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功能化石墨烯复合材料在电化学传感器中的研究与应用

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功能化石墨烯复合材料在电化学传感器中的研究与应用

作者：马学美山东大学

学位级别：硕士

石墨烯是一种厚度只有一个碳原子的单层石墨,由sp2杂化的碳原子紧密堆积而成,原子与原之间以共价键相连接。由于石墨烯具有许多优良的性能,如超高的比表面积、优异的热传导性、良好的导电性、卓越的机械强度等,因此自发现以来受到了极... 详细信息

石墨烯是一种厚度只有一个碳原子的单层石墨,由sp2杂化的碳原子紧密堆积而成,原子与原之间以共价键相连接。由于石墨烯具有许多优良的性能,如超高的比表面积、优异的热传导性、良好的导电性、卓越的机械强度等,因此自发现以来受到了极大的关注,同时以石墨烯为基础制备的复合材料迅速成为光学、电学、生物医学、催化、传感器、储能等诸多领域的理想功能材料。然而石墨烯的化学稳定性高,表面呈惰性状态,同时石墨烯的片与片之间有较强的范德华力和静电力,很容易发生团聚。为了防止石墨烯的团聚,就需要对石墨烯进行适当的表面功能化处理,制备出性能更为优异的功能化石墨烯纳米复合材料。本论文中,主要以氧化石墨烯为前驱体,通过化学修饰的方法制备了基于石墨烯的纳米复合材料,并对其相关的性能进行了表征,同时对功能化的石墨烯纳米复合材料在电化学传感器中的应用开展了较为详细的研究。主要研究内容如下：（1）石墨烯-金纳米复合材料用于邻苯二酚与对苯二酚的同时检测首先,利用一步合成法制备了石墨烯-金纳米复合材料。硼氢化钠作为还原剂可以同时还原氧化石墨烯和氯金酸,并且还原得到的金纳米颗粒均匀地分散在石墨烯片上,金纳米颗粒以及石墨烯片与片之间均没有发生团聚。然后,通过透射电镜、X射线粉末衍射、交流阻抗以及循环伏安法等方法对功能化石墨烯材料的形貌特征、结构组成以及电化学性质进行了表征,并尝试利用这种功能材料探索同时检测邻苯二酚和对苯二酚的可能性。研究发现,当用石墨烯-金纳米复合材料修饰玻碳电极之后,邻苯二酚、对苯二酚在修饰电极上显示出两对可逆性较好的氧化还原峰,并且峰电流显著增加,这说明基于金纳米颗粒修饰的石墨烯材料对两种异构体有很好的催化作用以及快速的电子转移能力。由于两种苯二酚异构体在修饰电极上的峰电位相差比较大,因此可以实现两种异构体的同时检测,并且互不干扰。该修饰电极在邻苯二酚、对苯二酚的浓度范围为1-100μmol/L时表现出良好的线性关系,检测限可以达到2.0×10-7mOl/L和1.5×10-7mol/L（S/N=3）。并且在实际样品的检测中也取得了较满意的结果,表明该复合材料有望成为选择性检测环境污染物的良好电化学传感器材料。（2）石墨烯-聚苯胺-金纳米复合材料在亚硝酸盐电化学传感器中的应用首先,以氧化石墨烯为前躯体,制备了聚苯胺修饰的氧化石墨烯复合材料,从而防止了石墨烯的团聚。然后,用绿色无污染的电化学还原法将氧化石墨烯-聚苯胺材料还原为石墨烯-聚苯胺。最后,在石墨烯-聚苯胺复合材料的表面上修饰一层单分散、大小均匀的金纳米颗粒（12nm左右）,并将其应用于亚硝酸盐的电化学检测研究中。当用石墨烯-聚苯胺-金纳米复合材粉修饰玻碳电极后,发现亚硝酸盐在修饰电极上出现一个很明显的氧化峰,并且相比其它普通修饰电极的峰电流明显增大,其线性范围可以达到0.1-200μmol/L,检测限达到1.0×108mol/L,说明该复合材料对亚硝酸根的氧化起到了很好的电催化作用。除此之外,本文还研究了亚硝酸根在修饰电极上的反应机理这一系列的研究拓展了石墨烯复合材料在电化学检测环境污染物方面的应用。

