石墨烯/银纳米复合材料的制备及其电化学应用研究
发布时间：2021-04-06 05:37
石墨烯由于其独特的电子能带结构被赋予优异的电学性能,被广泛应用于储能材料中,而Ag纳米颗粒的负载,使得石墨烯/Ag纳米复合材料电化学性能再一次显著提高,可将其应用于水中重金属离子的检测。本论文采用液相剥离膨胀石墨的方法制备石墨烯,并合成了不同质量比的石墨烯/Ag纳米复合材料,研究了其结构与电性能的关系,并用该复合材料进行化学修饰玻碳电极,研究了其对水中几种重金属离子的电化学响应,主要内容概括如下:（1）采用液相剥离法制备石墨烯,并通过扫描电镜（SEM）、透射电镜（TEM）、原子力显微镜（AFM）、X射线衍射（XRD）、拉曼光谱（Raman）等方法对优化制备条件后的石墨烯形貌、结构进行了表征,研究表明成功制备出了高质量的石墨烯,并且测得导电率为219.09 S/cm,比电容为18.6 F/g。（2）在成功制备石墨烯的基础上,采用液相剥离法制备石墨烯/Ag纳米复合材料,用透射电镜（TEM）、X射线衍射（XRD）、拉曼光谱（Raman）等对复合材料的形貌、结构进行了表征,研究表明在石墨烯片层上成功的均匀负载了银纳米颗粒,并且复合材料的导电率也得到了提高,可达248.8 S/cm。另外石墨烯/...
【文章来源】：中北大学山西省
【文章页数】：73 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 重金属离子危害及检测方法
1.1.1 重金属离子的危害
1.1.2 重金属离子的检测方法
1.2 石墨烯/Ag复合材料的研究简介
1.2.1 石墨烯研究简介
1.2.2 石墨烯负载银的研究简介
1.3 电化学检测
1.3.1 电化学检测简介
1.3.2 化学修饰电极
1.3.3 电化学检测的方法
1.4 本论文的选题目的和研究内容
1.4.1 选题目的和意义
1.4.2 论文的研究内容和创新点
2 材料制备及电化学检测理论研究
2.1 液相剥离制备原理
2.1.1 石墨烯制备原理
2.1.2 石墨烯/Ag纳米复合材料制备原理
2.2 电化学检测原理
2.2.1 三电极体系理论
2.2.2 方波溶出伏安法分析原理
3 石墨烯的制备及其性能表征
3.1 实验部分
3.1.1 实验药品
3.1.2 实验仪器
3.1.3 石墨烯的制备及其工艺优化
3.1.4 电极片的制备
3.1.5 表征分析方法
3.2 结果与讨论
3.2.1 扫描电镜（SEM）、透射电镜（TEM）分析
3.2.2 原子力显微镜分析（AFM）
3.2.3 傅里叶红外分析（FT-IR）
3.2.4 X射线衍射分析（XRD）
3.2.5 拉曼光谱分析
3.2.6 制备工艺对电导率性能的影响
3.2.7 电化学测试
3.3 本章小结
4 石墨烯/银纳米复合材料的制备及其性能研究
4.1 实验方法
4.1.1 石墨烯/Ag纳米复合材料的制备
4.1.2 电极片的制备
4.2 结果与讨论
4.2.1 透射电镜分析（TEM）
4.2.2 X射线衍射分析（XRD）
4.2.3 拉曼光谱分析
4.2.4 制备工艺对电导率性能的影响
4.2.5 电化学测试
4.3 本章小结
5 石墨烯/银纳米复合材料对模拟废水中重金属离子的检测
5.1 实验部分
5.1.1 实验药品
5.1.2 化学修饰电极的制备
5.1.3 缓冲溶液的制备
5.1.4 测定方法
5.2 结果与讨论
5.2.1 支持电解质的选择
5.2.2 缓冲溶液pH的影响
5.2.3 富集和脱附时间的影响
5.2.4 富集和脱附电位的影响
5.2.5 不同修饰电极对重金属离子的吸附检测响应
5.2.6 线性范围、检出限和重现性
5.2.7 离子的干扰实验
5.2.8 模拟废水的加标回收率检测
5.3 本章小结
6 结论与展望
参考文献
攻读硕士学位期间的科研成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]镧/铝改性沸石去除富营养化水体中磷的研究[J]. 孟顺龙,胡庚东,瞿建宏,李永丹,张田,陈家长,徐跑. 生态环境学报. 2012(11)
[2]纳米银@石墨烯复合材料的绿色制备及其抑菌性能[J]. 何光裕,马凯,侯景会,孙小强,汪信,陈海群. 精细化工. 2012(09)
[3]A brief review of graphene-based material synthesis and its application in environmental pollution management[J]. Lü Kui1,2, ZHAO GuiXia2 & WANG XiangKe2 1 Key Laboratory of Audit Information Engineering, Nanjing Audit University, Nanjing 210029, China; 2 Key Laboratory of Novel Thin Film Solar Cells, Institute of Plasma Physics, Chinese Academy of Sciences, Hefei 230031, China. Chinese Science Bulletin. 2012(11)
[4]多壁碳纳米管-还原氧化石墨烯杂化薄膜导电性能的调控[J]. 李永锋,刘燕珍,杨永岗,王茂章,温月芳. 新型炭材料. 2012(02)
