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还原氧化石墨烯在线播放_还原氧化石墨烯的优点(2024年11月免费观看)

内容来源：卡姆驱动平台所属栏目：导读更新日期：2024-11-29

还原氧化石墨烯

石墨烯及其衍生物的种类与应用石墨烯是一种非常有趣的材料，它的衍生物种类繁多，应用领域广泛。让我们一起来探索一下这些有趣的石墨烯家族成员吧！氧化石墨烯 𐟌🊦𐧥Œ–石墨烯（Graphene Oxide，GO）是石墨的一种重要衍生物。它的制备方法主要有三种：Hummers法、Brodie法和Staudenmaier法。这些方法操作简单，原料易得，非常适合大规模生产。氧化石墨烯的表面布满了羟基和环氧基等含氧官能团，边缘还引入了羟基和羰基。这些结构使得氧化石墨烯在溶剂中具有良好的分散性，应用范围因此大大扩展。然而，这些含氧官能团也会破坏石墨烯的共轭结构，导致其透光率和导电性大幅下降，这在储能领域是一个大问题。为了恢复石墨烯的优异性能，研究者们通过不同的还原方法得到了还原氧化石墨烯（Reduced Graphene Oxide，rGO）。还原氧化石墨烯 𐟔„ 还原氧化石墨烯是通过各种还原方法从氧化石墨烯中获得的。常见的方法有光照还原、热还原和化学液相还原。近年来，微生物还原法也引起了研究者的兴趣，这种方法操作简便、绿色环保、成本低廉，具有很好的应用前景。尽管还原氧化石墨烯的表面仍含有一些残余的含氧官能团和引入的缺陷晶格，导致其电导率比原始石墨烯低10-100倍，但它在许多领域仍然有着广泛的应用。三维石墨烯材料 𐟏—️ 二维石墨烯由于强范德华力和层间接触电阻，不可避免地会发生重新堆叠，导致比表面积大幅减少，电容也随之变小（约100-120F/g）。为了解决这个问题，研究者们将二维石墨烯自组装成三维结构，如水凝胶、气凝胶及水溶性泡沫。其中，三维石墨烯水凝胶（Graphene Hydrogels，GHs）和石墨烯气凝胶（Graphene Aerogels，GAs）由于其制造简单、大的比表面积及疏松多孔等优点，引起了不同领域的广泛关注。无论是氧化石墨烯、还原氧化石墨烯还是三维石墨烯材料，每种类型都有其独特的性质和应用领域。随着研究的深入，我们期待这些材料在更多领域发挥重要作用！

氧化石墨烯膜在水处理污染中得到了广泛应用。针对 GOM 在实际水处理过程应用中稳定性差的问题,人们已经进行了广泛地研究，主要集中在关于含氧基团的性能影响方面。例如，通过热还原或者化学还原等方式，将GO 表面的含氧基团数量减少;除此之外，还有化学交联等改性方法，通过与含氧基团的交联反应，以此来达到增强 GOM 水中稳定性和调节 GOM 层间距的目的。图 1.4 展示了通过对 GO 表面含氧基团进行化学修饰改性研究的几种方法,除此之外,还有对 GO含氧基团进行部分还原的方法。接下来，将对部分还原法、阳离子插层法和化学交联法进行介绍和分析。 GO 在还原过程中石墨烯片易发生断裂并产生缺陷，会削弱 GO 在溶液中的分散性并增加无序性，为 GO 的非共价修饰提供有吸引力的改性位点。因此,在还原的过程中，可以在不损坏膜的情况下，缩小 GOM 的层间距，更具有小分子筛分特异性。戴等人通过氨基水热的方法还原氧化石墨烯，得到了具有高通量、高截盐率的还原氧化石墨烯膜(rGOM)。对于rGOM 还可以采用化学修饰的方法增强膜的亲水能力，以此提高 rGOM的性能。 Thebo 等人使用茶氨酸氨基酸和单宁酸作为还原剂和交联剂制备具有扩大层间距距离的 rGOM。这种膜的透水性超高，并且对于有机染料的截留率可以达到 100%。此外，即使在几个月后,rGOM 在水中,酸性和碱性溶液中也没有显示出损坏或者分层。同样的，Kuglaur 等人通过在均匀分散的 GO 溶液中简单地接枝或生长 ZnO NRs，制备了还原 GO 纳米复合材料(ZnONR-rGO)。ZnONR-rGO 样品对亚甲蓝、甲基橙和罗丹明 B 等有机染料分子具有降解作用，并且还可以从水体系中吸附 Cu(II)、Co(II)离子。虽然还原 GO 复合膜具有较高的透水性和较强的水中稳定性，还可以用于分离大尺寸物质(大于 1.8 nm)，但是却难以筛分较小的离子。因此还原 GO 膜在水处理过程中选择性和渗透性之间的平衡极大的限制了还原 GO 膜的实际应用。 