氧化石墨烯在氧化锌衬底上的电化学还原及其光电性能
石墨烯氧化物及其复合材料的电化学性能研究
石墨烯氧化物及其复合材料的电化学性能研究石墨烯氧化物（GO）及其复合材料是当前研究的热点之一。
不仅因为其独特的化学结构和物理性质，而且由于其良好的电化学性能，被广泛用于能源、电池、催化等领域。
本文介绍石墨烯氧化物及其复合材料的电化学性能研究。
石墨烯氧化物的制备方法石墨烯氧化物是石墨烯在氧化剂作用下形成的化合物，具有独特的层状结构和氧化官能团。
制备方法通常有两种：Hummers氧化法和Brodie氧化法。
Hummers氧化法是最常用的制备方法，主要通过亚硝酸盐、硫酸、氧化剂等化学物质将天然石墨烯氧化，并加热水解得到GO粉末。
Brodie氧化法则利用硝酸和硫酸的混合物对石墨进行氧化，最终得到GO。
两种方法制备出来的GO，具有不同的物理和化学性质，这也决定了它们在电化学性能研究中的应用差异。
石墨烯氧化物的电化学性能GO具有良好的电解质吸附性能，高比表面积和可调控的官能团，因此在电化学领域具有很大的应用潜力。
它的电化学性质主要通过循环伏安法、电化学阻抗谱和恒电流充放电等方法进行研究。
循环伏安法是最常用的研究电化学性能的方法之一，主要用来研究材料的电化学反应动力学、催化效应和极化行为等。
通过这种方法可以获得材料的电化学活性表面积和电容值等参数。
GO的循环伏安曲线表现出了两个氧化还原峰，其中第二个峰与还原GO成石墨烯的过程有关。
因此，通过循环伏安法可以研究GO的氧化还原反应。
电化学阻抗谱（EIS）可用来表征材料的电化学性质。
通过该方法可以研究材料表面的电荷传递和质量传输过程。
GO的电化学阻抗谱通常表现出半圆形的交流阻抗和一段斜率较小的直线区域，分别代表材料表面的电荷传递和质量传输。
因此，该方法可用来研究GO的电荷传递和质量传输率等参数。
恒电流充放电法主要用于荷电材料的储能性能研究。
GO能够被用作超级电容器的电极材料，其储能性能主要通过该方法进行研究。
该方法可以获得GO的比电容、能量密度和功率密度等参数。
石墨烯氧化物复合材料的电化学性能GO的电化学性能可以进一步提高，通过与其他材料的复合获得性能协同效应。
石墨烯氧化还原反应的研究及其在传感器领域中的应用
石墨烯氧化还原反应的研究及其在传感器领域中的应用石墨烯是一种由碳原子构成的单层平面晶体结构，其独特的物理化学性质使得其在各种领域中得到广泛应用。
其中，石墨烯的氧化还原反应尤其引人关注，这是因为通过对石墨烯进行氧化还原反应可以对其性质进行调控，从而实现对石墨烯的功能化和应用。
一、石墨烯氧化还原反应的研究石墨烯的氧化还原反应是指将石墨烯表面的一些碳原子氧化为羧酸或酮基等官能团，并在适当的条件下还原这些氧化官能团，使其恢复到原来的状态。
这种反应可以通过化学方法和电化学方法进行。
1.化学方法化学方法主要是采用氧化剂进行氧化反应，然后使用还原剂将已经被氧化的石墨烯进行还原。
常用的氧化剂包括硫酸、铬酸和硝酸等，还原剂则包括氢气、氨、水和氢氧化钠等。
2.电化学方法电化学方法主要是通过在空气中施加电场，使得石墨烯表面的一些碳原子被氧化为氧化物，然后通过电还原的方法将其还原为石墨烯。
这种方法可以通过电化学还原和电化学氧化进行。
二、石墨烯氧化还原反应在传感器领域中的应用石墨烯氧化还原反应在传感器领域中的应用较为广泛，主要是利用其表面的氧化还原反应来实现对物质的检测。
