｗ ｅ ｓ ｔ Ｕ ｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ ｏ ｆ ｒ Ｎ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｌ ｉ ｔ ｉ ｅ ｓ ， Ｃ ｈ ｅ ｎ ｇ ｄ ｕ ６ １ ０ ０ ４ １ ， Ｐ ． Ｒ ． Ｃ ． ）
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浅谈四氧化三铁纳米材料的制备与应用
浅谈四氧化三铁纳米材料的制备与应用作者：王彦来源：《现代盐化工》2020年第02期摘要：四氧化三铁纳米材料，在很多行业中有着良好的应用前景。
立足于四氧化三铁的性质与结构，分析了制备方法，并讨论了四氧化三铁纳米材料的制备在多个方面的应用，以供参考。
关键词：四氧化三铁;纳米材料;制备;应用四氧化三铁纳米粒子化学性质较为稳定，粒径能够降到几纳米，有着极高的催化活性以及很好的磁响应与耐候性等优点，可以在多个方面进行合理运用。
比如，汽车面漆与皮革方面、塑料与涂料方面、催化剂与组织工程方面等，与此同时，有望探索新的用途。
本研究针对四氧化三铁纳米材料的制备及其在各方面的运用进行了分析和论述。
1 四氧化三铁性质与结构铁氧化物可以划分成3种类型，即四氧化三铁、一氧化铁与三氧化二铁，其化学名称是Fe3O4、FeO、Fe2O3，而M（Fe3O4）=231.540。
四氧化三铁为黑色晶状固体，是电的导体，具备磁性，同时，不溶于水，还有还原性与氧化性。
四氧化三铁高温有氧加热容易氧化成三氧化二铁;还易于被还原性强的物质还原成铁单质。
经过X-射线衍射能够发现：四氧化三铁化合物是以Fe2+与Fe3+混合氧化态构成，属于反尖晶石结构。
2 四氧化三铁纳米材料的制备方式分析通常而言，影响纳米四氧化三铁性能的核心因素有结晶度与磁饱和量、粒径与矫顽力等。
不一样的性能，其适用范围不同，如此看来，四氧化三铁纳米粒子制备方式存在着一定的差异性。
四氧化三铁纳米粒子制备方式的关键为物理与化学方式。
物理方式中具有代表性的就是机械球磨方式，该制备方式简单，可是所花时间长，颗粒大小不同，产品纯度不高，所以，该方式制备出来的纳米材料不能满足科学领域的需求。
当下制备四氧化三铁纳米粒子的常用法为化学方式，合成的纳米粒子很稳定，形状可以控制，同时，可以单分散，该制备方式程序简单，费用低。
当下制备纳米四氧化三铁的方式较多，比如热液、沉淀与热水解方式等。
2.1 水热方式这种方法也被称为热液方法，从宏观角度而言涵盖了水溶剂热方式以及溶剂热法。
石墨烯
长沙理工大学材料科学导论石墨烯论文组长姓名：颜虎斌成员姓名：董文渊唐文楚吴世宇梁紫璋王朔指导老师：陈**石墨烯摘要石墨烯被称为“黑金”，是“新材料之王”，科学家甚至预言石墨烯将“彻底改变21世纪”。
极有可能掀起一场席卷全球的颠覆性新技术新产业革命。
石墨烯是非常重要的材料。
本论文首先对石墨烯的组成及基本性质进行阐述，然后分析石墨烯的制备方法，得出石墨烯的使用性质及应用。
关键词：石墨烯目录一、石墨烯简介 (1)1.1石墨烯的来源 (2)1.2石墨烯的成分 (2)1.3石墨烯的结构 (2)二、石墨烯的基本性质 (3)2.1石墨烯的化学性质 (3)2.2石墨烯的物理性质 (3)三、石墨烯的制备方法及工艺流程 (3)3.1物理方法 (3)3.2化学方法 (5)四、石墨烯的应用及前景 (6)4.1应用 (6)4.2发展前景 (7)一、石墨烯简介1.1石墨烯的来源石墨烯（Graphene）是从石墨材料中剥离出来、由碳原子组成的只有一层原子厚度的二维晶体。
2004年，英国曼彻斯特大学物理学家安德烈·盖姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫，成功从石墨中分离出石墨烯，证实它可以单独存在，两人也因此共同获得2010年诺贝尔物理学奖。
1.2石墨烯的成分石墨烯是由碳原子按六边形晶格整齐排布而成的碳单质，结构非常稳定。
