毕业论文外文翻译-负载银的掺氮石墨烯概论

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氮掺杂石墨烯复合材料的制备及其电化学性能研究

氮掺杂石墨烯复合材料的制备及其电化学性能研究

氮掺杂石墨烯复合材料的制备及其电化学性能研究氮掺杂石墨烯(N-doped graphene)复合材料是一种具有重要应用潜力的新型材料,其制备方法和电化学性能研究一直是材料科学领域的热点研究方向之一。

本文将详细介绍氮掺杂石墨烯复合材料的制备方法及其电化学性能研究的进展。

首先,关于氮掺杂石墨烯的制备方法,目前常用的方法有热还原法、化学气相沉积法、溶胶-凝胶法和电化学法等。

其中,热还原法是较为常用的一种方法。

该方法通常是将石墨烯氧化物(GO)与含氮化合物(如尿素、三氯氰胺等)一起进行高温还原,通过热解的过程实现石墨烯的氮掺杂。

此外,化学气相沉积法是一种在高温下通过金属催化剂的作用将含氮化合物分解并封装在石墨烯层中的方法。

溶胶-凝胶法则是通过将石墨烯氧化物与含氮化合物溶解在溶液中,然后进行混合、干燥和热处理等步骤来实现氮掺杂。

最后,电化学法是通过电化学还原法将石墨烯氧化物在某种电解质溶液中还原为氮掺杂石墨烯。

利用以上方法制备的氮掺杂石墨烯复合材料具有较好的电化学性能。

例如,N-doped graphene具有较高的导电性和电化学活性,能够在电化学储能和传感器等领域发挥重要作用。

此外,氮掺杂还能够改变石墨烯的能带结构,增加其化学吸附活性,并提高其电催化性能。

此外,氮掺杂石墨烯还具有优异的光电性质,可应用于光电器件等领域。

在氮掺杂石墨烯复合材料的电化学性能研究方面,关键是研究其在储能和催化领域的应用。

例如,在储能方面,研究人员利用N-doped graphene构建超级电容器并取得了不错的电化学性能。

N-doped graphene具有较高的比表面积和良好的离子传输性能,可以增加储能电极的容量和循环寿命。

在催化方面,N-doped graphene在电催化还原CO2、氧化甲醇和氢氧化物等反应中表现出良好的活性和选择性。

研究人员还通过合成N-doped graphene/负载金属纳米材料复合体系来提高催化性能。

石墨烯英文版

石墨烯英文版

术语石墨烯首次出现在1987年,描述单石墨作为石墨层间化合物(GIC)的成分之一。 更大的石墨烯 分子或片(使得它们可以被认为是真正隔离的2D晶体)甚至在原理上也不能生长。 在20世纪30年代, Landau和Peierls(和Mermin,后来)显示热力学阻止2-d晶体在自由状态,物理今天的一篇文章
Introduction
Properties of graphene
Mechanical properties
- High Young’s modulus (~1,100 Gpa)高杨氏模量 High fracture strength (125 Gpa)高断裂强度 - Graphene is as the strongest material ever measured, some 200 times stronger than structural steel
• In 2004: Andre Geim and Kostya Novoselov at Manchester University managed to extract single-atom-thick crystallites (graphene) from bulk graphite: Pulled out graphene layers from graphite and transferred them onto thin silicon dioxide on a silicon wafer in a process sometimes called micromechanical cleavage or, simply, the Scotch tape technique. Since 2004, an explosion in the investigation of graphene in term of synthesis, characterization, properties as well as specifical potential application were reported. • 在2004年:曼彻斯特大学的Andre Geim和Kostya Novoselov设法从 块状石墨中提取单原子厚的微晶(石墨烯):从石墨中拉出石墨烯层 ,并将其转移到硅晶片上的薄二氧化硅上,有时称为微机械 切割, 或简单地,苏格兰带技术。 自2004年以来,报告了石墨烯在合成, 表征,性质以及特异性潜在应用方面的研究中的爆炸。

石墨烯外国文献翻译

石墨烯外国文献翻译

石墨烯基础材料的光电特性Inhwa Jung在这研究报告中,石墨烯基础材料的光电性能被调查,特别是研究具有氧化石墨单层的石墨烯氧化物的物理和化学性质和它的化学简式与石墨的不同。

