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基于无分离TiO?/还原氧化石墨烯薄膜催化剂的逐层组装实现持续光催化，具有增强的电荷转移和活性位点
摘要： 尽管光降解是水净化研究最广泛的方法，但催化剂与水分离的难题阻碍了该技术的实际应用。本研究通过逐层（LbL）组装法在石英玻片上依次沉积二氧化钛（TiO?）和氧化石墨烯（GO），再将组装的GO还原为还原氧化石墨烯（rGO），首次制备出无需分离的TiO?/rGO多层薄膜。为验证这种具有规?；绷Φ男滦土獯呋际?，将这些负载TiO?/rGO薄膜催化剂的石英玻片组装成自制矩形石英反应器中的玻片阵列，在紫外光照下循环泵送罗丹明B（RhB）模拟污染物溶液流经玻片表面。研究发现，所制TiO?/rGO薄膜催化剂展现出优异的连续光催化增强活性，其光降解速率常数达2.6×10?2 min?1，分别是对应TiO?/GO和TiO?（TiO?/PSS）样品的11.3倍和13倍。性能提升归因于：薄膜中形成的Ti-O-C键桥接TiO?与rGO实现高效电荷分离转移；该键桥接的电子转移增加了rGO表面的·O??活性位点；以及类多孔的层状结构。循环实验表明，该薄膜催化剂稳定性良好，至少可重复使用8次且效率不变。
关键词： 逐层、连续光催化、无需分离、石墨烯、薄膜
更新于2025-09-23 15:23:52
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铁掺杂硫化镉纳米粒子辅助光催化降解废水中有机染料的研究
摘要： 采用简易化学共沉淀法合成了尺寸可调的纯硫化镉(CdS)及铁(Fe)掺杂(5%、10%和15%)CdS纳米颗粒(NPs)。以巯基乙酸(TGA)为封端剂制备了粒径可控的NPs，并通过X射线衍射(XRD)、紫外-可见光谱、拉曼光谱、场发射扫描电子显微镜(FESEM)和傅里叶变换红外光谱(FTIR)对其结构、光学、形貌及理化性质进行了表征。XRD显示CdS呈单一立方相，掺杂Fe后峰形变宽，且掺杂后在可见光区出现强吸收并伴随红移现象。FESEM证实Fe-CdS为球形纳米颗粒，FTIR检测到Cd-S键及其他官能团。以Cd1?xFexS(x=0,0.05,0.10和0.15)粉末作为光催化剂用于可见光下降解亚甲基蓝(MB)，以及在NaBH4存在下的催化反应。纯CdS比掺杂样品更快使MB褪色，但掺杂CdS表现出更高的催化降解效率。Fe掺杂CdS NPs相比未掺杂CdS具有更优异的催化潜力，表明其适用于染料工业（特别是皮革和制革行业）。此外，这些NPs不仅展现出卓越的催化特性，还能降低处理成本并实现废水中染料的完全去除。
关键词： 金属氧化物，光催化活性，X射线衍射，石墨烯，溶胶-凝胶法
更新于2025-09-23 15:23:52
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通过氮等离子体处理在石墨烯薄膜中实现低损伤氮掺杂：空气污染物的影响
摘要： 通过化学气相沉积法在铜基底上生长的石墨烯薄膜，经微波电磁场维持的低压氮等离子体余辉处理后，X射线光电子能谱与拉曼光谱分析显示：相较于文献报道值（0.5至2.5），该处理在保持前所未有的低损伤程度（D:G=0.35-0.45）的同时，实现了极高比例的等离子体氮原子掺杂（N/C=29%）。研究还对比讨论了铜基底石墨烯与氧化铜基底石墨烯的氮掺杂动力学差异。转移至SiO2/Si衬底后，N/C含量仅降至6%，表明大部分氮原子与石墨烯表面呈弱键合状态。多数氮掺杂现象似乎源于初始吸附于空气暴露的弱键合烃类官能化，或等离子体-表面相互作用产生的碳氮结构。
关键词： X射线光电子能谱、拉曼光谱、石墨烯、下游等离子体处理、氮掺杂
更新于2025-09-23 15:23:52
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基于细胞色素c、石墨烯和金纳米颗粒组合的生物传感器构建