1.3石墨烯的结构石墨烯具有完美的二维晶体结构，它的晶格是由六个碳原子围成的六边形，厚度为一个原子层。
碳原子之间由σ键连接，结合方式为sp2杂化，这些σ键赋予了石墨烯极其优异的力学性质和结构刚性。
石墨烯的硬度比最好的钢铁强100倍，甚至还要超过钻石。
在石墨烯中，每个碳原子都有一个未成键的p电子，这些p电子可以在晶体中自由移动，且运动速度高达光速的1/300，赋予了石墨烯良好的导电性。
石墨烯是新一代的透明导电材料，在可见光区，四层石墨烯的透过率与传统的ITO薄膜相当，在其它波段，四层石墨烯的透过率远远高于ITO薄膜。
基于物理学和化学的新型材料研究和应用
基于物理学和化学的新型材料研究和应用随着科技的不断发展，各行各业都在不停地创新和发展。
其中，新型材料的研究和应用已成为一个热门话题。
本文将围绕基于物理学和化学的新型材料展开讨论。
一、新型材料的定义与分类新型材料，又称先进材料，是指由全新材料或对传统材料进行改善和改良后所产生的具有新的、改进的或特殊的性能和用途的材料。
新型材料可以根据结构、物理、化学、生物等性质来进行分类。
其中，基于物理学和化学研究的新型材料具有独特的优势和应用价值。
二、基于物理学的新型材料1. 石墨烯石墨烯是一种由碳原子组成的单层网格结构材料。
由于其高导电性、高热导性、高强度、柔性和透明性等特点，石墨烯被广泛应用于电子器件、传感器、生物医药等领域。
例如，石墨烯的高导电性和透明性特点使其成为柔性显示器材料的理想选择。
2. 磁性材料磁性材料是指具有磁性的材料，包括铁、镍、钴等金属材料以及氧化铁、铬酸盐等氧化物材料。
磁性材料的特点是在外加磁场下表现出磁性，具有广泛的应用领域，如电子、信息、交通等。
其中，铁、镍和钴金属材料被广泛应用于制造电子设备、汽车发动机和制冷设备等领域。
3. 热电材料热电材料是指能够将温度差转化为电能的材料。
热电效应可以广泛应用于能源转换、热管理等领域。
近年来，基于物理学的新型热电材料被广泛研究和应用。
例如，新型的高效热电材料可以用于制造高效节能的热电发电机。
三、基于化学的新型材料1. 金属有机骨架材料（MOF）金属有机骨架材料是一种由金属离子和有机配体组成的三维网状结构材料。
MOF材料因其结构多样、孔隙率高、表面积大等特点而备受关注。
例如，MOF材料可以被应用于气体存储、分离、催化反应等领域。
此外，MOF材料也可以作为药物递送载体，为药物传递和治疗提供便利。
2. 二维材料二维材料是由单层或少数层原子组成的材料，包括石墨烯、黑磷、硫化物和氮化物等多种材料。
由于其优异的电学、光学、热学性能，二维材料被广泛应用于电子、光电和传感器等领域。
石墨烯研究报告
石墨烯研究报告一、引言石墨烯，一种由碳原子以 sp²杂化轨道组成六角型呈蜂巢晶格的二维碳纳米材料，自 2004 年被发现以来，因其独特的物理、化学和电学性质，在材料科学、物理学、化学、电子学等多个领域引起了广泛的研究兴趣。
二、石墨烯的性质（一）物理性质1、高强度石墨烯是目前已知强度最高的材料之一，其抗拉强度和弹性模量极高。
理论上，它可以承受比钢铁高约 100 倍的拉力。
2、高导电性其电子迁移率极高，比传统的硅材料快得多，这使得它在电子器件领域具有巨大的应用潜力。
3、高热导率石墨烯的热导率也非常出色，是优良的热传导材料。
（二）化学性质1、稳定性在常温常压下，石墨烯具有出色的化学稳定性。
2、可修饰性表面可通过化学方法进行修饰和功能化，以满足不同的应用需求。
三、石墨烯的制备方法（一）机械剥离法通过机械力从高定向热解石墨上剥离出石墨烯片层。
这种方法制备的石墨烯质量较高，但产量较低。
（二）化学气相沉积法（CVD）在高温下，让含碳气体在金属基底表面分解，从而生长出石墨烯薄膜。
CVD 法能够制备大面积、高质量的石墨烯薄膜，但成本相对较高。
（三）氧化还原法先将石墨氧化成氧化石墨，然后通过还原得到石墨烯。
这种方法成本较低，产量较大，但得到的石墨烯质量相对较差。
四、石墨烯的应用领域（一）电子学领域1、晶体管由于其高电子迁移率，有望取代传统的硅基晶体管，实现更小、更快、更节能的电子器件。
