氧化石墨烯的制备方法及应用研究进展

简要介绍了氧化石墨烯(GO)的制备方法和性质,详细介绍了其在生物医药、生物环境和能源等方面的应用研究,并对氧化石墨烯(GO)的应用前景进行了展望。     

电沉积羧基化石墨烯修饰的玻碳电极电化学检测镉离子

[目的]基于电沉积羧基化石墨烯修饰的玻碳电极建立了一种电化学检测镉离子的新方法。[方法]首先,采用电沉积法制得羧基化石墨烯修饰的玻碳电极。然后,以此修饰电极为工作电极,采用方波伏安法研究缓冲液pH、沉积时间和沉积电位等因素对镉离子测定的影响。最后,在最佳检测条件下,考察该方法检测镉离子的响应性能。[结果]试验表明修饰电极检测镉离子的线性范围为5×10-7~7.5×10-5 mol·L~(-1),检出限为3.6×10-7 mol·L~(-1)。[结论]该方法重现性和选择性好,有望用于水样等样品中镉离子的测定。     

电沉积羧基化石墨烯-铋膜修饰玻碳电极电化学检测铅离子

[目的]采用电沉积羧基化石墨烯(Carboxylated Graphene,CG)-铋(Bismuth,Bi)膜修饰的玻碳电极(Glassy Carbon Electrode,GCE)建立一种电化学检测铅离子的新方法。[方法]首先将裸GCE进行预处理,通过电沉积法将CG沉积于GCE上;然后将该电极浸入含铋离子和铅离子的溶液中,再将Bi膜沉积于电极表面,制成CG-Bi膜修饰的GCE;利用修饰好的GCE作为工作电极,实现对铅离子的检测。[结果]考察铋离子浓度、溶液pH值、沉积电位、沉积时间对铅离子检测的影响,并且获得这些影响因素的最适宜条件为铋离子浓度0.3mg·L~(-1)、溶液pH 4.5、沉积电位-1.2V、沉积时间350s。在最适宜的试验条件下,利用方波伏安法对不同浓度的铅离子进行测定,试验结果表明在0.075~0.500mg·L~(-1)的铅离子浓度范围内,峰电流值与铅离子浓度呈线性关系,检出限为0.002mg·L~(-1)。采用同一电极和不同电极对0.3mg·L~(-1)的铅离子进行测定,峰电流的相对标准偏差分别为10.39%和8.62%。同时考察了100倍浓度的氯化钠、氯化镁、氯化钾、氯化铝、硫酸铜、硝酸锌、乙酸镉和氯化钙对0.4mg·L~(-1)铅离子检测的影响,结果表明100倍浓度的氯化钠、氯化镁、氯化钾、氯化铝、硝酸锌和氯化钙对铅离子的测定影响较小,而100倍浓度的硫酸铜和乙酸镉对铅离子的测定影响较大;最后将该方法用于水样中铅离子的检测。[结论]这种新的电化学检测铅离子方法步骤简单、使用方便、检测快速、线性范围宽、选择性高,有望在食品检验、环境分析等领域实现应用。     

芦丁在石墨烯修饰电极上的电化学行为及其灵敏检测

[目的]研究了芦丁在石墨烯修饰电极上的电化学行为及其测定方法。[方法]采用化学还原法,制备了氨基功能化的石墨烯,并用于构建灵敏的芦丁电化学传感器。采用循环伏安法和差分脉冲法,研究芦丁在该修饰电极上的电化学行为,并用差分脉冲法对芦丁进行检测。[结果]高比表面积和高导电性的石墨烯使芦丁在该传感器上表现出增强的电化学活性。电极反应动力学研究表明,芦丁在该修饰电极表面经历了一个受表面控制的准可逆过程。在最优试验条件下,芦丁的还原峰电流与其浓度在2×10-8～1×10-5 mol/L范围内呈良好的线性关系,检出限(S/N=3)为1.0×10-8mol/L。[结论]该修饰电极具有良好的选择性和稳定性,可实现实际样品中芦丁含量的灵敏检测。     