尽管氧化石墨在一百多年前就被Brodie(在1859年)合成,但直到现在特殊层还没被深入研究,与我们正在研究的石墨烯氧化物比较,物理学家在原始石墨烯(石墨的一个层)发现了卓越的物理输送特性同时也显示石墨烯在纳米电子方面的潜力;这提高我们对包括石墨烯氧化物在内的化学法改变石墨性质的兴趣。

从石墨烯的光学性质方面来看,为了识别和测量石墨烯基底的有效光学性质,由于由硅上的薄介电层组成的基底的作用,一个直截了当的方法被提出。

通过这个方法和优化介电层的厚度,获得石墨烯基底独特晶片和基底的的巨大差别。

选择合适的光学性能和介电层的厚度,氧化石墨的有效折射率和光学吸收系数可以减少氧化石墨,通过对比预测与实际测量的差别可以获得石墨烯。

椭圆光度法成像是一种为光学成像和表征超薄材料(1nm~)例如特殊化学法改变的石墨烯晶片和少层氧化石墨烯晶片保持电势的方法,单独使用椭圆光度法成像无论能否确定它的光学性质和厚度都是非常有趣的,传统的光谱椭圆光度法也可以应用到比特殊晶片宽数毫米的多层叠加的氧化石墨上。

利用两种成像方法得到的结果对比最大的区别在于光学性质的差异。

观察热处理过的单体和多层叠加,多层叠加和单层的区别类似氧化石墨(无论是特殊晶片还是多层叠加)的对比结果。

分别从轮廓仪和AFM得到厚度,解释厚度和光学性质在热处理时会改变的模型被提出。

电学特征是前面提及的异常原始石墨性能基本的技术领域,通过在真空中加热单层石墨氧化物(沉积于基体)对材料的电阻率进行了监测。

通过监测随时间和温度响应的电导率能够表明,导电率的变化可能与一个激活的化学过程有关, 并由此可以获得活化能(势垒高度)。

通过高达85 S/m的时间温度曝光可以知道单层的氧化石墨的导电率,其次在真空中加热并与气相肼发生化学还原可以成倍地得到更高的导电率,如原始石墨一样,氧化石墨导电率对电场方向很敏感,伏安测量还表明,氧化石墨的电气性能与石墨烯存在差别。

“Graphene”研究及翻译

“Graphene”研究及翻译

“Graphene”研究及翻译摘要:查阅近5年我国SCI、EI期源刊有关石墨烯研究873篇,石墨烯研究的有关翻译存在很大差异。

从石墨烯的发现史及简介,谈石墨烯内涵及研究的相关翻译。

指出“石墨烯”有关术语翻译、英文题目、摘要撰写应注意的问题。

关键词:石墨烯;石墨烯术语;翻译石墨烯是目前发现的唯一存在的二维自由态原子晶体,它是构筑零维富勒烯、一维碳纳米管、三维体相石墨等sp2杂化碳的基本结构单元,具有很多奇异的电子及机械性能。

因而吸引了化学、材料等其他领域科学家的高度关注。

近5年我国SCI、EI期源刊研究论文873篇,论文质量良莠不齐,发表的论文有35.97%尚未被引用过,占国际论文被引的4.84%左右。

石墨烯研究的有关翻译也存在很大差异。

为了更好的进行国际学术交流,规范化专业术语。

本文就“graphene”的内涵及翻译谈以下看法。

l “Graphene”的发现史及简介1962年,Boehm等人在电镜上观察到了数层甚至单层石墨(氧化物)的存在,1975年van Bom-mel等人报道少层石墨片的外延生长研究,1999年德克萨斯大学奥斯汀分校的R Ruoff等人对用透明胶带从块体石墨剥离薄层石墨片的尝试进行相关报道。

2004年曼彻斯特大学的Novoselov和Geim小组以石墨为原料,通过微机械力剥离法得到一系列叫作二维原子晶体的新材料——石墨烯,并于10月22日在Sclence期刊上发表有关少层乃至单层石墨片的独特电学性质的文章,2010年Gelm和No-voselov获得了诺贝尔物理学奖。

石墨烯有着巨大的比表面积(2630 m2/g)、极高的杨氏模量(1.06 TPa)和断裂应力(~130GPa)、超高电导率(~106 S/cm)和热导率(5000W/m·K)。