2、柔性电子设备可用于制造柔性显示屏、可穿戴设备等。
（二）能源领域1、电池在锂离子电池、超级电容器等方面有应用潜力，能够提高电池的充放电性能和循环寿命。
2、太阳能电池可提高太阳能电池的光电转换效率。
（三）复合材料领域1、增强聚合物复合材料能显著提高材料的强度、刚度和导电性。
2、金属基复合材料改善金属材料的力学性能和耐磨性能。
（四）传感器领域对气体、生物分子等具有高灵敏度的检测能力，可用于制造各种传感器。
五、石墨烯研究面临的挑战（一）大规模高质量制备虽然已经有多种制备方法，但实现大规模、高质量、低成本的石墨烯制备仍然是一个难题。
石墨烯
石墨烯是世上已知的最薄的材料
石墨烯几乎是完全透明的，只吸收 2.3% 的光，只有 0.34 纳米 厚，十万层石墨烯叠加起来的厚度大概等于一根头发丝的直径， 人们用肉眼是看不见它的。
石墨烯是人类已知强度最高的物质
它比钻石还坚硬，强度比世界上最好的钢铁还要高上 100倍，它们 每 100 纳米距离上可承受的最大压力竟然达到了 2.9 微牛左右。这 意味着，“如果用石墨烯制成包装袋，那么它将能承受大约两吨重 的物品”。
石墨烯的蜂窝晶格
石墨烯出现在实验室中是在2004年，当时，英国的两位 科学家发现他们能用一种非常简单的方法得到越来越薄的石 墨薄片。他们从石墨中剥离出石墨片，然后将薄片的两面粘 在一种特殊的胶带上，撕开胶带，就能把石墨片一分为二。 不断地这样操作，于是薄片越来越薄，最后，他们得到了仅 由一层碳原子构成的薄片，这就是石墨烯。
试剂：石墨粉 浓硫酸 高锰酸钾 水合肼 化钠 仪器：超声仪 离心仪 5%双氧水 盐酸 氢氧
实验步骤：
氧化石墨制备：将 10 g 石墨与 230 mL 98%浓硫酸混合置于冰浴中，搅拌 30 min 使其充分混合。称取 40 g KMnO4 加入上述混合液继续搅拌 1 h 后 移入 40oC温水浴中继续搅拌30 min 用蒸馏水将反应液(控制温度在 100 oC以下)稀 释至 800-1 000mL。后加适量 5% H2O2 趁热过滤，用 5% HCl 和蒸馏水充分 洗涤至接近中性。最后过滤、洗涤在 60oC下烘干得到氧化石墨样品。
石墨
氧化
氧化石墨
超声剥离
氧化石墨 片
还原
石墨烯
氧化还原法
优点：
操作简单 产量高 成本低廉 已实现大规模生产
缺点：
纯度较低 制成的石墨烯片易折叠 带有许多含氧基团
矿产
矿产资源开发利用方案编写内容要求及审查大纲
矿产资源开发利用方案编写内容要求及《矿产资源开发利用方案》审查大纲一、概述
㈠矿区位置、隶属关系和企业性质。
如为改扩建矿山, 应说明矿山现状、
特点及存在的主要问题。
㈡编制依据
(1简述项目前期工作进展情况及与有关方面对项目的意向性协议情况。
(2 列出开发利用方案编制所依据的主要基础性资料的名称。
如经储量管理部门认定的矿区地质勘探报告、选矿试验报告、加工利用试验报告、工程地质初评资料、矿区水文资料和供水资料等。
对改、扩建矿山应有生产实际资料, 如矿山总平面现状图、矿床开拓系统图、采场现状图和主要采选设备清单等。
二、矿产品需求现状和预测
㈠该矿产在国内需求情况和市场供应情况
1、矿产品现状及加工利用趋向。
2、国内近、远期的需求量及主要销向预测。
㈡产品价格分析
1、国内矿产品价格现状。
2、矿产品价格稳定性及变化趋势。
三、矿产资源概况
㈠矿区总体概况
1、矿区总体规划情况。
2、矿区矿产资源概况。
3、该设计与矿区总体开发的关系。
㈡该设计项目的资源概况
1、矿床地质及构造特征。
2、矿床开采技术条件及水文地质条件。
耐酸性的磁性纳米复合材料去除水中有机污染物