GO 纳米片表面修饰着丰富的含氧官能团，含氧基团带有负电荷，因此很容易吸引带正电的物质，如阳离子(图 1.5)。GO 基平面的结构可以看作是一个由 sp2组成的二维碳晶格，它们可以通过阳离子-›𘤺’作用与阳离子相互作用。阳离子- ›𘤺’作用机制最早是由 Sun 等人提出的，结果表明，阳离子通过阳离子-€静电或络合相互作用锚定在 GO 表面，同时也作为金属中心与溶剂分子等外来物质发生相互作用，从而充当传输通道。阳离子和 GO 之间的相互作用比阳离子和溶剂之间的相互作用更强，确保了这些通道的稳定性。自此，人们开始了一系列关于通过金属阳离子对 GO 改性的研究。Park 等人通过将 Mg2和 Ca2与GO 表面上的含氧基团和边缘的酸基团结合，显著增强了 GOM 的机械性能。黄等人发现 GOM 确实很容易在水中分解，但如果它们被多价阳离子金属污染物交联，则会变得稳定。陈等人则是通过在 GO 层间引入金属离子来精确地调控 GO 的层间距，以此达到精确筛分的作用。尽管通过引入金属离子与 GO 的含氧基团产生作用力的方法在操作上较为简单，但同时也会带来一些问题，金属离子与 GO 含基团的作用力在加热或者施加电压等方法下容易断裂，造成结构不稳定，同时该种方法也不利于规模化生产。高度交联的聚合物网络通过与 GO 纳米片进行化学交联，可以产生用于海水淡化的致密 GO-聚合物膜。与对照 TFC 膜相比，GO 入的 TFC 膜表现出更高的水通量。同时与没有嵌入 GO 的 TFC 膜相比，与 GO 结合的 TFC 膜在 FO 测试中的结垢倾向也较低。吴等人采用聚乙烯呲咯烷酮(PVP)来修饰改性 GO。与原始的GO 相比，PVP-GO 通过在 GO 纳米片表面涂覆 PVP，提高了 GO 的亲水性，同时也增强了复合膜的水通量以及脱盐性能。 Hegeb 等人通过杂化或者逐层组装的方式将聚1-赖氨酸(PLL)与 GO 纳米组装在一起，显著改善了膜表面的形貌，并提升了光滑度、抗菌性和亲水性，从而获得了具有减小正渗透汲取溶液损失和增强生物防污染的双功能改性GOM。江等人报告了一种平面非均相的 GOM，该膜在不改变 GO 层间距的情况下同时实现了近乎完美的盐阻和高水通量。刘等人在纤维素纳米纤维(CNF)膜上制备了超薄 GO 层，与原始纤维素膜和 GOM 不同，GO-CNE 杂化膜在干态和湿态下均表现出更强机械稳定性。南等人使用 GO 和聚乙亚胺(PEI)通过逐层自组装技术制备 GOPEI 复合膜。GO 纳米片内固有的低电阻通道使得复合膜具有高水通量，同时通过组装PEI 层，使得复合膜表面带有正电荷并对多价离子具有高排斥率。

高性能石墨烯基染料敏化太阳能电池光阳极能够提升光伏特性。染料敏化太阳能电池(DSSCs)因无毒、成本低的特点受到了越来越多的关注。自从Gratzel在1991年取得突破性的能量转换效率(以来，研究的焦点集中于制备更高效的染料和开发性能更好的光阳极材料，以追求更高的光伏性能。染料分子作为光子马达实现器件的光电转换功能，并决定光电转换效率(IPCE)。近年来，科研人员制备了一系列的高性能染料，包括N749、N3、吲哚啉、卟啉和酞菁等。目前，限制DSSCs发展的瓶颈在于如何进一步提高光阳极的性能。尽管纳米多孔TiO2光阳极提高了对染料的吸附能力，但其较高的电阻导致填充因子(FF)较小，限制了š„提高。石墨烯具有极高的电子迁移率(200000cm2ⷖ－1ⷳ－1)、大比表面积(2630m2ⷧ－1)以及高透光率(单层样品为97%)，因而被认为是一种理想的光阳极改性材料。 Shin等报道了还原氧化石墨烯(rGO)改性的光阳极材料，高了20%。Tang等采用化学气相沉积法制备了三维网状石墨烯(3DGNs)，并将其作为电子快速输运通道应用于光阳极中，➥Š 到了9.1%，但经过仔细分析后发现，3DGNs和TiO2之间界面接触不够紧密并造成光生电子的损失。因此，如何抑制暗电流的产生、提高光阳极对入射光的吸收能力并进一步提高光电转化效率和€𜥾—研究。本研究制备了一种石墨烯修饰的具有三层结构的光阳极，并分别分析了输运层、工作层和散射层的作用机制。最后优化了光阳极的三层结构，提升DSSCs的光伏特性。得到采用不同光阳极的DSSCs的J-V曲线示于图3中，可见所制备器件的光伏特性与所采用的光阳极紧密关联。