摘要： 基于细胞色素c（Cyt c）、电化学还原氧化石墨烯（ERGO）和金纳米粒子（AuNPs）在玻碳电极（GCE）上构建了一种生物传感器。该生物传感器电极命名为GCE/ERGO-全氟磺酸膜/AuNPs/Cyt c/全氟磺酸膜，其中ERGO-全氟磺酸膜通过先滴涂氧化石墨烯-全氟磺酸膜混合液再电化学还原沉积而成，AuNPs通过电化学还原直接沉积于ERGO-全氟磺酸膜修饰电极表面，其余组分采用滴涂干燥法沉积。研究了AuNPs沉积量对电极中Cyt c直接电化学行为的影响。以过氧化氢为检测物评估该生物传感器的性能，结果表明该传感器具有优异的分析性能，包括高灵敏度、宽线性范围、低检测限以及良好的稳定性、重现性和可靠性。
关键词： 金纳米粒子、细胞色素c、石墨烯、直接电化学、生物传感器、过氧化氢
更新于2025-09-23 15:23:52
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六方氮化硼缓冲层上SiO2衬底生长石墨烯
摘要： 通过在绝缘体衬底上插入六方氮化硼（h-BN）缓冲层实现石墨烯的一步生长工艺，有望因缓解石墨烯与绝缘体间的界面相互作用并提升衬底平整度，显著改善石墨烯器件的电子传输性能。本研究无需机械转移步骤，通过直接化学气相沉积（CVD）成功制备了石墨烯/h-BN/SiO?异质结构。研究发现h-BN能促进SiO?上的石墨烯生长，而无h-BN层时石墨烯生长极其困难。采用微拉曼光谱和近边X射线吸收精细结构（NEXAFS）光谱分析了石墨烯与h-BN的电子结构。B和N的K边NEXAFS显示h-BN/SiO?和石墨烯/h-BN/SiO?中均存在化学式为BN???O?（x=1,2,3）的替代氧杂质。石墨烯/h-BN/SiO?中的氧替代杂质数量是h-BN/SiO?的两倍，推测源于石墨烯生长过程中与SiO?及甲醇所含氧的反应。石墨烯/h-BN/SiO?中石墨烯与h-BN的界面相互作用较弱。本研究表明CVD生长的h-BN层可作为优质缓冲层，既支持直接在其上生长石墨烯，又能减少与绝缘体衬底的相互作用。
关键词： 近边X射线吸收精细结构、六方氮化硼、化学气相沉积、缓冲层、石墨烯
更新于2025-09-23 15:23:52
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难熔金属上石墨烯的化学气相沉积：在更高温度下生长的尝试
摘要： 大面积石墨烯通常通过在约1000°C下于铜或镍催化剂上进行化学气相沉积生长。对多数材料而言，高温会带来高质量产物，但关于更高温度下生长石墨烯的报道却很少。因此，本研究系统探究了难熔金属（即具有极高熔点的金属）上的石墨烯沉积过程，详细给出了生长参数与材料表征结果。在钽这种碳沉积过程中易形成碳化物的金属上，由于过量碳在体相金属中的化学吸附，生长模式为单层。在铼上（极端条件除外）不会形成碳化物，这极大简化了生长情况。鉴于铼中相对较高的碳溶解度，必须限制生长温度以避免因碳偏析导致进入以多层石墨烯为主导的生长状态。虽未达到预期效果，但仍获得了质量尚可的石墨烯。例如在钽上，石墨烯与衬底间的残余键会降低石墨烯的结晶质量。尽管难熔金属蚀刻存在困难，本研究也探索了石墨烯的转移技术。该研究有助于从基础层面理解难熔金属上石墨烯生长的理论与技术。
关键词： 难熔金属、石墨烯、化学气相沉积、高温生长
更新于2025-09-23 15:23:52
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基于石墨烯/氧化镉纳米复合材料的室温电阻式液化石油气传感器