石墨烯中的载流子迁移率远高于传统的硅材料,室温下载流子的本征迁移率高达200000 cm2/V.s),而典型的硅场效应晶体管的电子迁移率仅约1000 cm2/V.s。

氮参杂石墨烯的制备及其在电化学生物传感中的应用

氮参杂石墨烯的制备及其在电化学生物传感中的应用

本科毕业论文外文翻译外文译文题目(中文):氮参杂石墨烯的制备及其在电化学生物传感中的应用学院: 化学工程与技术学院专业: 化学工程与工艺学号: 201122146195学生姓名: 刘清斌指导教师: 梁峰日期: 二○一五年四月Nitrogen-Doped Graphene and Its Application in ElectrochemicalBiosensingYing Wang, Yuyan Shao, Dean W. Matson, Jinghong Li,and Yuehe Lin American Chemical Society,2010,VOL. 4 ▪ NO. 4 ▪ 1790–1798氮参杂石墨烯的制备及其在电化学生物传感中的应用Ying Wang, Yuyan Shao, Dean W. Matson, Jinghong Li,and Yuehe Lin 美国化学学会,2010,第4卷,第4期,1790–1798。

生命有机磷化学及化学生物学重点实验室,清华大学,北京100084,中华人民共和国和太平洋西北国家实验室,Richland,华盛顿州99351摘要:化学掺杂外来原子是一种能本质上改变材料属性的有效方法。

其中,氮参杂在改善碳材料的电化学性能上有着关键的作用。

最近,石墨烯作为真正的二维碳材料,在生物电子学和生物传感器应用方面已经显示出引人入胜的前景。

在本文中,我们报告了一个浅显的策略,通过使用氮等离子体处理的石墨烯经化学方法合成制备N掺杂的石墨烯。

一种可能的示意图已被提出用来描述N掺杂的石墨烯的详细结构。

通过控制曝光时间,N 在石墨烯的比例可以调节,范围从0.11到1.35%。

最后所得到的N掺杂石墨烯对过氧化氢的还原、葡萄糖氧化酶快速直接电子转移动力学,显示出了高效的活性。

氮参杂石墨烯将进一步应用在伴有干扰存在且浓度低于0.01mM的葡萄糖的生物传感方面。

1.1关键词:石墨烯,氮参杂,直接电催化,电化学生物传感石墨烯作为一种真正的二维碳材料出现,已经展示出其在生物电催化和生物传感方面惊人的应用。

毕业论文外文翻译-负载银的掺氮石墨烯概论

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学号:10401604常州大学毕业设计(论文)外文翻译(2014届)外文题目Easy synthesis of nitrogen-doped graphene–silvernanoparticle hybrids by thermal treatment ofgraphiteoxide with glycine and silver nitrate 译文题目通过水热处理氧化石墨烯、甘氨酸和硝酸银简便地合成掺氮石墨烯-银纳米粒子复合物外文出处CARBON50(2012)5148–5155学生王冰学院石油化工学院专业班级化工106校内指导教师罗士平专业技术职务副教授校外指导老师专业技术职务二○一四年二月通过水热处理氧化石墨烯、甘氨酸和硝酸银简便地合成氮杂石墨烯-银纳米粒子杂合物Sundar Mayavan,Jun-Bo Sim,Sung-Min Choi摘要:氮杂石墨烯-银纳米粒子杂合物在500℃通过水热处理氧化石墨烯(GO)、甘氨酸和硝酸银制得。

甘氨酸用于还原硝酸根离子,甘氨酸和硝酸根混合物在大约200℃分解。

分解的产物可作为掺杂氮的来源。

水热处理GO、甘氨酸和硝酸银混合物在100℃可形成银纳米粒子,200℃时GO还原,300℃时产生吡咯型掺氮石墨烯,500℃时生成吡咯型掺氮石墨烯。

合成物质中氮原子所占百分比为13.5%.在合成各种纳米金属粒子修饰的氮杂石墨烯方面,该合成方法可能开辟了一个新的路径,其在能量储存和能量转换设备方面很有应用价值。