耐酸性的磁性纳米复合材料去除水中有机污染物阮长平;艾可龙;逯乐慧【摘要】以纳米级的ZIF-67为前驱体,在惰性氛围中碳化(氩气氛围,800℃,1h)后,再酸洗的方法,合成了一种能在广泛的pH范围内稳定存在的Co/C磁性纳米材料.选择合适的碳化温度,使形成的石墨化碳材料均匀包覆Co纳米粒子,提高磁性Co 纳米粒子的耐酸性,使得此复合材料在pH 1 ～13的范围内均能稳定存在.将这种复合材料用于水中有机染料罗丹明B和孔雀石绿的吸附,材料在广泛的pH范围对这两种染料均有着较好的吸附性能.对吸附等温线进行拟合,发现此材料对罗丹明B和孔雀石绿的吸附符合朗格缪尔吸附模型,两种染料最大吸附容量分别为400和562 mg/g.此材料具有很好的重复使用性,可以用乙二醇进行洗脱,循环使用5次以后,吸附容量未明显降低.此材料对实际污水中的有机污染物的去除效率达到97％以上.【期刊名称】《分析化学》【年(卷),期】2016(044)002【总页数】8页(P224-231)【关键词】磁性吸附剂;耐酸;有机污染物;水处理【作者】阮长平;艾可龙;逯乐慧【作者单位】中国科学院长春应用化学研究所电分析化学国家重点实验室,长春130022;中国科学院大学,北京100039;中国科学院长春应用化学研究所电分析化学国家重点实验室,长春130022;中国科学院长春应用化学研究所电分析化学国家重点实验室,长春130022【正文语种】中文随着现代工业的发展，人类面临着日益严重的环境威胁［1～8］。
在众多环境问题中，水污染问题是人类面临的最为严峻的环境问题之一。
有机染料是一类广泛存在的水污染物［2～9］。
据估计，染料的年使用量超过70万吨，其中约有10%～15%的染料以废水形式被排放［8］，不仅造成了严重的环境问题，也对人类的健康和生命安全造成了威胁。
近年来，水中有机染料的分析、富集和去除问题备受关注。
在众多染料去除和治理方法（如光降解法、化学氧化法、沉淀法、吸附法等）中，吸附法是一种安全、高效、廉价、易于操作的方法。
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本科生毕业论文（或设计）（申请学士学位）论文题目四氧化三铁/石墨烯/金的合成与应用作者姓名所学专业名称应用化学指导教师2012年 5 月27日学生：（签字）学号：论文答辩日期：2012 年 6 月 2 日指导教师：（签字）目录摘要 (1)Abstract (1)1 引言 (2)1.1 Fe3O4/石墨烯/Au催化剂的研究现状和意义 (3)1.2 本文主要工作 (3)2 实验 (3)2.1 实验试剂与仪器 (3)2.1.1 实验试剂 (3)2.1.2 实验仪器 (3)2.2 样品的制备 (3)2.2.1 氧化石墨烯的制备 (3)2.2.2 Fe3O4/石墨烯复合材料的制备 (4)2.2.3 Fe3O4/石墨烯/Au复合物的制备 (5)2.3 催化偶联反应性能研究 (5)3 结果与讨论 (5)3.1 扫描电镜(SEM)分析 (5)3.2 X射线粉末衍射（XRD）分析 (8)3.3 Fe3O4/石墨烯/Au的红外光谱分析 (10)4小结 (10)参考文献 (11)致谢 (11)四氧化三铁/石墨烯/金的合成与应用摘要：采用水热法制备四氧化三铁（Fe3O4）/石墨烯（Graphene）复合物，再以其为载体负载贵金属金（Au）纳米颗粒，合成可磁性分离的Fe3O4/Graphene/Au(0)。
制得的样品用X射线粉末衍射仪（XRD）、扫描电镜(SEM)、红外光谱仪（IR）等表征。
实验结果证明了Fe3O4/Graphene/Au(0)在空气氛围下可高效催化溴苯与苯硼酸的Suzuki偶联反应。
关键词：Fe3O4/石墨烯/ Au（0）；催化；偶联反应；磁性分离The preparation and application of Fe3O4/Graphene /Au(0)Abstract: Using Hydrothermal synthesis method is to prepare Fe3O4/Graphene, which was then used as carrier to immobilize gold nanoparticles to synthesize the magnetic catalyst Fe3O4/Graphene/Au(0). These samples were characterized by X-ray powder