摘要： 作者描述了一种基于CdO/石墨烯纳米复合材料的高灵敏度、室温工作、柔性透明LPG传感器。石墨烯可防止CdO团聚，增大比表面积并作为气敏材料。场发射扫描电镜（FESEM）图像显示CdO纳米颗粒均匀分布于石墨烯表面。该CdO/石墨烯复合材料以薄膜形式沉积在叉指电极（IDEs）上，随后采用四探针技术对液化石油气（LPG）进行化学电阻式传感检测。接触LPG后电阻率显著下降，恒定偏压0.5V条件下进行电阻测量。CdO/石墨烯（1wt.%）型传感器在27°C时对600ppm LPG表现出灵敏响应，该传感器具有高度选择性，在室温下对低浓度LPG也保持稳定且灵敏的检测特性。
关键词： 气体传感器、氧化镉、液化石油气、石墨烯、柔性
更新于2025-09-23 15:23:52
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ZnO/氧化石墨烯核壳纳米颗粒中光催化与光致发光行为的争议
摘要： 通过原位化学合成与电解法制备了氧化锌/氧化石墨烯核壳纳米颗粒（ZGNPs）。本报告探讨了该体系中光催化与光致发光行为存在的分歧。XRD、拉曼光谱、高分辨透射电镜、光致发光及紫外-可见光谱证实了不同温度下氧化锌纳米颗粒及核壳结构的形成。偶联后ZGNPs的拉曼光谱出现微小偏移。光致发光显示若干与石墨烯无关的峰位，这取决于合成路径与缺陷类型。ZnO与石墨烯偶联后提出两种作用机制：其一是核壳界面处能带结构改变；其二是氧化石墨烯官能团作为掺杂剂扩散至ZnO表面。
关键词： 纳米粒子、光致发光、光催化剂、核壳结构、纳米复合材料、氧化锌-石墨烯
更新于2025-09-23 15:23:52
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可见光敏感的Ag/TiO2/石墨烯复合材料作为控制空肠弯曲杆菌的潜在涂层材料
摘要： 由食源性病原体空肠弯曲杆菌引起的感染性腹泻是全球公共卫生的重大威胁，每年导致儿童死亡率居高不下。本研究通过水热法合成了银-石墨烯-二氧化钛纳米复合材料，并制备了二氧化钛、二氧化钛-石墨烯及二氧化钛-银纳米复合材料作为对照，采用X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)和紫外-可见光谱(UV-Vis)对样品进行表征。在可见光条件下研究了银和石墨烯的添加对二氧化钛广谱抗菌能力的影响，同时评估了其对空肠弯曲杆菌存活率、膜完整性、运动能力及生物膜形成的作用。结果显示银-石墨烯-二氧化钛纳米复合材料具有协同效应：相比单一组分材料，其可见光敏感性和抗菌活性显著增强。该复合材料有效抑制了空肠弯曲杆菌生长并导致菌体蛋白与DNA泄漏（原子力显微镜证实细胞损伤）。此外，它还能降低细菌运动性、疏水性及自聚集能力，对生物膜形成表现出优异抑制效果。人体细胞系测试表明合成纳米颗粒无显著细胞毒性。我们认为银-石墨烯-二氧化钛复合材料能通过抑制细菌生长和生物膜形成，成为控制空肠弯曲杆菌传播的有效抗菌剂。
关键词： 二氧化钛、空肠弯曲杆菌、光催化、纳米复合材料、生物膜、石墨烯、细胞毒性、银
更新于2025-09-23 15:23:52
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通过研磨辅助液相剥离法制备石墨烯-氮化硼纳米片异质结构
摘要： 石墨烯-氮化硼（BN）纳米片异质结构因其优势成为近期备受关注的研究热点。本研究采用液相剥离法制备石墨烯-BN纳米片异质结构，但创新性地对原料进行了预球磨处理，而非沿用文献中传统的液相剥离方法。将六方石墨（h-G）与h-BN混合物球磨50小时后进行液相剥离。检测结果表明成功合成了石墨烯-BN纳米片异质结构，所得纳米片宽度为300-500纳米且具有多层结构。球磨过程中大部分粉体混合物发生高度非晶化，X射线衍射（XRD）峰显示非晶化比例接近90%。虽然酸混合和热处理过程去除了几乎全部非晶结构，但样品中仍残留少量非晶相。此外，球磨过程导致纳米片受损并形成缺陷。尽管存在这些不足，本研究的球磨工艺相比既往类似研究仍能制备出更薄且尺寸更大的纳米片。
关键词： 球磨法，氮化硼纳米片，剥离，异质结构，石墨烯
更新于2025-09-23 15:23:52