三維中空納米金-石墨烯微球復合材料的制備及其應用研究.pdf

1、三維中空納米金-石墨烯微球復合材料(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、化學性質，還由于納米金與石墨烯協同效應，使復合材料具有獨特的性能，如不易團聚、堆疊、表面積大、活性位點多等優(yōu)勢。本文系統(tǒng)研究了AuNP/rGO HMS的制備方法，并對三維中空結構的形成進行了表征及研究，同時對材料應用于制備電化學傳感器檢測亞硝酸酸鹽及催化降解4-硝基苯酚的能力進行了考察。主要研究

2、內容如下:
　　1、AuNP/rGO HMS的制備與表征:以納米金(AuNPs)溶液和氧化石墨烯(GO)溶液為前驅體制備AuNP/rGO微球。通過高溫500℃還原處理得到AuNP/rGOHMS，通過對比AuNPs與GO不同的復合方式，成功制備中空AuNP/rGO微球復合材料。通過調節(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材料性能的影響。通過掃描電子顯微鏡(SEM)，低倍透射電子顯微鏡(T

3、EM)，高倍透射電子顯微鏡（HRTEM）對AuNP/rGO HMS形貌進行表征，發(fā)現該材料是一種微球狀且中空的納米結構。通過高倍顯微鏡的mapping模式，發(fā)現AuNPs均勻分布在該復合材料中，利用拉曼光譜(Raman)，X-衍射光譜(XRD)研究AuNP/rGO復合材料的結合方式。結果表明，該材料因具有獨特的三維中空球狀結構，避免了出現二維石墨烯結構堆疊情況，同時，其巨大的比表面積有效地保障了材料與待測溶液充分接觸。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)電化學傳感器對檢測亞硝酸鹽的研究:采用循環(huán)伏安法和交流阻抗法研究AuNP/rGO HMS/GCE傳感器的導電性能以及電子傳輸方式，并且研究影響AuNP/rGO HMS/GCE電化學傳感器性能的條件，如pH值、掃描速率對AuNP/rGO HMS/GCE電化學傳感器的

5、影響，研究發(fā)現傳感器對亞硝酸鹽的檢測限為0.05μM，檢測范圍為1.0μM-2.6mM。最后，還對傳感器的穩(wěn)定性能以及對亞硝酸鹽檢測的實際應用做了研究，結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4-硝基苯酚污染物催化轉化的研究:在保證硼氫化鈉過量的溶液中，利用合成的材料催化4-硝基苯酚使其轉化成為4-氨基苯酚，從而降低4-硝基苯酚對環(huán)境的污染。該實驗詳細研究了不同溫度、不同催