石墨烯制備及其電催化應(yīng)用.pdf

1、石墨烯(Graphene)是一種由單層碳原子構(gòu)成的二維碳基納米材料，因其優(yōu)異導(dǎo)電性、極高機(jī)械強(qiáng)度和較大比表面積，被認(rèn)為是一種理想的新型電極修飾材料而廣泛應(yīng)用于電化學(xué)領(lǐng)域。本論文采用化學(xué)還原法成功制備石墨烯，并就石墨烯修飾玻碳電極(石墨烯/玻碳電極)對(duì)p-苯二酚和Cr(VI)的電催化作用進(jìn)行了探究。其主要工作如下：
　　 ①以石墨粉為原料，采用氧化-分散-還原法，用氨水代替劇毒物水合肼還原氧化石墨烯(Graphene Oxide)

2、制備石墨烯。通過傅立葉紅外光譜、拉曼光譜、X-射線衍射和比表面分析對(duì)石墨烯結(jié)構(gòu)進(jìn)行表征。結(jié)果表明，氧化石墨烯為黃色膠體溶液，具有明顯丁達(dá)爾效應(yīng)。石墨烯為黑色分散液，不易發(fā)生團(tuán)聚，比表面積達(dá)202m2/g。相對(duì)水合肼還原法，此法環(huán)境友好性高、價(jià)格低廉，為新型材料石墨烯制備提供了新的參考。
　　 ②利用掃描電鏡、原子力顯微鏡對(duì)石墨烯/玻碳電極的表面形貌予以表征，運(yùn)用電化學(xué)測(cè)試技術(shù)探究石墨烯/玻碳電極對(duì)p-苯二酚的電催化氧化性能。結(jié)果

3、表明，石墨烯/玻碳電極表面的部分石墨烯相互交疊在一起，形成10 nm左右厚的片層。p-苯二酚在此修飾電極上的氧化還原峰電流均增大，峰電位差△Ep減小165 mV，說明石墨烯/玻碳電極對(duì)p-苯二酚具有顯著電催化作用，使p-苯二酚的電化學(xué)氧化可逆性明顯改善。差分脈沖伏安結(jié)果表明p-苯二酚氧化峰電流與其濃度在5.0×10-6mol/L～1.0×10-4mol/L范圍內(nèi)成良好線性關(guān)系，檢出限達(dá)1.0×10-7mol/L。
　　 ③采用循

4、環(huán)伏安法和差分脈沖陰極溶出伏安法分別研究了石墨烯/玻碳電極的有效表面積和Cr(VI)在石墨烯/玻碳電極上的電化學(xué)行為。結(jié)果表明，優(yōu)化試驗(yàn)條件下，石墨烯/玻碳電極的有效表面積為0.155 cm2，比裸玻碳電極增大了15.7％，同時(shí)Cr(VI)在石墨烯/玻碳電極上的還原峰電位正移116 mV，峰電流增大約8倍，表明石墨烯/玻碳電極對(duì)Cr(VI)具有明顯電催化還原作用。差分脈沖陰極溶出伏安結(jié)果表明Cr(VI)的還原峰電流與其濃度在2.0×10