1.气体传感器石墨烯氧化还原反应可以通过对石墨烯表面反应的氧化物进行还原，来实现对空气中某些气体成分的检测。
例如，可以通过在石墨烯与其他金属组成的传感器中，来实现对一氧化碳、二氧化碳、氧气和氮气等气体成分的检测。
2.生物传感器生物传感器是指利用生物分子对某些化学物质的特异性识别，来实现对该化学物质的检测。
石墨烯氧化还原反应可以将一些化学物质的结构调控成为生物分子所能识别的结构，从而实现对生物分子的检测。
例如，可以利用石墨烯与DNA相互作用的性质，在石墨烯与DNA组成的传感器中，任意调控DNA的序列和结构，就可以实现对DNA特异性序列的检测。
3.光学传感器石墨烯氧化还原反应可以通过调控其表面的光学性质，来实现对光学信号的检测。
例如，可以将石墨烯与不同的分子组成复合体，利用其表面等离子激元共振现象，达到检测物质浓度的效果。
电化学还原氧化石墨烯的方法及利用电化学还原氧化石墨烯制备的准
(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201810017552.1(22)申请日 2018.01.09(71)申请人 阜阳师范学院地址 236037 安徽省阜阳市清河西路100号化学与材料工程学院(72)发明人 武海 王畅 (74)专利代理机构 北京冠榆知识产权代理事务所(特殊普通合伙) 11666代理人 朱永飞(51)Int.Cl.H01G 9/20(2006.01)(54)发明名称电化学还原氧化石墨烯的方法及利用电化学还原氧化石墨烯制备的准固态染料敏化太阳电池(57)摘要本发明公开电化学还原氧化石墨烯的方法及利用电化学还原氧化石墨烯制备的准固态染料敏化太阳电池，电化学还原氧化石墨烯的方法包括如下步骤：(1)配置氧化石墨烯溶液；(2)将步骤(1)中的氧化石墨烯溶液滴涂在FTO导电玻璃基底上；(3)用电化学还原的方法制备还原氧化石墨烯。
利用电化学还原氧化石墨烯制备的准固态染料敏化太阳电池采用如下步骤制备：(1)配置液态电解质和准固态电解质；(2)制备光阳极；(3)制备对电极；(4)电池的封装。
电池的J-V曲线显示基于准固态电解质体系测得开路光电压为673mV、短路光电流为8.74mA cm -2，填充因子65％，相应的光电效率为3.83％。
权利要求书2页 说明书6页 附图7页CN 108172405 A 2018.06.15C N 108172405A1.电化学还原氧化石墨烯的方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)配置氧化石墨烯溶液；(2)将步骤(1)中的氧化石墨烯溶液滴涂在FTO导电玻璃基底上；(3)用电化学还原的方法制备还原氧化石墨烯。
2.根据权利要求1所述的电化学还原氧化石墨烯的方法，其特征在于，在步骤(1)中：用分析天平称取氧化石墨烯溶解于水，先超声，观察是否全溶解，待全溶解后，加入无水乙醇，得到氧化石墨烯溶液。
3.根据权利要求2所述的电化学还原氧化石墨烯的方法，其特征在于，在步骤(2)中：用移液枪移取步骤(1)中配置的氧化石墨烯溶液，滴到FTO导电玻璃基底上贴胶布的正方形内，滴好后，于红外线灯烘干；同样操作方法分别滴涂不同体积的氧化石墨烯溶液于FTO导电玻璃基底，以便制备不同含量的还原氧化石墨烯。
以氧化石墨烯为模板的氧化锌材料的制备与表征