diffraction (XRD), Scanning electron microscopy (SEM) and Infrared spectrometer(IR). The experimental results show that Fe3O4/Graphene/Au(0) can effectively catalyze Suzuki coupling reaction between bromobenzene and phenylboronic acid in air atmosphere.Keywords: Fe3O4/Graphene/ Au(0);magnetic catalyst；suzuki coupling reaction;1 引言1.1 Fe3O4/石墨烯/Au催化剂的研究现状和意义2010年的诺贝尔物理学奖由成功分离石墨烯的研究人员获得。
石墨烯具备很多超越单层石墨的特殊性质，其独特的力学、电学、光学及磁学性能便引起了广泛关注。
近几年来对石墨烯的理论研究、制备方法、功能化及其应用等，已成为国内外学者研究的热点。
石墨烯自出现以来，石墨烯结构非常稳定，迄今为止，研究者仍未发现石墨烯中有碳原子缺失的情况。
石墨烯中各碳原子之间的连接非常柔韧，当施加外部机械力时，碳原子面就弯曲变形，从而使碳原子不必重新排列来适应外力，也就保持了结构稳定。
这种稳定的晶格结构使碳原子具有优秀的导电性。
石墨烯中的电子在轨道中移动时，不会因晶格缺陷或引入外来原子而发生散射。
由于原子间作用力十分强，在常温下，即使周围碳原子发生挤撞，石墨毡石墨烯中电子受到的干扰也非常小。
鉴于石墨烯具有的独特结构和优异性能，石墨烯将成为可实现高速晶体管、高灵敏度传感器、激光器、触摸面板、蓄电池及高效太阳能电池等多种新一代器件的核心材料。
石墨烯在复合材料、电子器件、储能方面、基因测序等领域等得到大量应用，同时有望帮助物理学家在量子物理学研究领域取得新突破[1]。
近年来对石墨烯在催化领域的研究探索也十分活跃。
催化剂/石墨烯拥有高比表面积和高比例的表面原子数, 使得其与传统材料相比具有更高的催化活性[2]。
石墨烯的功能化不仅可以解决在催化体系制备过程中的溶解性问题, 还提供了能诱导催化剂负载或嵌入的功能团, 甚至直接以共价键或非共价键使催化剂与石墨烯复合。
Scheuermann 等人[3]利用石墨烯上存在的含氧基团吸引钯(Pd)纳米粒子催化剂嵌入, 以石墨烯作为催化剂的载体, 提高催化活性。
经过多种表征证实相对于钯/活性炭的催化体系, 石墨烯作为载体时具有更高的活性,交叉频率超过了39000 h-1, 并且Pd 的浸出率也很低。
磁性纳米粒子是近年来发展起来的一种新型材料。
磁性纳米粒子由于其超微尺寸，表现出许多不同于普通纳米粒子所具有的四个基本效应，而且具有异常的磁学性能，如超顺磁性、高矫顽力、低居里温度和高磁化率等性质[4-5]。
将其结合到生物分子（核酸、蛋白质和肽等）表面上时，产生的生物共轭物种由于尺寸依赖性和维度与大分子相似，很适合作为活性磁共振成像、药物释放和运输的大循环载体和组织工程的结构构架，同时又能用在分子识别与标记、DNA传感器和生物芯片中。
因此磁性纳米粒子在核酸分析、临床诊断、靶向药物、细胞分离等领域的应用已成为研究的热点。
以石墨烯为基体负载铁氧体合成石墨烯/铁氧体复合材料，可以发挥以下优势：首先, 石墨烯的比表面积大,有利于活性组分的负载；其次, 铁氧体粒子的引入可以增强石墨烯的铁磁性, 有利于实现石墨烯/铁氧体复合材料的磁性回收。
本文旨在合成四氧化三铁/石墨烯复合材料，并将之作为载体负载活性组分金纳米粒子，制成高催化活性的纳米级磁性催化剂，催化卤代芳香烃和苯硼酸的Suzuki 偶联反应。
该磁性催化剂有望在外磁场作用下，更快速彻底地从产物中分离。
1.2 本文主要工作（1）由文献报道的方法制备层状石墨烯。
（2）采用水热合成法制备Fe3O4/石墨烯。
（3）采用原位还原法还原制得Fe3O4/石墨烯/Au。
（4）Fe3O4/石墨烯/Au催化芳香烃和苯硼酸的Suzuki偶联反应。
