基于氧化石墨烯复合材料的实验设计

通过超声处理将Fe_3O_4微球颗粒负载在具有大比表面积的氧化石墨烯(Graphene Oxide,GO)表面,成功合成了Fe_3O_4微球/氧化石墨烯复合物(Fe_3O_4-GO),并将该复合物应用于有机酚类化合物的测定分析。首先根据Hummers法制备了GO;然后使用溶剂热法制备了粒径200 nm左右的Fe_3O_4微球;最后用扫描电子显微镜对材料的形貌结构进行探索。结果表明,该合成方法简单有效,制备的复合物能够有效地应用于电化学传感器的构建,并对有机酚类化合物进行检测分析。     

非均相磁性Fenton催化剂的综合实验设计

设计了一个关于非均相Fenton磁性催化剂的制备及其催化性能研究的综合性实验。制备出一种具有核壳结构的Fe_3O_4/α-Fe_2O_3磁性纳米复合材料,采用XRD、SEM、TEM和FTIR等手段对材料的形貌、组成及结构等进行了表征,并将其作为Fenton试剂用于对甲基橙的催化降解。结果表明,实验所得样品具有核壳结构,粒子粒径约为50~80 nm。该催化剂对甲基橙具有较高的催化活性并且具有可利用其磁性回收利用的特点。本实验原料廉价易得,合成操作简单,涵盖多个知识点和实验技能,有利于学生巩固基础理论和实验技能,培养创新精神和综合实验能力,提升科学素质。     

化学氧化碳纤维制备石墨烯量子点

以碳纤维为前驱体,采用混酸(硫酸和硝酸)氧化制备石墨烯量子点.通过调节反应的温度和时间,可制备出平均直径为2.0～3.9 nm,发射波长为482～525 nm的石墨烯量子点.不同发光的石墨烯量子点有利于其在生物成像、荧光传感及光电子器件中的应用.     

表面活性剂对磁性氧化铁微米晶形貌的影响

选用不同相对分子质量、不同浓度的聚氧乙烯类的非离子表面活性剂,研究了聚氧乙烯类的非离子表面活性剂对Fe_3O_4微纳材料的表面修饰和形貌调控作用,并给出了机理解释。结果证实,聚乙二醇的相对分子质量、浓度和反应温度三个因素相互协调可以控制其在Fe_3O_4微粒表面的吸附和修饰作用,从而得到不同形貌的Fe_3O_4材料,包括表面光滑的纳米球、纳米盘组装而成的微米球和八面体晶体。本工作对磁性氧化铁纳米材料的研究具有参考价值。     

Fenton氧化处理高含油工业废水实验及动力学分析

利用Fenton氧化处理某废油提炼厂的高含油工业废水。通过正交试验设计确定Fenton氧化最佳实验条件为:pH=3,H_2O_2投加量为60 mL/L,n(H_2O_2)/n(Fe⁽²⁺⁾)=15,反应时间为90 min.在此条件下,Fenton氧化对废水中有机物的去除率可达49.2%。基于实验数据建立有机物降解的动力学模型,得到制约Fenton氧化反应速率的主要因素是H_2O_2投加量,反应的初始活化能为9.15 kJ/mol.     

含纳米材料润滑脂性能测试综合实验设计

为了提高学生学习摩擦学课程的兴趣,加深学生对润滑脂性能参数的理解,参照科学研究过程,设计了含纳米材料润滑脂性能测试综合实验。在润滑脂中添加不同质量分数的氧化石墨烯纳米颗粒,测试其理化性能和摩擦磨损性能,分析氧化石墨烯对润滑脂性能的影响。该实验内容丰富,性能测试项目典型,设备操作性强,有利于增强学生的综合实验能力,培养学生的科研能力和创新思维。     

氧化石墨烯催化炔烃水化成酮的反应研究

氧化石墨烯(GO)是一种性能优异的新型碳材料,具有较高的比表面积和表面丰富的官能团.本论文以氧化石墨烯(GO)为催化剂,炔烃为反应底物,1,2-二氯乙烷作溶剂,高效合成一系列酮类化合物.比较不同反应条件,并提出反应的可能机理.     

羧基化氧化石墨烯对Cu(Ⅱ)的吸附综合实验

依托科研项目,设计了羧基化氧化石墨烯对Cu(Ⅱ)的吸附的研究性综合实验。该实验包括羧基化氧化石墨烯材料的制备和其对Cu(Ⅱ)的吸附性能研究,涉及红外光谱仪、拉曼光谱仪、X射线粉末衍射仪、元素分析仪以及原子吸收分光光度计的使用。通过实验,使学生了解石墨烯材料的制备过程和表征技术,提高学生学习兴趣,培养学生创新思维,锻炼学生实践能力,提高学生的综合素质和科研创新能力。     

纳米二氧化钛光催化降解苯酚废水的实验研究

以纳米TiO_2为催化剂的光催化氧化技术是一种新型的废水处理技术,具有高效、价廉、无二次污染、成本低等优点,受到广泛关注。本文利用纳米TiO_2催化剂对模拟苯酚废水进行光催化处理,研究了光源种类、pH值、苯酚初始浓度、催化剂的用量、添加H_2O_2对降解过程的影响。通过实验确定:改变催化剂的投加量,调节适当的pH值,减小溶液的初始浓度,适当加入H_2O_2氧化剂等方法,可以提高含酚废水的处理效率。当苯酚溶液初始溶度为100mg/L,催化剂的用量为1.5g/L,溶液pH=4,氧化剂H_2O_2用量为2.5ml/L时,紫外光照反应4hr,苯酚降解率可达56%。苯酚浓度不高时,光催化降解反应符合一级动力学方程。     

一步法合成富氧基团石墨烯量子点及光致发光特性(英文)

为获得独特的光致发光特性的碳基量子点,以氧化石墨烯(GOs)为前驱物,采用水热反应合成了一类富氧官能团修饰的石墨烯量子点(GQDs).TEM和AFM表征GQDs平均粒径为(5.02±0.92)nm,厚度为0.6 nm.GQDs呈现特有的光致发光峰位随激发波长移动的特性,其光致发光机理来源于量子点边缘的类卡宾zigzag活性位.由于Fe3+与GQDs表面羟基的配位作用使GQDs呈现出对Fe3+离子检测的高灵敏度和快速响应,有望成为高效检测Fe3+离子的新型荧光探针.