氧化石墨烯改性海藻酸钠凝胶球的吸附性能

以海藻酸钠为基质、氧化石墨烯为改性添加剂,采用离子交换法制备了复合凝胶球,并将此凝胶球作为吸附剂,研究了吸附剂用量、pH值、温度和染料初始质量浓度对复合凝胶球去除水中亚甲基蓝染料的影响。结果表明:当吸附剂用量为4g、pH值为7、温度为45℃、亚甲基蓝初始质量浓度为40mg/L时,由Langmuir方程计算得凝胶球对亚甲基蓝的最大吸附容量为90.91mg/g。动力学研究表明,准二阶模型能够更好地拟合实验数据;等温吸附试验研究表明,Freundlich模型较好地拟合了实验数据;热力学研究表明该吸附过程是一个自发的吸热过程。凝胶球可循环再生,成本低廉,在染料废水治理方面有良好的应用前景。     

木材-石墨烯复合材料的制备及其三维导电性能

通过脉冲式真空浸渍的方法将氧化石墨烯(GO)与北京杨(Populus beijingensis)进行有机结合,制备木材-石墨烯三维导电材料;测试分析了制备材料的导电、电磁屏蔽、吸波的性能,从多角度表征材料的导电机理。结果表明：当氧化石墨烯质量浓度为4 g/L、炭化温度为750℃、炭化时间为30 min时,制备的木基石墨烯导电材料的三维各向异性导电性能最好,其纵向、弦向、径向的体积电阻率分别为0.641、2.153、2.932Ω·cm;此工艺条件时,木基石墨烯导电材料的电磁屏蔽效能达到40 dB、吸波强度达到-12 dB。材料的结构形貌表征结果表明,与同等条件炭化木材相比,木基石墨烯复合材料的碳氧质量分数比(w(C)∶w(O))显著提高,碳层排列有序;氧化石墨烯与木材结合程度较好;材料的热稳定性提高。说明氧化石墨烯在木材机体内部被充分还原为具有导电性能的还原氧化石墨烯,材料具有良好的导电性。     

黏土矿物胶体对氧化石墨烯和As（Ⅴ）在多孔介质中迁移的影响

为探究不移动的黏土矿物胶体对氧化石墨烯与砷在多孔介质中迁移的作用,通过一系列柱试验研究了氧化石墨烯(GO)、As(Ⅴ)和GO-As(Ⅴ)混合液在不同黏土矿物胶体(高岭石胶体和蒙脱石胶体)、pH、离子强度(IS)和流速下的迁移行为。结果表明,流速的增大会增加GO和As(Ⅴ)在饱和多孔介质中的迁移率;离子强度的增加降低了GO和As(Ⅴ)在饱和多孔介质中的迁移率;增加pH也会增加GO和As(Ⅴ)在饱和多孔介质中的迁移率。此外,相比单独迁移,GO-As(Ⅴ)协同迁移中GO和As(Ⅴ)的迁移率均有增加。不移动的蒙脱石胶体相比于高岭石胶体对GO和As(Ⅴ)的阻滞能力更强,可能是蒙脱石层间存在的阳离子提供了较高岭石更多的正电荷。     

巯基-β-环糊精/石墨烯复合膜电极对多巴胺的电化学行为研究

利用β-环糊精的C(6)位羟基合成的巯基-β-环糊精(β-CD-SH)和石墨烯的混合物在金电极上制备复合修饰膜,用循环伏安法研究复合膜对多巴胺(DA)的电化学行为,实验结果表明,在pH =4.00的磷酸盐缓冲溶液中,氧化峰电流的变化与DA浓度在0.11～135 μmol/L范围内呈良好线性关系,相关系数达0.991,检出限为1.1×1O-7 mol/L.用于模拟样品中DA的测定,回收率为98.2％-101.3％,效果较好.     