首先看到，如果输运层采用rGO作为终结层时JSC和ƒ𝥢ž加了约10%，而如果采用TiO2作为终结层时其相应的表现与没有增加输运层时相当，表明只有当rGO作为输运层的终结层时才能提高光阳极的输运性能。在输运层和工作层厚度相同的前提下，观察到的光伏性能差异有下列两种可能的原因:输运层与工作层的界面接触条件、输运层与导电基板的界面接触条件。得到当输运层的终结层分别为rGO和TiO2时光阳极的能带结构和光生电子传输的示意图。发现主要区别在于光生电子在工作层和输运层界面上的传输能力存在差异。石墨烯的费米能级高于TiO2的导带，电子从石墨烯传输到TiO2的概率小于5㗱0－7(量子隧穿被证实是实现电子在界面处输运，克服肖特基势垒的唯一途径)。相反，当电子从TiO2转移到石墨烯则形成欧姆接触。因此，当采用rGO作为终结层时，电子传输(从TiO2和3DGNs到rGO)比采用TiO2作为终结层(从3DGNs和TiO2到TiO2)效率更高。理论上电子传输到rGO后需要通过TiO2才能进一步传输到导电玻璃上，但实际上采用自组装方法制备的每层TiO2和rGO无法实现完整的封闭，即以rGO为终结层时，大部分接触面积可实现欧姆接触。而采用TiO2为终结层时，工作层和输运层接触的大部分面积依然是肖特基接触，导致光生电子输运效率的显著差异。在本研究中同时采用rGO和3DGNs共同修饰工作层，发挥rGO改善石墨烯与TiO2界面接触水平和3DGNs提高电子输运的能力，进一步提升了器件的光伏特性。除了电子输运能力之外，器件的光伏性能也取决于光阳极对入射光的吸收能力和对染料的吸附能力。光阳极中颗粒的平均粒径与入射光波长之间的关系是影响光阳极散射和吸收入射光的主要因素。由于工作层中TiO2颗粒尺寸较小(20～30nm)，导致其对可见光(400～760nm)的散射能力较弱，从而限制了光阳极对入射光的反复散射和吸收。因此，增加散射层以提高光阳极对入射光的吸收至关重要，同时散射层应与工作层具有较好的兼容性。通过水热法制备的rGO-TiO2复合物的平均尺寸可以通过调节反应条件来控制，使其与可见光波长相匹配。观察散射层的SEM图和TEM图，插图中的晶格间距对应于TiO2的(101)晶面。添加散射层后，IPCE在长波范围内增加了10%，表明采用散射层对提高光阳极对入射光的反复吸收具有重要的意义。此外，加入散射层后染料的负载量显著提高。最后对工作层和散射层中rGO的质量分数进行了优化，当其数值分别为4(wt)%和5(wt)%时光伏性能最佳，JSC和𞾥ˆ𐲳.6mAⷣm－2和10.7%。结论制备了具有三层结构的石墨烯基光阳极并应用于DSSCs，其光伏性能与光阳极的结构密切相关。输运层中最终沉积层的选择决定了输运层和工作层界面处的接触水平，最终沉积层为石墨烯时可进一步提升DSSCs的光伏表现。界面接触条件对JSC、FF和œ‰显著的影响，当满足欧姆接触时，电子的输运能力得到显著提高。由于输运层较薄，暗电流的大小主要由工作层决定。

氧化石墨烯及其复合物吸附材料在多个领域都备受关注。碳基材料的比表面积大，疏水性强，对有机污染物有很好的吸附亲和力，可作为催化剂的载体。因此，碳基吸附材料一直在水环境治理领域备受关注。另外，良好的电子传导性，表面碳原子的电子结构特性以及表面丰富的含氧官能团，赋予了碳基材料独特的催化活性，碳基材料作为催化剂可促进氧化还原反应的发生。碳基吸附材料中应用较多的有碳纳米管、石墨烯及其衍生物等。碳纳米管是一种由单层或多层石墨烯环绕的、具有中空管状结构的一维纳米材料。它表面覆盖有大量氨基、羟基、羰基等极性基团，增加了表面的负电荷，这有利于吸附水中的重金属、抗生素药物、酚类、苯类等物质。 Tajudeen等人用氧化铁/碳纳米管复合材料去除水中的As3+，当pH值为7~8时，As3+的最大去除率为84.8%，吸附过程符合Langmuir等温线模型和动力学模型的准二级速率。 Wang等用碳纳米管/铁氧粒子复合物去除水中的Co2+，经过多次解吸循环吸附实验后，Co2+的吸附量仅从2.88mg/g下降到2.71mg/g，基本保持稳定。石墨烯作为一种典型的碳基吸附材料，在环境污染治理领域得到广泛应用。石墨烯基材料被用作吸附剂、电极和光催化剂，可以有效去除重金属、染料、药物、抗生素、酚类、多环芳烃等有毒污染物。