（5）采用X射线粉末衍射仪、扫描电镜、红外光谱仪等来表征制得的石墨烯、石墨烯/四氧化三铁、石墨烯/四氧化三铁/金。
2 实验2.1 实验试剂与仪器2.1.1 实验试剂石墨，FeCl3·6H2O(C. P.)，无水乙醇(A. R.), 丙酮(A. R.)，HAuCl4(A. R.), 乙酸乙酯(A. R.)，石油醚（60-90℃)，磷酸钾(A. R.)，甲苯(A. R.)，苯硼酸(A. R.)，溴苯(A. R.)，KSCN(A.R.),H2O2(A.R.), H2SO4(98%,A.R.),浓HNO3(A.R.),KClO3(A.R.),BaCl2(A.R.),柠檬酸钠，高锰酸钾（A.R.）,NaNO3(A.R.).2.1.2 实验仪器烧杯，量筒，玻璃棒，移液管，电子天平（Sartorius BP221S），台式电热鼓风干燥箱（DHG-9145A），二颈瓶，超声波清洗器，循环水真空泵（SHZ-DIII），冷凝管，78HW-1型磁力搅拌器，旋转蒸发仪(RE-5200D)，X-射线粉末衍射(XRD, Shimadzu XRD-6000, λ = 0.15406 nm, U = 40 KV, I = 30mA)，扫描电子显微镜(SEM, LEO-1350 VP) ，红外光谱仪（VECTOR TM 22）。
2.2 样品的制备2.2.1 氧化石墨烯的制备本实验根据文献[6~8]报道的方法制备：方法一：在低温条件下石墨与浓硫酸、浓硝酸发生氧化反应，生成氧化石墨烯，记为样品1。
其实验步骤如下：(1) 向500ml三口烧瓶中加入12ml浓硫酸和6ml浓硝酸，在冰水浴中机械搅拌得到混酸。
(2) 准确称取0.5112g的石墨粉末加入其中，搅拌10分钟后，缓慢加入1.5185g氯酸钾粉末，温度保持0~5℃，反应48小时。
(3) 反应结束后，加入大量去离子水稀释产物，使用0.1mol/L稀盐酸洗涤至氯化钡溶液无法检出SO42-为止，之后使用去离子水反复洗涤至pH值为中性。
(4) 抽滤，反复用去离子水清洗至中性，40℃烘干，得到氧化石墨。
(5) 称取0.3285g氧化石墨，加入30ml无水乙醇，超声30min，装入高压反应釜中，200℃下反应24小时。
抽滤，洗涤。
40℃烘干，得到石墨烯。
方法二：（1）称取0.2527g石墨粉置于23ml温度为0℃浓硫酸中。
冰水浴中缓慢加入0.1285g高锰酸钾，保持温度不超过20℃。
（2）再将体系温度缓慢升温至35℃，保持30分钟。
搅拌下加入46ml水，升温至98℃，保持15分钟，加入10ml 30%双氧水，静置24小时。
（3）抽滤，用5%盐酸洗涤至不含SO42-为止，然后用水洗多次，40℃烘干，得到氧化石墨，记为样品2。
2.2.2 Fe3O4/石墨烯复合材料的制备方法一：（1）准确称取氧化石墨0.1380g、0.1623g FeCl3·6H2O、0.3492g KSCN、20 mL去离子水于锥形瓶中，超声30分钟，装入高压反应釜，200℃下反应12小时，抽滤，用无水乙醇多次洗涤，40 ℃真空干燥，得到Fe3O4/石墨烯复合材料，记为样品3。
（2）准确称取石墨烯0.1013g，0.3517g FeCl3·6H2O、0.7566g KSCN、20 mL去离子水于锥形瓶中，超声30分钟，装入高压反应釜，140 ℃下反应48小时，真空抽滤，用无水乙醇多次洗涤，40 ℃真空干燥，得到Fe3O4/石墨烯复合材料，记为样品4。
（3）准确称取石墨烯0.0883g，0.3100g FeCl3·6H2O、0.6402gKSCN、20 mL去离子水于锥形瓶中，超声30分钟，装入高压反应釜，200 ℃下反应12小时，真空抽滤，用无水乙醇多次洗涤，40 ℃真空干燥，得到Fe3O4/石墨烯复合材料，记为样品5。
方法二：（1）准确称取氧化石墨0.0460g、0.2435g FeCl3·6H2O、柠檬酸钠0.2646g、再加入20 mL去离子水于锥形瓶中，超声30分钟，转移到高压反应釜中。
200 ℃反应12小时，真空抽滤，用无水乙醇多次洗涤，40 ℃真空干燥。