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化学镀制备纳米银-石墨烯复合材料及其电化学性能

2021-08-12李金磊邓凌峰张淑娴谭洁慧覃榕荣

材料工程 2021年8期
关键词:复合材料

李金磊,邓凌峰,3,张淑娴,谭洁慧,覃榕荣,王 壮

(1 中南林业科技大学 材料科学与工程学院,长沙 410004;2 中南林业科技大学 材料表界面科学与技术湖南省重点实验室,长沙 410004;3 湖南烯能新材料有限公司,长沙 410205)

石墨烯(GR)是由单层密集排列的碳原子组成的二维碳纳米材料,这种二维平面结构为不同材料的杂化提供了多种平台[1-4]。研究者们通过各种工艺及方法,在石墨烯上加入新的特征来实现某种特定的性质或功能,其中金属纳米粒子为常用的一种添加物[5],如Au,Pt,Ag,Fe,Cu等[6]。石墨烯与其复合组分之间存在强烈的协同作用,这增强了催化活性和稳定性[7]。Liu等[8]采用一锅水热法和煅烧工艺制备了Fe3O4/C复合材料,发现其对人血清中色氨酸的氧化表现出优异的电催化活性,具有两个宽的检测范围(1.0~80 μmol/L和80~800 μmol/L)和0.26 μmol/L的低检测限。Tu等[9]采用自模板法合成了GR/CuO/Cu-BTC复合材料,花状GR提高了复合材料稳定性和导电性,对咖啡酸的氧化表现出优异的电催化活性。

银纳米粒子(AgNPs)具有独特的性质,在其表面上存在较多的活性位点,可促进电子转移。通过微波法[10]、紫外线照射[11]、电化学方法[12]、还原剂如硼氢化钠[13]和聚乙二醇[14-15]等方法将硝酸银还原成AgNPs,制备过程简单,成本效益高。AgNPs具有良好的电催化活性,但分散不良,溶液中易聚集。为了避免这种情况的发生,以GR作为载体引入AgNPs时不仅减少了石墨烯的堆积,从而提供了更高的表面积,而且GR作为生长载体充分发挥了AgNPs催化性能。

银-石墨烯纳米复合材料的制备多采用水热法合成或使用有毒有害的还原剂[16-17]。……

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