以氧化石墨烯为模板的氧化锌材料的制备与表征随着材料科学的不断发展，近年来氧化物催化剂的研究受到了越来越多的关注。
氧化锌材料是一种有效的催化剂，可以用于氧化还原反应、CO分解反应等领域，广泛应用于多种领域。
有许多研究人员对氧化锌材料进行了研究，如以石墨烯为模板的氧化锌材料、以金属有机骨架为模板的氧化锌材料等。
由于石墨烯具有良好的电磁性能和物理性能，以自身为模板的氧化锌材料的研究已受到了越来越多的关注，可以促进氧化物催化剂的开发和应用。
本文采用氧化石墨烯（OG）为模板，以组成纳米结构的氧化锌（ZnO）为基础制备了氧化锌/氧化石墨烯复合材料，并采用扫描电子显微镜（SEM）、能谱分析（EDS）、X射线衍射（XRD）和UV-vis光谱等技术进行了表征。
首先，采用氧化石墨烯作为模板，以1mol/L氧化锌溶液为源，采用水热法制备出氧化锌/氧化石墨烯（ZnO/OG）复合材料。
实验发现，氧化锌/氧化石墨烯复合材料中可以直观观察到圆形、细小的颗粒，这些颗粒大小约为20~30nm，表示此复合材料具有较高的颗粒细度，同时，氧化锌/氧化石墨烯复合材料的可视化结果表明，氧化锌分子与氧化石墨烯结合具有一定的稳定性。
然后，采用X射线衍射技术分析了氧化锌/氧化石墨烯复合材料的结构特征，发现该复合材料具有单斜晶系结构，其峰面紧密，呈现出较高的晶格参数，表明锌原子与氧原子以正常的六角网络结合，构成一种半导体结构。
最后，采用UV-vis光谱测试了氧化锌/氧化石墨烯的光学性质，测试结果表明，氧化锌/氧化石墨烯复合材料具有较强的光致发光性能。
综上所述，本文以氧化石墨烯为模板，通过水热法制备了氧化锌/氧化石墨烯复合材料。
通过表征发现，氧化锌/氧化石墨烯复合材料具有良好的结构稳定性和光学性质，对氧化物催化剂的进一步开发和应用具有重要意义。
电化学法石墨烯
电化学法石墨烯电化学法是一种合成石墨烯的常用方法之一。
石墨烯是一种由单层碳原子组成的二维材料，具有优异的电子、热传导性能以及高度的机械强度。
电化学法可以通过控制电解液中的化学反应，在电极上制备石墨烯。
在电化学法中，通常使用氧化石墨（GO）作为起始材料。
首先，将GO溶解在适当的溶剂中，形成GO溶液。
然后，在两个电极上施加电压，通过阳极氧化和阴极还原的反应，将GO 还原为石墨烯。
一般来说，阳极一般由金属材料制成，例如铂或不锈钢，而阴极可以是碳材料或金属材料。
电化学法合成石墨烯的主要优势是制备过程简单，可控性强，可以在大面积、连续生产石墨烯。
此外，电化学法合成的石墨烯在电子器件等领域具有广泛应用前景，因为它具有较高的电导率和良好的透明性。
然而，电化学法合成的石墨烯也存在一些缺点，例如合成过程中需要控制电流密度、温度和时间等参数，以确保石墨烯的质量和一致性。
此外，电化学法合成的石墨烯可能存在多层薄片或缺陷，因此后续的处理和处理步骤可能需要进一步提高石墨烯的质量。
总的来说，电化学法是一种重要的石墨烯合成方法，具有许多优点和应用前景。
随着研究和技术的不断发展，电化学法合成石墨烯的效率和质量将会得到进一步提高。
除了上述电化学还原法，电化学剥离法也是一种常用的电化学合成石墨烯的方法。
电化学剥离法主要通过在石墨电极上施加电压，在电极表面生长出石墨烯，并通过剥离的方式将石墨烯从电极上分离。
具体步骤如下：首先，在石墨电极表面形成一层氧化物保护层，例如氧化铜（Cu2O）或氧化锌（ZnO）；然后，在保护层上施加电压，使含有碳原子的分子在保护层上形成石墨烯；最后，通过适当的方法（例如化学剥离或机械剥离）将石墨烯剥离出来。
