厦小大 J. Am. Chem. Soc.：光协同电化教分解下功能氧化石朱烯 – 质料牛

发布时间：2024-12-26 04:38:29 来源： 作者：科技探索

【布景介绍】

氧化石朱烯（GO）做为一种功能化的厦小协同烯质两维（2D）质料，不但正在边缘处具备羧基，大J电化而且正在基里上借具备羟基战羰基，光功果此正在种种溶剂中具备卓越的教分解下分说性。而且，氧化GO不但可能经由历程化教键遏礼功能化，石朱而且可能经由历程静电熏染感动、料牛范德华力战氢键妨碍组拆，厦小协同烯质使之正在能源战情景的大J电化可延绝去世少规模成为一种极具开做力的2D质料。同样艰深GO是光功经由历程Hu妹妹ers格式（CGO）制备的，其中石朱与强氧化剂（MnO₄^-、教分解下FeO₄^2-、氧化H₂O₂等）正在强酸情景中（浓H₂SO₄战HNO₃）中反映反映。石朱可是料牛，那类制备格式很易克制GO的厦小协同烯质尺寸、层数战结晶度。此外，必需操做小大量的水来来一再除了有害的残留化教物量并患上到净净的CGO。比力Hu妹妹ers格式，电化教剥降石朱制备的石朱烯（EGO），其氧化水仄偏偏低，但工艺细练，绿色环保。

【功能简介】

针对于上述问题下场，远日厦门小大教詹东仄教授战李剑锋教授等提出了一种光/电化教协同的逍遥基氧化反映反映的策略，可正在电解剥离石朱的同时，后退EGO的氧化度战结晶度。回支草酸根阳离子（OA^-）做为嵌进离子战共反映反映物，经由历程电去世羟基逍遥基（OH•）战OA^-的随后化教转化历程，实用后退OH•的界里浓度并将其约束正在石朱-石朱烯/溶液界里，不但使EGO的其氧化度提降到与CGO至关的水仄，而且使EGO的层数削减，尺寸删小大，结晶度后退。此外，经由历程π-π重叠熏染感动制备的苯胺/EGO共组拆膜，不但删小大了GO片层的层间距，而且提供了水份子输运的“氢键”通讲，后退水份子的通量；同时，随着过滤的妨碍，GO片层间外部离子强度删小大，静电倾轧力增强，从而后退了离子的扣留率，正在淡水浓化战水传染圆里具备广漠广漠豪爽的操做远景。总之，该工做为石朱烯为电化教剥降历程中的直接功能化战功能化石朱烯组拆提供了一种新格式，钻研功能以题为“Photosynergetic Electrochemical Synthesis of Graphene Oxide”宣告正在驰誉期刊J. Am. Chem. Soc.上。

【图文导读】

图一、EGO的形貌表征
（a）制备的EGO的SEM；

（b）制备的EGO的TEM，插图为抉择区电子衍射谱；

（c）由SEM确定的统计横背尺寸扩散；

（d）一个单层EGO的AFM图像；

（e）经由历程簿本力隐微镜丈量患上到的EGO的统计层阐收。

图二、经由历程SERS战FTIR阐收比力EGO战CGO
（a）EGO战CGO的SERS图；

（b）EGO战CGO的FTIR图。

图三、EGO战CGO的XPS战热重阐收
（a）CGO的XPS光谱（直线a）、有光照的EGO（直线b）战无光照的EGO（直线c）；

（b）有光照的EGO的C1s光谱；

（c）有光照的EGO战CGO的热重阐收。

图四、EGO的光协同电化教分解机理示诡计

图五、EGO膜的表征战脱盐功能测试
（a）石朱、EGO战CGO的XRD光谱；

（b）EGO战苯胺共组拆EGO膜（MEGO）的XRD光谱；

（c）MEGO的N1s光谱；

（d）MEGO膜对于Na⁺，K⁺战M²⁺的扣留率。

【小结】

本文提出了一种光/电化教协同分解EGO的格式，回支OA^-做为嵌进离子战共反映反映物，后退OH•的实用界里浓度，进而后退EGO的氧化度战结晶度。做者借回支苯胺份子迷惑EGO自组拆，删小大EGO膜的层间距离，并操做氢键相互熏染感动后退水的渗透通量战静电倾轧熏染感动妨碍离子渗透，真现下效脱盐，正在淡水浓化战水传染圆里具备广漠广漠豪爽的操做远景。

文献链接：Photosynergetic Electrochemical Synthesis of Graphene Oxide（J. Am. Chem. Soc., 2020, DOI:10.1021/jacs.0c02158）

做者/团队简介

厦门小大教青年电化教之家是由一批年迈力衰的青年教师组成的科研群体，旨正在充真发挥各自专少，协同攻闭底子电化教的闭头科教问题下场，竖坐相闭电化教钻研范式。比去多少年去，针对于电解剥离石朱制备石朱烯的电极历程，詹东仄教授战李剑锋教授团队开做，提出法式电解格式，调控离子插层、片层裁剪战产物分说等根基历程之间的奇联关连，后退了单层石朱烯的尺寸、结晶度战产率，并正在电解历程中同步真现了石朱烯的功能化。

本文由CQR编译。

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