1.引言石墨烯是所有石墨材料的基本构件,其蜂窝状晶格由单层碳原子排列而成。

它表现出与结构有关的独特电子、机械和化学性质,具有较高的比表面积(2630-2965m2g-1)[1–3]。

化学掺杂杂原子石墨烯像掺杂氮原子,极大地引起了人们的兴趣,因其在传感器、燃料电池的催化剂和锂离子电池的电极等方面具有应用潜力[4–6]。

氮原子的掺杂改变了石墨烯的电子特性和结构特性,导致其电子移动性更强,产生更多的表面缺位。

氮掺杂石墨烯

氮掺杂石墨烯

Although CNTs and their N-doped counterparts have been synthesized and studied for some years,the large-scale preparation of graphene sheets by chemical vapor deposition(CVD)is only the recent development.17,18More recently,attempts have been quartz purging min. furnaceFigure1.(a)A digital photo image of a transparent N-graphenefilmfloating on water after removal of the nickel layer by dissolving in an aqueous acid so-lution;(b,c)AFM images of the N-graphenefilm and the correpsonding height analyses along the lines marked in the AFM image(c1؊c3in panel c).Figure2.TEM and Raman analyses of the N-graphenefilms.(a)Low-magnification TEM image showing a few layers of the CVD-grown N-graphenefilm on a grid.Inset shows the correspondingelectron diffraction pattern.(b؊d)High magnification TEM imagesshowing edges of the N-graphenefilm regions consisting of(b)2,(c)4,and(d)ca.4؊8graphene layers.(e)The corresponding Ramanspectra of the N-graphenefilms of different graphene layers on aSiO2/Si substrate(Methods).XPS survey for the as-synthesized N-graphene shows the high-resolution N1s spectrum.the C-graphene suggests a stronger O2the former,an additional advantage asRRDE voltammograms for the ORR in air-saturated0.1M KOH at the C-graphene electrode(red line), line),and N-graphene electrode(blue line).Electrode rotating rate:1000rpm.Scan rate:0.01V/s.Mass Mass(N-grapene)؍7.5␮g.(b)Current density(j)؊time(t)chronoamperometric responses obtained at theN-graphene(square line)electrodes at؊0.4V in air saturated0.1M KOH.The arrow indicates the addition methanol into the air-saturated electrochemical cell.(c)Current(j)؊time(t)chronoamperometric response and N-graphene(square line)electrodes to CO.The arrow indicates the addition of10%(v/v)CO into KOH at؊0.4V;j o defines the initial current.(d)Cyclic voltammograms of N-graphene electrode inbefore(circle line)and after(square line)a continuous potentiodynamic swept for200000cycles at Scan rate:0.1V/s.。

学生石墨烯文献翻译

学生石墨烯文献翻译

石墨烯/聚合物纳米复合材料摘要:石墨烯由于其特殊的电导性、机械性能和大的表面积而具有巨大的科研价值,当加入适当时,这些原子薄碳层可以显著提高主要高聚物的物理性能。