自从2004年Neto等采用物理方法对石墨晶体进行剥离，获得了石墨烯，该材料就在各领域得到广泛的应用。与传统的材料相比，石墨烯的比表面积大、导热性好、表面的电子迁移率高，同时化学性能和力学性能稳定。近年来，石墨烯衍生物作为吸附剂在废水处理领域中的应用大量增加。对石墨进行化学气相沉积、机械和电化学剥离可以合成不同的石墨烯基材料。其中，氧化石墨烯、石墨烯量子点、石墨烯纳米片、石墨烯纳米线等材料表现出良好的性能。石墨烯具有二维片层结构，是一种性能良好的吸附材料，但由于石墨片层间强烈的键作用，导致其化学性能不活泼，不易在水中分散，影响其在水处理领域中的应用。氧化石墨烯是石墨烯的衍生物，由石墨经氧化而得，近年来受到研究者们的广泛关注。通过对GO进行化学或物理改性，可以提高其吸附性能，更好地应用于重金属废水处理领域。GO延续了石墨烯比表面积大的特点，单层有高达2630m2/g的比表面积。GO的表面结构和立面边缘有大量羟基、环氧基、羟基和羧基。这些活性基团为吸附废水中的重金属离子提供良好的吸附位点。基于理论上的考虑，氧化石墨烯具有去除废水中有机污染物、重金属离子等的出色吸附性能。此外，针对GO的多种复合材料也能够吸附金属离子，并展现出很好的应用前景。近年来，氧化石墨烯材料受到学者们的广泛关注，用于去除废水中的金属离子和染料。此外，对氧化石墨烯表面进行结构修饰或构造复合物，可以增强其吸附性能。能够吸附重金属的氧化石墨烯基材料多种多样，包括膜材料、凝胶材料、粉末状材料等。 Nizam等研究预处理过程对GO吸附染料和重金属离子性能的影响，分别用NaOH和H2SO4预处理生物质废料橡胶种子壳，合成两种石墨源用于生产GO。合成材料形态分析表明，与用H2SO4预处理的GO相比，用NaOH预处理的GO表现出更大的多孔表面积，这归因于更高的氧化程度。 Zhu等采用一步法制备单宁还原的石墨烯气凝胶(TRGA)，吸附Pb2+和Cd2+。结果表明，具有三维多孔结构、大比表面积、低密度和高孔隙率的TRGA可以促进金属离子的吸附。在pH=4时，TRGA对Pb2+的吸附容量达到803.84mg/g，Cd2+的吸附容量为395.80mg/g，远高于纯单宁基吸附剂和氧化石墨烯吸附剂。从吸附机理角度考虑，单宁中存在邻酚轻基基团，可以吸附废水中的重金属离子，提高了吸附容量。 Abubshait等制备改性氧化石墨烯一氨基硫脉(mGO-TSC)纳米复合材料，吸附水溶液中的Pb2+和Cu2+。经过四次循环吸附后，mGO-TSC对Pb2+和Cu2+的吸附效率分别达到85%和81.7%，证明了吸附过程中硫和氧的有效性。 Yan等通过聚合和氨解反应制备了𘀧Ž麟Š精/磁性氧化石墨烯/三乙烯四胺功能化磁性水凝胶吸附剂，材料表面负载了丰富的羚基和氨基。通过批量吸附和过滤柱实验进一步系统研究了其对阳离子/阴离子染料(亚甲基蓝、孔雀绿、刚果红和Cu2+)的吸附行为。 GO结构中的基和羚基，赋予其亲水性，不易从溶液中分离。作为吸附剂处理废水，易造成二次污染。刘闯等人利用负载磁性技术制备了一种磁性氧化石墨烯，并且在外部磁场的作用下实现了吸附物的快速分离。具体来说，他们使用FeCl2和FeCl3作为原材料，通过原位共沉淀的方法将铁离子成功地负载到GO上，从而制得了这种磁性氧化石墨烯。

三大消息：中国突然出手了！令普京愤怒的事发生；印度外交官遭驱逐在这个全球化的时代，国际局势犹如一部跌宕起伏的大戏，时刻牵动着各国人民的心。近年来，随着全球经济的深度融合和地缘政治的复杂多变，国际舞台上频频上演着贸易战、地缘冲突和外交风波等精彩“剧目”。正如那句俗语所说：“天下兴亡，匹夫有责”，虽然我们作为普通民众，但国际局势的变化依然与我们息息相关。今天，就让我们一同走进这些国际纷争的幕后，探寻其中的真相与奥秘。近年来，全球经济一体化进程加速，各国之间的贸易往来日益频繁。然而，在贸易繁荣的背后，也隐藏着不少暗流涌动。为了维护本国产业的利益，许多国家纷纷采取反倾销措施，对进口商品进行限制。与此同时，地缘政治的紧张局势也愈演愈烈，尤其是俄乌冲突持续延宕，成为全球关注的焦点。此外，外交争端也层出不穷，各国之间的摩擦和冲突时有发生。在这个复杂多变的国际局势下，各国如何保持冷静克制，加强对话与合作，共同维护世界和平与稳定，成为了一个亟待解决的问题。