碳纳米管/石墨烯修饰电极的制备及在槲皮素检测中的应用

为方便有效地检测黄酮类物质的含量,使用碳纳米管和石墨烯制备新型修饰电极,用铁氰化钾溶液作探针溶液考察电极的电化学性能,证明修饰后的电极具有较好的电活性。使用修饰电极结合循环伏安法和差分脉冲伏安法2种电化学方法对典型黄酮类化合物槲皮素进行分析检测。检测结果表明:使用该电极在对槲皮素进行检测可以表现出很好的响应性能。在pH为4.5的Brittion-Robinson(B-R)缓冲液中,槲皮素的差分脉冲测试峰电流值与其浓度于1×10~(-7)~1×10~(-5) mol/L存在较好的线性关系,线性回归方程为ipa=-1.447c-0.325,最低检出限为2×10~(-8) mol/L(S/N=3),修饰电极检测简便,灵敏度高,检出极限较低。应用该方法对造粒型苦荞茶中的槲皮素含量进行测定,结果表明:修饰电极在黄酮类化合物实际样品的检测分析中使用,测量结果可靠、准确,具备一定的实际应用价值。     

咖啡酸掺杂聚苯胺修饰玻碳电极的制备及其电化学特性

采用电化学聚合的方法制备了咖啡酸掺杂的聚苯胺修饰电极,并研究了该修饰电极的电化学性质.研究发现该修饰电极在中性和弱碱性的介质中也能显示出良好的电活性,拓展了聚苯胺类修饰电极的应用范围; 探讨了近中性介质中抗坏血酸,多巴胺,尿酸在咖啡酸掺杂聚苯胺修饰电极上的电化学行为,研究表明在pH为7.0左右的磷酸盐缓冲溶液中,抗坏血酸,多巴胺,尿酸在该修饰电极上具有明显的电化学响应.     

新型涂层修饰导尿管的制备及性能检测

目的 自制新型涂层修饰导尿管并对其性能进行检测.方法 采用膨体聚四氟乙烯加纯硅胶制成导尿管,并以亲水性高分子PVP作为涂层材料,在涂层表面融入银离子抗菌成分和利多卡因表面麻醉成分凝胶,完成自制导尿管的制备,并对各项性能进行检测.结果 红外光谱表征分析证实光活性基团成功进入预聚体;新型涂层修饰后水接触角明显减小,浸泡8d后未发生明显变化;浸泡后涂层附着量未发生明显变化;新型涂层修饰后吸水率明显增大,表面摩擦系数明显降低,水中长时间浸泡对摩擦系数无明显影响;样品对尿路感染常见致病菌具有明显的抑菌作用,且浸泡14d后,抑菌作用未发生明显变化.结论 自制涂层修饰导尿管有效改善了导管表面的润滑性和抑菌性能,可以满足临床使用的要求.     

聚苯胺-氧化石墨烯复合材料的制备及其对染料的吸附性能

[目的]研究复合材料对染料的吸附性能。[方法]以改进Hummer法制备氧化石墨烯,通过动态界面聚合工艺制备聚苯胺-氧化石墨烯复合材料,并对模拟环境中不同污染性染料进行吸附性能研究。[结果]聚苯胺-氧化石墨烯能显著提高染料的吸附容量和吸附效率,当聚苯胺-氧化石墨烯的用量为1.2 g/L,溶液pH为4,吸附时间为50 min时,对铬黑T的吸附率可达94.04%。相同条件下,复合后的材料吸附性能提高了15%。3种不同染料中,对甲基橙的吸附效果最好。[结论]聚苯胺-氧化石墨烯可用作污水中染料的吸附剂。     

聚合物复合修饰电极的电化学行为研究

制备了由阳离子交换聚合物AQ和阴离子聚合物PVP组成的复合修饰电极。考察了该电极在pH为1时0.05mol.L-1H2SO4底液和含亚硝酸根H2SO4底液中的电化学行为。结果显示该电极对亚硝酸根具有明显电催化作用。     

碳基材料修饰电极的电化学传感器在农残检测中的应用研究

在农药残留检测领域,电化学传感器检测农药残留具有广阔的应用前景。本文介绍了基于不同维度碳基材料修饰电极在农残检测中应用的最新研究和进展,重点介绍了碳基材料对修饰电极性能的影响,包括结构优势、灵敏度和稳定性,为电化学电极的设计在农药残留检测的应用提供指导。     

m6A甲基化修饰在植物生长发育中的功能研究进展

N6-甲基腺苷(m6A)是真核mRNA最丰富的内部修饰,在人类和其他哺乳动物的生长发育中发挥重要的生物功能,在植物中也发挥着至关重要的调控作用,其在植物中的功能和分子调控机制一直是研究的热点。概述了m6A甲基化的基本组成以及其在动植物中的相应组分,重点阐述了其在植物生长发育中的作用,探讨目前存在的问题,旨在为深入研究m6A甲基化在植物中的作用机制以及提高植物生产力、培育优良品种提供理论依据。     