我们首先按照从上到下的战略回顾一下从氧化石墨到石墨烯的生产工艺过程,包括每种方法的优点和缺点。

然后按溶解和熔融的战略即分散化学和加热的方法讨论降低氧化石墨在聚合物中的含量。

对于微粒大小的性质、表面性质和在基体中的离散性的技术分析也有介绍。

我们总结石墨烯/聚合物纳米复合材料的导电性、导热性、机械性能和阻气性。

我们结合石墨烯复合材料的加工和可量测性总结这些观点列出最近的挑战和这些新的纳米复合材料的远景。

1介绍基于炭黑、碳纳米管和层状硅酸盐的聚合物纳米复合材料被用于增强聚合物的机械性能、导电性、导热性和阻气性。

石墨烯极其特殊的物理性能和能溶于多种基本聚合物的结合的发现创造了一类新的聚合物纳米复合材料。

石墨烯是由sp2杂化的碳原子按蜂窝状结构排列成的单层、二维片状结构。

它被誉为其他所有不同维数的石墨碳的同素体的基础材料,例如,石墨(三维碳的同素体)由石墨烯的薄碳片正面向上堆积在一起并且分开距离为3.37A组成。

0维同素体,富勒烯(足球烯),可以想象成单层石墨烯的一部分卷曲成的。

一维碳同素体,碳纳米管和碳纳米带可以分别由单层石墨烯旋转和剪切制成。

实际上,然而,这些碳的同素体,除了碳纳米带,都不是由石墨烯合成的。

石墨是一种天然生成的材料,它最早的记载于1555年在英国的Borrowdale,但是它最早的应用可向前追溯4000年。

在1985年发现富勒烯后于1991年第一次合成单壁碳纳米管。

尽管生产石墨烯纳米片的第一个方法报道可以追溯到1970年,但对存在的单层石墨烯在2004年第一次被生产出来,用微机械剥离的方法从石墨中分离出石墨烯。

杨氏模量为1TPa和极限强度为130GPa,单层石墨烯为测量出来的最强的材料。

它的导热系数为5000W/cm3*KJ,与报道的碳纳米束最高值的上限相一致。

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学号:10401604常州大学毕业设计(论文)外文翻译(2014届)外文题目Easy synthesis of nitrogen-doped graphene–silvernanoparticle hybrids by thermal treatment ofgraphiteoxide with glycine and silver nitrate 译文题目通过水热处理氧化石墨烯、甘氨酸和硝酸银简便地合成掺氮石墨烯-银纳米粒子复合物外文出处CARBON50(2012)5148–5155学生王冰学院石油化工学院专业班级化工106校内指导教师罗士平专业技术职务副教授校外指导老师专业技术职务二○一四年二月通过水热处理氧化石墨烯、甘氨酸和硝酸银简便地合成氮杂石墨烯-银纳米粒子杂合物Sundar Mayavan,Jun-Bo Sim,Sung-Min Choi摘要:氮杂石墨烯-银纳米粒子杂合物在500℃通过水热处理氧化石墨烯(GO)、甘氨酸和硝酸银制得。

甘氨酸用于还原硝酸根离子,甘氨酸和硝酸根混合物在大约200℃分解。

分解的产物可作为掺杂氮的来源。

水热处理GO、甘氨酸和硝酸银混合物在100℃可形成银纳米粒子,200℃时GO还原,300℃时产生吡咯型掺氮石墨烯,500℃时生成吡咯型掺氮石墨烯。

合成物质中氮原子所占百分比为13.5%.在合成各种纳米金属粒子修饰的氮杂石墨烯方面,该合成方法可能开辟了一个新的路径,其在能量储存和能量转换设备方面很有应用价值。