[5]生物吸附法去除重金属离子的研究进展[J]. 王建龙,陈灿. 环境科学学报. 2010(04)
[6]磷酸铁锂在水溶液中的循环伏安研究[J]. 黄可龙,杨赛,刘素琴,王海波. 电源技术. 2007(05)
硕士论文
[1]化学修饰碳糊电极的制备及其在铜离子测定中的应用研究[D]. 伍华.哈尔滨师范大学 2013
[2]活性碳纤维的制备及吸附有机污染物的研究[D]. 孙斌斌.南京理工大学 2007
本文编号：3120870
【文章来源】：中北大学山西省
【文章页数】：73 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 重金属离子危害及检测方法
1.1.1 重金属离子的危害
1.1.2 重金属离子的检测方法
1.2 石墨烯/Ag复合材料的研究简介
1.2.1 石墨烯研究简介
1.2.2 石墨烯负载银的研究简介
1.3 电化学检测
1.3.1 电化学检测简介
1.3.2 化学修饰电极
1.3.3 电化学检测的方法
1.4 本论文的选题目的和研究内容
1.4.1 选题目的和意义
1.4.2 论文的研究内容和创新点
2 材料制备及电化学检测理论研究
2.1 液相剥离制备原理
2.1.1 石墨烯制备原理
2.1.2 石墨烯/Ag纳米复合材料制备原理
2.2 电化学检测原理
2.2.1 三电极体系理论
2.2.2 方波溶出伏安法分析原理
3 石墨烯的制备及其性能表征
3.1 实验部分
3.1.1 实验药品
3.1.2 实验仪器
3.1.3 石墨烯的制备及其工艺优化
3.1.4 电极片的制备
3.1.5 表征分析方法
3.2 结果与讨论
3.2.1 扫描电镜（SEM）、透射电镜（TEM）分析
3.2.2 原子力显微镜分析（AFM）
3.2.3 傅里叶红外分析（FT-IR）
3.2.4 X射线衍射分析（XRD）
3.2.5 拉曼光谱分析
3.2.6 制备工艺对电导率性能的影响
3.2.7 电化学测试
3.3 本章小结
4 石墨烯/银纳米复合材料的制备及其性能研究
4.1 实验方法
4.1.1 石墨烯/Ag纳米复合材料的制备
4.1.2 电极片的制备
4.2 结果与讨论
4.2.1 透射电镜分析（TEM）
4.2.2 X射线衍射分析（XRD）
4.2.3 拉曼光谱分析
4.2.4 制备工艺对电导率性能的影响
4.2.5 电化学测试
4.3 本章小结
5 石墨烯/银纳米复合材料对模拟废水中重金属离子的检测
5.1 实验部分
5.1.1 实验药品
5.1.2 化学修饰电极的制备
5.1.3 缓冲溶液的制备
5.1.4 测定方法
5.2 结果与讨论
5.2.1 支持电解质的选择
5.2.2 缓冲溶液pH的影响
5.2.3 富集和脱附时间的影响
5.2.4 富集和脱附电位的影响
5.2.5 不同修饰电极对重金属离子的吸附检测响应
5.2.6 线性范围、检出限和重现性
5.2.7 离子的干扰实验
5.2.8 模拟废水的加标回收率检测
5.3 本章小结
6 结论与展望
参考文献
攻读硕士学位期间的科研成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]镧/铝改性沸石去除富营养化水体中磷的研究[J]. 孟顺龙,胡庚东,瞿建宏,李永丹,张田,陈家长,徐跑. 生态环境学报. 2012(11)
[2]纳米银@石墨烯复合材料的绿色制备及其抑菌性能[J]. 何光裕,马凯,侯景会,孙小强,汪信,陈海群. 精细化工. 2012(09)
[3]A brief review of graphene-based material synthesis and its application in environmental pollution management[J]. Lü Kui1,2, ZHAO GuiXia2 & WANG XiangKe2 1 Key Laboratory of Audit Information Engineering, Nanjing Audit University, Nanjing 210029, China; 2 Key Laboratory of Novel Thin Film Solar Cells, Institute of Plasma Physics, Chinese Academy of Sciences, Hefei 230031, China. Chinese Science Bulletin. 2012(11)
[4]多壁碳纳米管-还原氧化石墨烯杂化薄膜导电性能的调控[J]. 李永锋,刘燕珍,杨永岗,王茂章,温月芳. 新型炭材料. 2012(02)
[5]生物吸附法去除重金属离子的研究进展[J]. 王建龙,陈灿. 环境科学学报. 2010(04)
[6]磷酸铁锂在水溶液中的循环伏安研究[J]. 黄可龙,杨赛,刘素琴,王海波. 电源技术. 2007(05)
硕士论文
[1]化学修饰碳糊电极的制备及其在铜离子测定中的应用研究[D]. 伍华.哈尔滨师范大学 2013
[2]活性碳纤维的制备及吸附有机污染物的研究[D]. 孙斌斌.南京理工大学 2007
本文编号：3120870
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