那么，接下来就让我们一同走进这些国际纷争的幕后，探寻其中的真相与奥秘吧！在贸易领域，中国商务部近期发布了一则重要公告，决定对原产于美国和日本的进口氢碘酸继续征收反倾销税。这一举措无疑是对此前美国和日本相关企业倾销行为的有力回应。氢碘酸作为一种重要的化工原料，在合成醋酸、制备碘化物、还原氧化石墨烯等领域有着广泛的应用。然而，由于美国和日本相关企业的倾销行为，中国国内的氢碘酸产业遭受了严重的冲击，产品销量下降、市场份额缩减、利润降低等问题层出不穷。为了维护国内产业的健康发展，中国不得不采取反倾销措施，对进口氢碘酸进行限制。这一举措不仅有助于维护公平的贸易环境，还确保了各国企业在国际贸易中遵循公平竞争的原则。与此同时，地缘政治的紧张局势也愈演愈烈。俄乌冲突持续延宕，成为全球关注的焦点。德国联邦情报局局长近日声称，俄罗斯可能与北约发生直接军事对抗。这一言论立即引发了国际社会的广泛关注和热议。然而，俄方对此予以了坚决的驳斥，强调自身只是在维护安全利益，而北约的扩张才是紧张局势的根源。双方围绕北约东扩和俄乌冲突等问题展开了激烈的交锋和辩论。在这场地缘政治的博弈中，各方都试图通过外交手段来维护自身的利益和地位。然而，随着局势的不断升级和恶化，人们不禁要问：这场冲突究竟何时能够平息？和平的曙光又何时能够照耀这片战火纷飞的土地？除了贸易和地缘政治的纷争外，外交争端也层出不穷。加拿大和印度之间的外交“驱逐战”就是其中的典型代表。双方互相驱逐外交官，并召回各自驻对方国家的高级外交人员。这一争端源于去年一起暗杀事件，加拿大指责印度政府与事件有关，而印度则坚决否认并展开了强硬的反击。这场风波不仅将两国关系推向了低谷，还折射出当前国际社会的大国博弈格局。在这场博弈中，各国都试图通过外交手段来维护自身的利益和地位。然而，随着局势的不断升级和恶化，人们不禁要问：这场外交争端究竟何时能够化解？两国之间的关系又能否重归正轨？在这场国际纷争的大戏中，各国都在为了自身的利益和地位而奋力拼搏。然而，在这场博弈中，没有真正的赢家。贸易战、地缘冲突和外交争端等问题的存在，不仅破坏了国际社会的和谐与稳定，还给各国人民带来了深重的灾难和痛苦。因此，各国应该保持冷静克制，加强对话与合作，共同应对全球性挑战和问题。只有这样，才能推动国际社会的和平与发展，实现人类的共同繁荣与进步。回顾这场国际纷争的大戏，我们不禁要问：在这场博弈中，各国究竟得到了什么？又失去了什么？或许，只有当我们真正放下成见和偏见，以开放和包容的心态去面对这个世界时，才能找到真正的答案和出路。让我们携手共进，共同创造一个更加美好和繁荣的未来吧！国际局势的复杂多变让我们深刻认识到：在这个全球化的时代里，没有哪个国家能够独善其身。只有加强国际合作与交流，才能共同应对全球性挑战和问题。正如那句名言所说：“团结就是力量。”只有当我们团结一心、携手共进时，才能推动国际社会的和平与发展，实现人类的共同繁荣与进步。因此，让我们放下成见和偏见，以开放和包容的心态去面对这个世界吧！让我们共同创造一个更加美好和繁荣的未来！ #我要上热门#

化学污染是现代工业社会的一个隐患，尤其是持久性有机污染物（POPs）对环境和人类健康构成了严重威胁。高级氧化过程（AOPs）是去除这些污染物的关键技术，它通过产生强氧化性的自由基来降解难降解的有机物。 AOPs的发展涉及多种新型催化剂，以及光、热、电催化辅助技术。这些技术能够提高氧化效率，降低能耗，并减少二次污染。例如，光化学氧化法（如O3/UV和TiO2/UV）利用光辐射产生羟基自由基⷏H，而催化湿式氧化法（CWAO）在高温高压和催化剂存在的条件下，将有机污染物氧化分解。然而，AOPs面临的一个主要挑战是氧化活性物种（ORSs）的可靠识别。传统的淬灭、探针和EPR分析方法可能在复杂反应体系中产生误导结果，不足以对氧化活性物种进行精确鉴定。因此，需要系统性地重新审视这些传统方法的可靠性，并从多个方面提升氧化活性物种鉴定的可靠性，如原位EPR分析和多探针策略。在实际应用中，AOPs的能耗和副产物生成也是需要考虑的重要因素。例如，过硫酸盐高级氧化（PS-AOPs）通过催化剂产生硫酸根自由基和羟基自由基，这些自由基具有较高的氧化能力，能够氧化分解有机物。但是，这些过程可能会产生有机和无机副产物，如卤代有机物和卤氧化物，这些副产物可能对环境和人类健康构成新的威胁。