1.引言石墨烯是所有石墨材料的基本构件,其蜂窝状晶格由单层碳原子排列而成。

它表现出与结构有关的独特电子、机械和化学性质,具有较高的比表面积(2630-2965m2g-1)[1–3]。

化学掺杂杂原子石墨烯像掺杂氮原子,极大地引起了人们的兴趣,因其在传感器、燃料电池的催化剂和锂离子电池的电极等方面具有应用潜力[4–6]。

氮原子的掺杂改变了石墨烯的电子特性和结构特性,导致其电子移动性更强,产生更多的表面缺位。

氮原子上孤对电子的存在改进了石墨烯的活性和催化性能。

在碱性条件下,与已商业化的Pt催化剂相比,掺氮石墨烯(NG)在氧化还原反应(ORR)中活性更高,稳定性更强[5]。

因掺氮石墨烯中氮原子电子接受能力较高,其可以创造出碳正粒子促进氧的吸附,所以NG 在ORR反应中表现出较高的活性。

Pt纳米粒子负载在NG上比负载未掺杂石墨烯上催化电化学反应时活性和稳定更高。

Pt负载在NG上比负载在石墨烯上具有更高的能量密度,因为它增加了NG的导电性,提高了对Pt的吸附力[7]。

最近有报道,在NG上长出的CO3O4纳米晶体催化剂具有较高的氧化还原活性[8],这增加了NG催化剂的应用前景。

NG的合成方法主要有化学气相沉积法(CVD)、在氮前驱体存在的石墨烯弧光放电法、激光烧蚀、氮或氨等离子处理法[9-11]。

所有这些合成方法各有特点,但均能耗高、使用昂贵的设备、反应条件苛刻、处理特殊、反应步骤多。

本文以氧化石墨烯(GO)为原料,提出了一种简单的合成氮杂石墨烯-Pt纳米粒子杂合物的方法。

水热法处理GO、甘氨酸(GLY)和硝酸银制备上述杂合物。

甘氨酸作为辅助原料,以减少硝酸根离子的用量,使用甘氨酸-硝酸盐混合物在150~200℃发生分解反应。

分解产物作为掺杂氮的来源,同时还原表面氧官能团。

与Pt负载在未掺杂石墨烯上,NG-纳米粒子杂合物显示出了良好的活性和电催化稳定性。

2.实验部分2.1NG-Ag催化剂的合成先采用改进的Hummers方法以天然石墨粉为原料制备GO。

X射线衍射和热重分析法证实所合成物质为氧化石墨烯[12,13]。

GO与甘氨酸、硝酸盐(硝酸银或硝酸钯)按重量比1:2:2的比例溶解于水中。

混合物超声处理两个小时,然后倒入氧化铝坩埚。

在氩气保护下,逐渐将温度从室温升到500℃,500℃恒温2h,生成Ag或Pd修饰的氮杂石墨烯。

产品直接从坩埚中收集。

Pd纳米粒子石墨烯(G-Pd)以同样的方式制备,只是不需要加入氮源甘氨酸。

通过ICP分析,石墨烯上负载的Pd纳米粒子浓度为34.4wt%,NG上为55.1wt%。

2.2仪器使用高分辨率色散拉曼显微镜(1MwHe-Ne激光、波长633nm)记录了合成物质的拉曼光谱。

XRD衍射图由高分辨率XRD衍射仪获得。

XPS图在西格玛探针XPS上测定,Al Ka射线作为辐射源。

TGA分析氮气氛围下TA仪器上分析(升温速率10℃/min)。

NG-Ag的表面形态使用场发射扫描电子显微镜测定。

同时采用Philips-Tecnai F20观察NG-Ag的形貌(操作电压200KV)。

能量色散X射线分析(EDX)在EDAX探测器上执行,其安装在FE-SEM上。

TEM试样的制备方法是将NG-Ag的水分散体滴加到碳图层铜网格上,然后干燥得到试样。

2.3电化学测试伏安曲线在传统的三电极电化学工作站上进行,铂电极为对电极,氯化银电极为参比电极(SCE)(0.2V可逆氢电极校准)。

工作电极由薄膜法制备。

抛光玻璃碳电极(GC、5mm直径)被作为衬底。

10微升NG-Pd水性悬浮液滴加到衬底上,80℃干燥形成催化剂层。

3.结果与讨论将GO、硝酸银和甘氨酸混合,500℃热处理2h,制备得NG-Ag催化剂。

FE-SEM 图(见图1a)显示石墨烯上覆盖有纳米颗粒(白点)。

NG-Ag的EDX图像显示杂合物上有银的存在。

NG-Ag的FE-TEM图像表明修饰有Ag纳米粒子的石墨烯薄片随机地堆放在一起,显示出褶皱的丝绸面纱波浪形状,与原始的石墨烯类似[14,15]。

纳米粒子存在于少数石墨烯薄层之间的表面。

采用热重分析法测定了AgNO3–Gly–GO和AgNO3–Gly的热分解过程(见图2)。

在约200℃两个都有最大的重量损失,这种损失源于甘氨酸-硝酸盐的分解(通过自燃反应,甘氨酸被硝盐氧化)。

AgNO3–Gly–GO更早些的重量损失与GO表面的含氧官能团有关(像OH和COOH)[16,17]。

在150℃到200℃之间的重量损失表明甘氨酸-硝酸盐的燃烧和GO的还原同时发生,生成了CO2和NH3气[16,17]。

众所周知,甘氨酸-硝酸盐燃烧生成NH3。

事实上,基于甘氨酸-硝酸盐的燃烧制备了各种金属粉末和氧化物。

最近采用甘氨酸-硝酸盐的燃烧,制备了铜镍合金纳米金属粉末[17]。

至于AgNO3–Gly–GO 体系,氨和氮氧化物从甘氨酸-硝酸盐的分解中得到,并作为氮源,同时促进了GO的还原,最终掺氮杂到还原石墨烯的薄层中。

为了了解Ag纳米粒子的形成、GO的还原和石墨烯上氮物种的变换过程,AgNO3–Gly–GO在不同的温度下退火,然后采用XRD、XPS和拉曼光谱进行检测。

为进行这些检测,AgNO3–Gly–GO以2℃/min的速率加热到不同的温度(100℃、300℃和500℃),然后再氮气的氛围下恒温2h。

检测前氩气保护冷却至室温。

AgNO3–Gly–GO不同温度退火的XRD图见图3.图1—(a)Ag-掺氮石墨烯的FE-SEM图和FE-TEM图2—AgNO3–Gly–GO和AgNO3–Gly的热分解图谱图3—AgNO3–Gly–GO不同温度的X射线衍射图100℃的XRD图在(111)面、(200)面、(220)面、(311)面出现了银的明显峰值,同时还有相应的AgNO3–Gly的峰,这显然说明银纳米粒子的形成。

