三維中空納米金-石墨烯微球復(fù)合材料的制備及其應(yīng)用研究.pdf

1、三維中空納米金-石墨烯微球復(fù)合材料(AuNP/rGO HMS)可以看作是由二維片狀石墨烯包裹納米金形成的。這不僅保留了納米金與石墨烯優(yōu)異的物理、化學(xué)性質(zhì)，還由于納米金與石墨烯協(xié)同效應(yīng)，使復(fù)合材料具有獨(dú)特的性能，如不易團(tuán)聚、堆疊、表面積大、活性位點(diǎn)多等優(yōu)勢(shì)。本文系統(tǒng)研究了AuNP/rGO HMS的制備方法，并對(duì)三維中空結(jié)構(gòu)的形成進(jìn)行了表征及研究，同時(shí)對(duì)材料應(yīng)用于制備電化學(xué)傳感器檢測(cè)亞硝酸酸鹽及催化降解4-硝基苯酚的能力進(jìn)行了考察。主要研究

2、內(nèi)容如下:
　　1、AuNP/rGO HMS的制備與表征:以納米金(AuNPs)溶液和氧化石墨烯(GO)溶液為前驅(qū)體制備AuNP/rGO微球。通過(guò)高溫500℃還原處理得到AuNP/rGOHMS，通過(guò)對(duì)比AuNPs與GO不同的復(fù)合方式，成功制備中空AuNP/rGO微球復(fù)合材料。通過(guò)調(diào)節(jié)AuNPs與GO配比，得到不同配比的AuNP/rGO HMS，研究不同配比情況下對(duì)材料性能的影響。通過(guò)掃描電子顯微鏡(SEM)，低倍透射電子顯微鏡(T

3、EM)，高倍透射電子顯微鏡（HRTEM）對(duì)AuNP/rGO HMS形貌進(jìn)行表征，發(fā)現(xiàn)該材料是一種微球狀且中空的納米結(jié)構(gòu)。通過(guò)高倍顯微鏡的mapping模式，發(fā)現(xiàn)AuNPs均勻分布在該復(fù)合材料中，利用拉曼光譜(Raman)，X-衍射光譜(XRD)研究AuNP/rGO復(fù)合材料的結(jié)合方式。結(jié)果表明，該材料因具有獨(dú)特的三維中空球狀結(jié)構(gòu)，避免了出現(xiàn)二維石墨烯結(jié)構(gòu)堆疊情況，同時(shí)，其巨大的比表面積有效地保障了材料與待測(cè)溶液充分接觸。另外，石墨烯的存在

4、保證了AuNPs均勻分布且平均粒徑約為5.0-12nm，從而充分發(fā)揮了AuNPs材料高效的催化性能。
　　2、納米金-石墨烯-玻碳電極(AuNP/rGO HMS/GCE)電化學(xué)傳感器對(duì)檢測(cè)亞硝酸鹽的研究:采用循環(huán)伏安法和交流阻抗法研究AuNP/rGO HMS/GCE傳感器的導(dǎo)電性能以及電子傳輸方式，并且研究影響AuNP/rGO HMS/GCE電化學(xué)傳感器性能的條件，如pH值、掃描速率對(duì)AuNP/rGO HMS/GCE電化學(xué)傳感器的

5、影響，研究發(fā)現(xiàn)傳感器對(duì)亞硝酸鹽的檢測(cè)限為0.05μM，檢測(cè)范圍為1.0μM-2.6mM。最后，還對(duì)傳感器的穩(wěn)定性能以及對(duì)亞硝酸鹽檢測(cè)的實(shí)際應(yīng)用做了研究，結(jié)果表明傳感器具有高選擇性、穩(wěn)定性以及優(yōu)異的回收率。
　　3、AuNP/rGO HMS作為催化劑對(duì)4-硝基苯酚污染物催化轉(zhuǎn)化的研究:在保證硼氫化鈉過(guò)量的溶液中，利用合成的材料催化4-硝基苯酚使其轉(zhuǎn)化成為4-氨基苯酚，從而降低4-硝基苯酚對(duì)環(huán)境的污染。該實(shí)驗(yàn)詳細(xì)研究了不同溫度、不同催