为了解决这些问题，研究人员正在开发新的催化剂和反应体系，以提高AOPs的选择性和效率。例如，清华大学张正华教授团队开发了一种无金属、可持续的AOPs，通过电催化还原氧化石墨烯（rGO）膜活化过一硫酸盐（PMS）实现高效水净化。这种技术不仅能有效降解水中多种污染物，还能显著降低中间产物毒性，实现长期稳定运行。此外，也有研究者在探索使用生物基材料进行水净化。例如，余桂华教授和陈文帅教授联合开发了一种生物基纳米纤维水凝胶过滤器，这种过滤器具有高效的悬浮固体去除能力，且具有可生物降解性，为可持续水净化提供了新的解决方案。总的来说，AOPs技术在去除持久性有机污染物方面具有巨大潜力，但需要进一步的研究和开发，以提高其效率、降低成本，并减少副产物的生成。同时，也需要更多的研究来可靠地识别氧化活性物种，以便更好地理解和优化这些过程。

石墨烯光触媒除甲醛：真相与误区最近，石墨烯光触媒除甲醛这个话题火得不行，但很多人也在问：这到底是不是智商税？今天咱们就来聊聊这个话题，看看石墨烯光触媒到底是不是传说中的“神器”。一、原理：吸附与分解双管齐下 𐟌€ 首先，咱们得了解一下石墨烯光触媒的工作原理。简单来说，它结合了石墨烯的强大吸附力和光触媒的催化分解能力。石墨烯的超大比表面积，简直像个“吸附海绵”，能把空气中的甲醛、苯、甲苯等有害气体统统吸走。而光触媒在光照下会产生具有强氧化还原能力的电子-空穴对，这些活性物质会把吸附的污染物分解成二氧化碳和水。实验室环境下，这个过程已经被多次验证，确实可行。更棒的是，石墨烯光触媒能在可见光下工作，不像传统的光触媒材料（如二氧化钛）那样依赖紫外线。这意味着它可以利用室内的自然光或者普通灯光进行光催化反应，大大提高了实用性。二、应用案例：效果显著 𐟌Ÿ 在实际应用中，石墨烯光触媒的表现也相当亮眼。比如，在新装修的家庭中，使用石墨烯光触媒后，室内甲醛、苯等有害气体的浓度明显下降。一些商业场所，如办公室、酒店等，也用它来改善空气质量，效果显著。在汽车内饰净化领域，石墨烯光触媒更是大放异彩。它能快速分解车内皮革、塑料等内饰材料释放的甲醛和异味。很多车主反馈，车内的气味变得清新，尤其是在新车阶段，能有效减少新车异味对驾乘人员的影响。三、市场乱象：别被忽悠了 𐟘ኊ不过，市场上确实存在一些不良商家，他们以次充好，宣传的石墨烯光触媒产品实际石墨烯含量极低或者光触媒活性不足，导致消费者使用后没有达到预期的净化效果。这种市场乱象使得部分消费者认为石墨烯光触媒是智商税，但这并不能否定真正的石墨烯光触媒产品在净化空气等方面的实际价值。总的来说，石墨烯光触媒除甲醛确实有一定的效果，但消费者在选择产品时一定要擦亮眼睛，认准正规渠道和品牌，避免被忽悠。毕竟，健康问题无小事，选择靠谱的产品才能安心使用。

石墨烯包覆镍纤维的制备及电性能研究。镍纤维作为一种金属纤维材料，是由金属丝经多次多股拉拔、热处理等特殊工艺制备而成，具有较大长径比，耐腐蚀、导磁、导电等优良性能。利用镍纤维的优点，采用物理化学方法对其包覆改性，制备一种新型的纤维复合材料，进一步扩大镍纤维的应用领域。因镍纤维在水溶液中分散性较差，极大地限制了导电镍纤维作为金属基复合材料的发展。而石墨烯具有较低的密度、坚硬性和优良的导电性等优点。且氧化石墨烯带有亲水基团，在水中的分散性较好。因此在金属镍纤维中引入石墨烯，能降低复合材料的比重，提高复合材料的硬度、耐腐蚀性和导电性，改善复合材料的均匀性。利用傅里叶变换红外光谱仪(FT-IＲ)对氧化石墨烯、石墨烯以及镍纤维被石墨烯包覆前后的官能团进行表征分析。运用扫描电镜(SEM)和能谱仪(EDS)表征样品形貌以及测定元素组成;采用ＲTS-8型四探针电阻率测试仪测量样品电导率。预处理镍纤维、包覆镍纤维(GO-NiF)、氧化石墨烯(GO)和石墨烯(ＲGO)红外光谱图。石墨粉经氧化后合成氧化石墨烯有5个明显的官能团，其中3400cm－1左右有一个较宽的吸收峰是羟基(O—H)。 1712cm－1为羧基上(C—O);1615cm－1和1381cm－1分别是碳碳双键(C—C)和C—OH的伸缩振动峰。 1043cm－1则是由环氧基(C—O—C)的吸收所致。这些特征峰的存在说明石墨已被氧化为GO。被HI还原的石墨烯与GO对比后，尤其3400cm－1、1712cm－1和1043cm－1处吸收峰均有较明显减弱，羟基和羧基以及环氧基。