与电化学还原法不同，电化学剥离法可以在常温下进行，并且对材料的选择更加灵活。
此外，电化学剥离法制备的石墨烯通常具有较高的质量和单层厚度，适用于许多应用领域，例如电子器件、传感器和储能材料等。
值得注意的是，电化学法合成的石墨烯通常还需要进一步进行后续处理，以去除可能存在的副产物、杂质和多层薄片。
氧化石墨烯的合成及其电化学性质研究
氧化石墨烯的合成及其电化学性质研究氧化石墨烯是一种重要的碳基材料，在电子设备、储能材料等领域有着广泛的应用。
本文将从氧化石墨烯的合成方法和电化学性质两方面进行论述。
一、氧化石墨烯的合成方法1. 氧化石墨烯的化学氧化法化学氧化法是一种较为常见的氧化石墨烯合成方法。
其基本步骤为将石墨烯与氧化剂共同加入反应体系中，在适当的温度下反应一定时间后，利用离心和洗涤等方法分离氧化石墨烯。
常用的氧化剂有硝酸、高锰酸钾等。
2. 氧化石墨烯的热氧化法热氧化法是一种通过高温氧化石墨烯得到氧化石墨烯的方法。
其基本步骤为将石墨烯样品置于加热炉中，在氧气等气体的气氛下进行加热，使其发生氧化反应。
该方法操作简单，但需要高温条件。
3. 氧化石墨烯的电化学氧化法电化学氧化法是一种将石墨烯样品放置在电极上进行氧化反应的方法。
其优点在于无需添加额外氧化剂，同时合成的氧化石墨烯具有高纯度和较好的电化学性质。
但该方法仍存在合成速度缓慢、氧化程度不易控制等问题。
二、氧化石墨烯的电化学性质氧化石墨烯作为一种具有导电性和可控制表面性质的材料，在电化学领域中有着广泛应用。
以下将从电化学储能材料和传感器两方面介绍氧化石墨烯的电化学性质。
1. 氧化石墨烯作为电化学储能材料氧化石墨烯作为一种电活性材料，具有较高的比表面积和可控制的表面化学性质，因而在超级电容器、锂离子电池等储能材料中有着广泛应用。
研究表明，氧化石墨烯中的官能团对其储能性能有着至关重要的影响。
2. 氧化石墨烯作为传感器材料氧化石墨烯具有较高的导电性和特殊的表面化学性质，因而在气敏、光敏、生物传感器等领域中有着广阔应用前景。
其中，氧化石墨烯作为气敏传感器的应用最为广泛。
研究表明，氧化石墨烯的表面官能团对其传感性能有着较明显的影响。
结语综上所述，氧化石墨烯作为一种重要的碳基材料，在电化学领域中有着广泛的应用。
本文主要介绍了氧化石墨烯的合成方法和电化学性质。
未来，通过进一步研究氧化石墨烯的表面官能团和电化学性质，有望优化其应用性能，拓展其应用领域。
ZnO-石墨烯复合材料的制备及其光催化降解性能研究
05140功滋讨科2021年第5期(52)卷文章编号：1001-9731(2021)05-05140-05ZnO-石墨烯复合材料的制备及其光催化降解性能研究李林枝（吕梁学院化学化工系，山西吕梁033000）摘要：采用溶剂热法，制备了一系列不同还原氧化石墨烯（RGO）含量（0,2%,4%,6%和8%（质量分数））的ZnO-石墨烯复合材料。
通过XRD.SEM.PL等方法对复合材料样品进行了表征。
