马贵香
,
赵江红
,
郑剑锋
,
朱珍平
新型炭材料
通过改良Hummers法制备氧化石墨(Graphite oxide,Go),采用爆炸辅助还原法将GO还原剥离并原位掺杂得到氮掺杂石墨烯(Nitrogen-dopedgraphene,N-RGO).采用TEM、SEM、FI-IR、XPS、XRD及Raman等分析手段对N-RGO的形貌、组成以及结构进行了表征,利用旋转环盘电极技术测试了其电催化氧气还原活性.TEM和SEM结果表明,爆炸条件下GO被很好地剥离开来,得到只有几层厚度的石墨烯；FI-IR及XPS结果表明,GO中大部分含氧官能团被脱除,C/O原子比达到26.2,是目前所得GO还原程度非常高的方法之一,且氮元素成功掺杂进石墨烯晶格中,掺杂氮的原子质量分数约为2.11％；电化学测试结果显示,氧气还原的极限扩散电流由非氮掺杂石墨烯(Reduced graphene oxide,RGO)的0.24mA提高到N-RGO的0.49mA,尽管爆炸辅助还原得到的RGO对氧气还原也显示出较好的催化活性,但掺杂之后的N-RGO具有更高的催化活性.
关键词:
爆炸
,
氧化石墨
,
氮掺杂石墨烯
,
氧气还原
唐沛
,
高勇军
,
杨敬贺
,
李文静
,
赵华博
,
马丁
催化学报
doi:10.1016/S1872-2067(14)60150-9|
以热解氧化石墨烯材料为碳基底，分别使用有机氮源和无机氮源对其进行氮掺杂处理，制备了一系列氮掺杂石墨烯材料。采用透射电子显微镜、扫描电子显微镜、拉曼光谱和X射线光电子能谱等表征方法考察了氮掺杂石墨烯的生长机理。结果表明，随着制备过程中退火温度的改变，氮掺杂石墨烯中不同氮物种的含量有显著差别。这种差异是由不同氮物种化学环境的差异所导致的。所制备的含氮石墨烯材料对乙苯选择性氧化制苯乙酮反应均表现出优良的催化活性。其中，石墨氮的含量对于提高苯乙酮收率起到至关重要的作用。此外，通过氧化剂控制活化的方法可以消除过多的结构缺陷和过量氮掺杂对催化反应的不利影响，有效提升氮掺杂石墨烯的催化活性。
关键词:
氮掺杂石墨烯
,
杂原子
,
生长机理
,
乙苯氧化反应
米倩
,
陈带全
,
胡军成
,
黄正喜
,
李金林
催化学报
doi:10.1016/S1872-2067(12)60641-X
通过无模板法一步合成了一种新型N掺杂石墨烯负载的CdS空心球复合材料.采用X射线衍射、透射电镜、红外光谱、紫外-可见光谱、N2吸附-脱附、荧光光谱和X射线光电子能谱等技术对该材料进行了表征,并在可见光照射下测试了其在降解亚甲基蓝和水杨酸中的光催化性能.结果表明,相对于氧化石墨烯负载硫化镉空心球和单独的硫化镉空心球,氮掺杂石墨烯负载的硫化镉空心球具有更高的光催化活性和稳定性.这是由于氮掺杂的石墨烯能充当优异的电子受体和传输体,从而抑制了载流子的复合.另外发现,羟基自由基是可见光下降解亚甲基蓝的主要活性物种.
关键词:
氮掺杂石墨烯
,
硫化镉
,
空心球
,
光催化
于建华
,
许丽丽
,
张武寿
,
朱倩倩
,
王晓霞
,
董立峰
无机材料学报
doi:10.15541/jim20140527
电极材料是影响超级电容器性能的主要因素.本研究采用溶剂热法合成石墨烯和氮掺杂石墨烯,通过简单的化学法在其表面负载SnO2纳米粒子.利用刮涂工艺在FTO玻璃表面制备石墨烯、SnO2/石墨烯、氮掺杂石墨烯和SnO2/氮掺杂石墨烯薄膜,并经400℃热处理.分别以制备的石墨烯基薄膜和PVA/H3PO4为电极和电解质组装对称型全固态超级电容器.测试结果表明,与石墨烯相比,氮掺杂石墨烯具有较大的晶粒尺寸、较高的比表面积和较高的超电容性能;SnO2纳米粒子负载可显著提高石墨烯和氮掺杂石墨烯的超电容性能.
关键词:
纳米复合材料
,
SnO2纳米粒子
,
氮掺杂石墨烯
,
超级电容器
施旗
,
雷永鹏
,
王应德
,
王仲民
无机材料学报
doi:10.15541/jim20150400
结合静电纺丝和热处理技术,在含钴碳纳米纤维上原位生长了氮掺杂石墨烯,制备了三维互通纤维网结构.研究了钴含量对产物氧还原活性的影响.结果表明:氮掺杂石墨烯的生成和钴的引入均显著提高了电催化活性.纺丝液中六水合硝酸钴与聚丙烯腈的质量比为1∶10时,获得的催化剂活性最优,起始电势为0.84 V(vs RHE),反应为近四电子路径,具有比铂碳更好的稳定性和耐甲醇毒化能力.三维互通结构促进了电子和质子传输,并能提供更多的活性位点,提高电催化活性.这种方法也可用于设计其它三维互通的纤维复合物,在能源与环境领域具有更广泛的应用前景.
关键词:
氧还原反应
,
氮掺杂石墨烯
,
原位制备
,
三维互通纤维网
钟奇能
,
粟泽龙
,
李新禄
表面技术
目的：改善超级电容器用石墨烯薄膜的超电容性能。方法采用水热和高温热解法制备多孔氮掺杂的石墨烯柔性薄膜，采用SEM形貌、XRD图谱和等温曲线分析其结构，采用三电极体系测试循环伏安曲线和恒流充放电曲线，分析其超电容性能。结果氮掺杂石墨烯柔性薄膜保持了氧化石墨烯的褶皱透明，同时具有网络式的多孔洞结构。氮气吸脱附测试表明，氮掺杂多孔石墨烯的比表面积为280.78 m2/g。氮掺杂石墨烯薄膜在1.0 mol/L硫酸钠溶液中，当电流密度为0.1 A/g时，其比容量达到169 F/g。结论氮原子的掺杂以及氮掺杂石墨烯柔性薄膜的多孔结构可以有效提高石墨烯材料的超电容性能。
关键词:
氮掺杂石墨烯
,
多孔结构
,
超级电容器