当硝酸银和甘氨酸混合物不含GO在100℃退火时,XRD图上未找到Ag晶体的峰,以此确定了在Ag 离子还原时,GO所起的作用。

银离子的还原只有在GO存在的条件下才会发生,因为还原时需要GO表面的羟基进行电子传递。

在100℃未观察到GO的峰,说明GO已经消失[18]。

在200℃,AgNO3–Gly相应的峰消失,说明AgNO3–Gly已经反应(这与TGA 的分析一致)[19]。

200℃在2θ大约为25.8°附近显示有一个小宽峰,这可能与石墨烯薄片的堆积有关。

在300℃500℃AgNO3–Gly相应的峰彻底地消失,只剩下晶体银和石墨烯相应的峰。

在不同温度退火的AgNO3–Gly–GO的XPS图见图4.。

所有试样的C、H、O、N和Ag光电吸收峰都进行了检测。

银的3d吸收峰在各个温度和预期的金属银吸收峰一样,集中在368.1ev和374.1ev,与XRD的结果一致[20]。

在100℃,高分辨率的C1s的XPS峰为两个分开的峰,这与含氧基团所占比例较高造成了石墨的氧化有关[21]。

当温度提高到300到500℃,C=C占据主导地位,284.5ev处显示出一个单峰,这说明热处理后大量的含氧基团被还原。

在高束缚能方向上C1s峰的不对称性加大,表明氮已经进入石墨薄层形成了C-N键[15]。

此外,O1s的峰随着温度的升高而下降,温度从100℃升高到500℃,XPS能谱测定的氧原子的组成从39.4%下降到7.38%。

说明热处理过程中GO被还原。

AgNO3–Gly–GO 在500℃的热重分析也显示500℃时GO发生了还原。

图4–XPS 全谱(a )高分辨率的C 1S 图谱;(b )N 1S;(C)AgNO 3–Gly–GO 在不同温度下的光谱;(d )不同含氮量的NG-Ag 示意图随着温度变化,石墨烯上氮的形态改变见图4c 。

在100℃,N1s 的XPS 图显示在吡咯吡啶406.8ev和401.6ev处有两个分开的峰,分别对应硝酸盐上的氮和甘氨酸上的氮。

当退火温度提高到300℃,这两峰消失,意味着硝酸盐和甘氨酸的分解(与TGA和XRD结果一致)。

400ev处出现一个新吸收峰,标志着吡啶型氮出现。

500℃时,吡咯型氮峰强度增加,同时398.8ev处又出现一个新峰,说明有吡啶型氮存在。

吡啶型氮的峰强度比吡咯型氮的峰强度更高,说明所合成NG-Ag试样中吡啶型氮含量较高(见图4d)。

从XPS 图谱计算得的NG-Ag上氮原子百分含量为13.5%(原子百分比)。

这表明,与最近出现的三聚氰胺和尿素合成方法一样,氮杂石墨烯(携带有Ag纳米颗粒)可以通过热处理甘氨酸和硝酸银来合成[15,25]。

在100℃退火的AgNO3–GlY和AgNO3–GLY–GO的拉曼光谱见图5a。

AgNO3–GLY 的拉曼光谱在1045cm-1处显示有一个吸收峰,对应银离子聚合物上的硝酸根离子的伸展带。

这清楚地表明AgNO3–Gly中硝酸银主要以离子聚合物的形式存在[26]。

AgNO3–GLY–GO在1045cm-1处的峰消失,说明GO表面的银离子大部分被还原,因此硝酸银离子聚合物的数量大大的减少。

200℃退火的AgNO3–GLY–GO在1300cm-1(D 带)和1600cm-1(G带)处显示出很强的峰带。

值得指出的是200℃的G带向高频迁移了15cm-1,这可能与银离子沉积在GO上有关[22,23]。

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