结果表明，所有掺杂RGO的复合材料样品均没有改变ZnO的结构；纯ZnO样品为圆球状颗粒，晶粒尺寸约为40nm,掺入RGO后，样品的晶粒尺寸出现了不均匀现象，并且随着RGO含量的增加,复合材料样品的团聚逐渐加大；所有复合材料的发射峰都在373nm附近，随着RGO掺量的增加，复合材料的本征发射峰的强度呈现先降低后升高的趋势；RGO的引入可以提高复合材料在可见光区域的吸收，并且吸收峰有轻微红移的趋势；随着RGO掺量的增加，复合材料的光催化性能呈现出先升高后降低的趋势，当RGO含量为6%（质量分数）时，复合材料的光催化性能最佳，降解率和反应速率常数分别达到71.97%,0.017mirT1。
关键词：ZnO；石墨烯；复合材料；光催化；吸收光谱中图分类号：））613.71；TQ426.6文献标识码:A DOI：10.3969/.issn.100-9731.2021.05.0210引言随着工业社会的进步，环境污染已经成为了制约我国发展的主要问题,目前废水处理是影响最为广泛的问题，对于废水处理，常用的手段就是光催化［4］。
光催化是指半导体材料在紫外及可见光照射下，将光能转化为化学能，并促进有机物的合成与分解。
金属氧化物常常被作为光催化剂，在众多光催化剂中，ZnO 凭借其宽禁带（3.3〜3.4eV）、较高的激子结合能和优异的常温发光性能等成为了光催化降解水污染的核心研究方向［-10］。
但同时ZnO在催化中也存在一些缺点，例如:ZnO仅对紫外光（＜400mm）有较强吸收,对可见光区域的吸收利用率较低、Zn（）的电子-空穴复合概率较高，复合速率较快：1115］,这些问题都严重制约了ZnO在光催化中的应用。
《ZnO及ZnO-石墨烯复合材料气敏性能研究》范文
《ZnO及ZnO-石墨烯复合材料气敏性能研究》篇一ZnO及ZnO-石墨烯复合材料气敏性能研究一、引言随着科技的发展和人们对环境保护的重视，气敏传感器已成为当前研究热点之一。
氧化锌（ZnO）因其卓越的电子性能和在气体传感器应用中的广泛性而备受关注。
同时，随着石墨烯材料的研究逐渐深入，ZnO与石墨烯的复合材料也被视为提高气敏性能的潜在选择。
本篇论文主要探讨ZnO及ZnO/石墨烯复合材料的气敏性能，以期为相关领域的研究提供参考。
二、ZnO材料的气敏性能研究（一）ZnO材料概述ZnO是一种重要的宽禁带半导体材料，具有优良的光电性能和气敏性能。
其优点在于具有较高的灵敏度、快速的响应恢复速度以及良好的稳定性等。
因此，ZnO在气敏传感器领域有着广泛的应用。
（二）ZnO气敏性能的机理ZnO的气敏性能主要源于其表面吸附气体分子后引起的电子转移过程。
当ZnO暴露在某种气体中时，其表面的氧离子会与气体分子发生相互作用，从而引起表面电阻的改变，这一改变可以反映为气体浓度的变化。
三、ZnO/石墨烯复合材料的气敏性能研究（一）ZnO/石墨烯复合材料概述随着纳米技术的发展，人们开始尝试将ZnO与石墨烯进行复合，以提高其气敏性能。
石墨烯具有优异的导电性和大的比表面积，可以有效地提高ZnO的敏感性和响应速度。
（二）ZnO/石墨烯复合材料的气敏性能机理在ZnO/石墨烯复合材料中，石墨烯不仅提供了大量的吸附位点，同时也作为电子的快速传输通道，大大提高了ZnO的气敏响应速度和灵敏度。
此外，石墨烯的引入还可以有效防止ZnO纳米颗粒的团聚，提高了材料的稳定性。
四、实验部分（一）材料制备本实验采用溶胶-凝胶法结合热处理工艺制备了ZnO及不同比例的ZnO/石墨烯复合材料。
通过改变石墨烯的含量，研究了不同比例复合材料的气敏性能。
（二）性能测试利用气敏测试系统对所制备的ZnO及ZnO/石墨烯复合材料进行了气敏性能测试。
通过检测不同浓度目标气体下的电阻变化，分析材料的敏感度和响应速度。