纳米金/丝素复合膜修饰电极的制备及对细胞色素c的直接电化学研究

本文研究了纳米金/丝素复合材料修饰电极的制备方法及其对生物大分子细胞色素c(Cyt c)的电催化行为.在pH 7.0的磷酸盐缓冲溶液中,Cyt c在该修饰电极表面上有一对准可逆氧化还原峰,为Cyt c血红素辅基Fe(III)/Fe(II)电对的特征峰.实验考察了酸度和扫描速率对电流响应的影响,结果表明,纳米金/丝素复合膜促进了Cyt c的直接电子转移过程.     

基于纳米材料构建电化学传感器对水产品中敌草隆的检测

[目的]构建一种电化学传感器,用于水产品中敌草隆的检测。[方法]将氨水和肼作为还原剂,通过一步法合成了氯化血红素功能化的还原氧化石墨烯复合纳米材料,采用安培响应法分析敌草隆在纳米复合材料修饰玻碳电极上的电化学行为。[结果]该传感器可在磷酸盐缓冲溶液(0.1 mol/L,pH 7.4)中,-0.35 V(vs.Ag/AgCl)电位下通过电流法检测敌草隆含量,线性范围为6.00×10~(-12)～3.24×10~(-10) mol/L,检测限低至1.09×10~(-12) mol/L(S/N=3),选择性令人满意,并且表现出良好的重现性和稳定性。[结论]该传感器可用于确定水产品中敌草隆的存在,具有良好的应用前景。     

表面修饰钼酸镧钠的制备及其摩擦学性能研究

以钼酸钠和氯化镧及修饰剂为原料,用直接沉淀法合成了表面修饰铜酸镧钠添加剂,并用IR、XRD对微粒进行了表征.把表面修饰钼酸镧钠添加到基础油中,检测油样的减磨性能,并用SEM对钢球摩擦表面进行了分析.结果表明:与基础油相比,添加0.1%的表面修饰钼酸镧钠就能达到减摩效果,而且磨痕更为平整,摩擦面上检测到了镧钼等抗磨元素.     

木瓜凝乳蛋白酶的单链单甲氧基聚乙二醇修饰产物的检测与分析

在底物保护下,采用三聚氰氯活化的单链单甲氧基聚乙二醇(mPEG1)对木瓜凝乳蛋白酶(Cp)进行了共价修饰,反应混合物经毛细管电泳(CE)分析及Sephadex G-75分离纯化获得修饰度为平均每分子Cp偶联3～4个mPEG1长链的修饰纯酶(mPEG1-Cp)．以三硝基苯磺酸(TNBS)法与CE法作对比测定了该修饰酶的平均氨基修饰度;以-ELISA法检测mPEG1-Cp的抗原性;用紫外吸收光谱和荧光发射光谱对mPEG1-Cp进行了结构的测定分析．结果表明：Cp的mPEG1修饰产物经毛细管电泳检测为多组分体系,最大产物峰为平均每分子Cp偶联3～4个mPEG1的低修饰度修饰酶,其相对分子质量为40712～46044;该修饰酶抗原抗体结合能力完全消失,体内活性半衰期是原酶的1．6倍,同时酶活力保持在36．5％;紫外吸收光谱和荧光发射光谱分析表明:mPEG1-cp结构有轻度的改变．     

Ni表面修饰对Mg2Ni储氢合金电化学性能的影响

采用机械合金化（MA）法制备了Mg2Ni储氢合金并以机械合金化法以Ni对Mg2Ni合金电极进行了表面修饰.主要研究了以不同质量比的Ni对Mg2Ni储氢合金表面修饰后电化学性能的影响.测试结果表明：Ni的修饰不仅可以有效的提高合金的放电容量和循环稳定性,还可显著提高Mg2Ni合金电极的高倍率放电性能.