大部分被还原，说明GO已被还原成ＲGO。包覆镍纤维与预处理镍纤维相比有碳碳双键和C—OH，这是由镍纤维包裹一层石墨烯所致。而且从包覆镍纤维与GO的谱图可以看出O—H、C—O、C—OH以及C—O—C等基团有不同程度的削弱，说明GONiF被还原成ＲGO—NiF。未包覆镍纤维表面主要以镍元素为主。包覆后镍纤维表面存在明显的碳原子峰，而镍纤维基体不含碳元素，表明镍纤维表面被包覆了石墨烯。复合材料的电导率随HI用量的增加呈先上升后下降的趋势，当HI用量为30mL时，复合材料的电导率达最大(1．22㗱03S/cm)。当HI用量为10mL时，因还原剂量少，氧化石墨烯还原生成石墨烯的量不足，其电性能也不高。当用量达30mL时，试样包覆层明显，且均匀稳定性，其电导率为最大。继续增加HI用量，35mL时包覆层开裂明显，过量的氢碘酸可能会对镍纤维产生腐蚀破坏，导致电性能下降。复合材料的电导率随还原温度的升高呈先增加后减少的趋势，当还原温度为50℃时，复合材料的导电率达到最大(1．32㗱03S/cm)。当还原温度为40℃时，镍纤维表面未包覆部分较多;当温度达50℃时，石墨烯在镍纤维表面达到最佳包覆程度，试样达到最大电导率。继续升高温度，由于石墨烯在镍纤维表面逐渐达到饱和，导致包覆层团聚严重甚至产生脱落现象，较高的温度可能降低还原剂的作用，不利于将氧化石墨烯还原。从图可以看出，复合材料的电导率整体随还原时间的增加而呈先上升后下降趋势，当还原时间为60min时，复合材料达的电导率达最大(1．46㗱03S/cm。还原时间的延长不利于镍纤维表面包覆层均匀性。在还原时间为40min时，只有少量的石墨烯包覆在镍纤维表面。当时间达到60min时，镍纤维有一层紧致的包覆膜均匀质密，此时达到最大电导率。继续增加时间，因镍纤维表面包覆膜变成片状脱落严重，电性能有所减少。综上所述，镍纤维包覆效果的变化与复合材料电导率的变化趋势一样。复合材料的电导率随GO溶液pH值的增加呈先增大后减小的趋势，当GO溶液pH值为12时，复合材料电导率最大(1．54㗱03S/cm)。 GO表面含有大量羟基、羧基和羰基官能团，所以在水中分散时，其pH值为3～14的zeta电位始终为负值，并且绝对值也越来越高。而在表面活性剂CTAB加入后，GO分散液zeta电位变为正值(Zhangetal．，2010)，导致它们之间有很大的电位差，GO和CTAB产生静电吸附。当pH为14时，石墨烯包覆镍纤维的制备及电性能研究792CTAB和GO的电位差变小，静电吸附力减弱，还原后，镍纤维表面只有少量ＲGO。石墨烯包覆镍纤维的电导率随CTAB浓度的增加而逐渐提高，并在CTAB浓度为1．5mol/L时，达到最大值(1．72㗱03S/cm)。当CTAB浓度继续增加时其电导率迅速降低。当CTAB浓度为1．0mol/L时，修饰剂不足，使得镍纤维表面吸附GO较少，因此其电性能不高。当浓度达到1．5mol/L时，镍纤维与有机黏结剂的结合效率增加(王楠等，2014)，包覆层均匀性最佳。

石墨烯-铝基复合材料的制备及其性能研究。铝基复合材料具有比强度高、密度小、抗冲击性高、热膨胀系数低、比模量高以及耐磨性好等特点，是应用最广泛的金属基复合材料之一。由于汽车和航空航天行业的迅猛发展，对铝基复合材料的需求量越来越大。但传统的增强材料如陶瓷纤维、晶须、颗粒增强物等，与铝的结合界面的性能相对较差，同时难以兼具优良的力学性能与低密度等要求。对于石墨烯铝基复合材料，主要问题是石墨烯的均匀分散及石墨烯与铝的界面反应。球磨工艺是将石墨烯分散在铝基体中的有效手段，但在球磨过程中石墨烯的形貌和结构完整性会受到一定破坏。同时球磨过程中也可能发生界面反应，从而对复合材料性能造成不利影响。但采用粉末冶金法制备石墨烯铝复合材料周期长成本高，在高温高压烧结过程中会促进有害金属碳化物的生成并恶化复合材料的力学性能。放电等离子烧结（sparkplasmasintering，SPS）技术是一种高质量、低温度、低压力且快速制备铝基复合材料的方法，能够有效减少Al4C3在制备过程中的形成。本研究采用静电自组装法和SPS烧结技术制备石墨烯铝基复合材料，并对其组织及性能进行研究。将阳离子表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）添加到蒸馏水中，并在50℃下搅拌直至溶液从浑浊变为透明，制备1%的CTAB水溶液。通过LABOX-110台式放电等离子烧结系统分别制备0.2wt%的石墨烯铝基复合材料和纯铝试样。将石墨烯铝基复合粉末和铝粉分别装入内径为准15mm的圆柱形石墨模具中，而后放入LABOX-110台式放电等离子烧结炉。在真空环境下进行SPS烧结，SPS模式选择自动，设定温度为580℃，升温速率为100℃/min，并保温8min，烧结时施加30MPa的轴向压力。烧结制备的铝基体材料和石墨烯铝基复合材料在SPS炉内自然冷却。 Raman检测结果：光谱中均出现了氧化石墨烯和石墨烯特征峰，即D峰和G峰，分别对应在1339、1603cm-1的位置。 D、G两峰强度比值ID/IG表征石墨烯片层上无序结构及缺陷密度。观察到ID/IG值从氧化石墨烯的0.97明显降低到石墨烯的0.89，这表明在SPS过程中氧化石墨烯已还原为石墨烯。并且由于在制备过程中石墨烯与铝不可避免地发生部分反应，导致石墨烯的缺陷密度增加。复合材料的XRD测试结果：26.5Ⱕ䄤𘺥𐑥𑂧Ÿ𓥢觃栗„C特征峰，34.5Ⱕ䄤𘺁l2O3特征峰，其余特征峰为Al的典型特征峰。衍射峰的位置几乎相同，没有明显的Al4C3特征峰。而Al4C3易存在于石墨烯表面自由能较高的缺陷部分，作为脆化相，过多的Al4C3对石墨烯铝基复合材料的力学性能产生不利的影响。 XRD结果说明，SPS烧结后的石墨烯铝基复合材料中并未出现明显可探测到的Al4C3相。这主要是因为SPS相对于其他制备方法具有时间短、温度低和少层石墨烯片层上不存在大量的高密度缺陷等原因。从而减少了Al4C3的生成，致使在XRD图谱中未发现明显的Al4C3特征峰。但在图谱中存在明显的Al2O3峰值。这是因为铝在空气中极易形成氧化物Al2O3，试验过程中难以完全隔离空气，且工业铝粉本身存在一定程度的氧化。结果表明，GO的大部分含氧基团，如羟基、羰基、羧基等基本消失，说明在SPS烧结过程中氧化石墨烯被还原为石墨烯。石墨烯均匀分散在石墨烯铝基复合材料中的Al晶粒的边界周围。而且，Al晶粒和石墨烯的界面紧密结合，没有发现明显的碳化铝。铝基体材料的平均显微硬度为32.4HV；添加石墨烯的铝基复合材料的平均显微硬度整体大于铝基体材料的。石墨烯质量分数为0.2wt%时，铝基复合材料的平均显微硬度达到45.7HV，相较于铝基体材料，其显微硬度提高约41%。显微硬度提高主要因为弥散分布的石墨烯可阻碍铝基体材料中位错移动和变形，细化铝基体晶粒和分担铝基体材料的载荷，从而提高铝基复合材料的显微硬度。 SPS制备的铝基体材料导热系数为123W/（mⷋ），与纯铝材料的导热系数存在差异。由于铝粉表面发生氧化，铝基体材料受氧化铝和其内部间隙影响从而导致其导热系数较低。由于石墨烯具有优异的导热性能，故添加少量的石墨烯即可大幅提高石墨烯铝基复合材料的导热系数。由此可见：（1）采用静电自组装法制备0.2%氧化石墨烯铝基复合粉末，采用放电等离子烧结技术将氧化石墨烯铝复合粉末制备成石墨烯铝基复合材料。（2）GO片在静电自组装过程中均匀吸附在Al粉表面，实现了石墨烯在Al粉中的均匀分布，同时保持了GO的大尺寸和结构完整性。（3）采用放电等离子烧结将GO还原为Gr以制备石墨烯铝基复合材料。与同等条件下制备的纯铝样品相比较，0.2%石墨烯铝基复合材料的显微硬度和导热系数均明显提高，显微硬度提高41%，导热系数提高65%。

𐟚€高性能水系锌离子混合电容器研究！ 𐟓š期刊： Advanced Functional Materials 𐟓标题：激光诱导石墨烯网络上的有机氧化还原物种增强水系锌离子混合电容器的性能 𐟌𘊊𐟌🨃Œ景：混合锌离子电容器结合了锌离子电池的高储能能力和超级电容器的高功率输出。 𐟌Ÿ亮点介绍：通过在激光诱导石墨烯（LIG）上原位电聚合有机化合物聚（8-氨基-2-萘酚），制备了一种新型混合锌离子电容器。 𐟔研究成果：研究揭示了Zn2+和H+离子与聚合物中的C═N和C═O活性位点的可逆配位反应，以及通过氢键网络促进的质子传导机制。 𐟓总结：本研究为设计新型水系锌离子电容器提供了重要的指导，有望推动高能量密度、高功率密度和长寿命电化学储能系统的发展。

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