关键词：石墨烯石墨烯功能化环境污染物电化学检测电化学传感器

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α型和β型PbO_2正极的充放电性能比较

电化学 2013年第1期19卷 43-52页

作者：崔聪颖马学美孔德龙马厚义山东大学化学与化工学院山东济南250100 山东圣阳电源股份有限公司山东曲阜273100

利用化学合成法分别制得α-PbO2和β-PbO2样品,采用XRD、SEM表征与观察两种不同晶型的PbO2样品.由两种晶型PbO2粉末做成铅酸电池的活性正极,采用循环伏安、恒电流充放电以及电化学阻抗谱等电化学方法研究了其电化学性能.结果表明,α-PbO... 详细信息

利用化学合成法分别制得α-PbO2和β-PbO2样品,采用XRD、SEM表征与观察两种不同晶型的PbO2样品.由两种晶型PbO2粉末做成铅酸电池的活性正极,采用循环伏安、恒电流充放电以及电化学阻抗谱等电化学方法研究了其电化学性能.结果表明,α-PbO2电极的放电容量较低,β-PbO2电极的放电容量较高,两种晶型PbO2粉末按不同配比制成复合电极有利于提高铅酸电池正极的充放电性能.

关键词：二氧化铅铅酸蓄电池充放电性能电化学阻抗谱

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新型可溶性铜酞菁染料敏化剂的合成

化学通报 2007年第2期70卷 143-146页

作者：马学美花建丽武文俊田禾华东理工大学精细化工研究所结构可控先进功能材料及其制备教育部重点实验室上海200237

利用单甲酰基四-α-(2,4-二甲基-3-戊氧基)铜酞菁和含有羧基的活性亚甲基化合物的Knoevenagel缩合反应,合成了三种含羧基的铜酞菁染料敏化剂,并用红外、紫外、质谱等方法对其结构和性能进行了表征和测试。研究结果表明,三种化合物均具... 详细信息

利用单甲酰基四-α-(2,4-二甲基-3-戊氧基)铜酞菁和含有羧基的活性亚甲基化合物的Knoevenagel缩合反应,合成了三种含羧基的铜酞菁染料敏化剂,并用红外、紫外、质谱等方法对其结构和性能进行了表征和测试。研究结果表明,三种化合物均具有好的溶解性。

关键词：铜酞菁染料敏化剂合成

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怀抱理想投身创投，千锤百炼力书人生

创新（深圳） 2011年第1期 20-26页

作者：马学美深圳市创新投资集团有限公司研究发展中心

一、忆往昔，感慨万千对孟建斌的采访是在一个天气晴朗的下午，春风和煦，阳光明媚。他微笑相迎，热情而彬彬有礼，儒雅而落落大方。访谈在轻松愉快的氛围中开始，谈笑风生中，孟建斌将他的故事娓娓道来：“1992年以前，我在江苏省农业... 详细信息

一、忆往昔，感慨万千对孟建斌的采访是在一个天气晴朗的下午，春风和煦，阳光明媚。他微笑相迎，热情而彬彬有礼，儒雅而落落大方。访谈在轻松愉快的氛围中开始，谈笑风生中，孟建斌将他的故事娓娓道来：“1992年以前，我在江苏省农业银行，主要是从事金融政策理论研究工作，那时候是一个耍笔杆子的年代，我喜欢思考和写作，

关键词：创投理想人生农业银行政策理论江苏省金融

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光伏逆变器行业现状及投资分析

创新（深圳） 2010年第6期 39-44页

作者：马学美深圳市创新投资集团有限公司博士后工作站

一、前言随着全球经济的复苏，光伏下游电站市场的融资环境渐趋好转，光伏产业自2009年下半年开始强劲反弹，清洁能源一太阳能。再次成为应对传统资源枯竭、节能降耗、绿色环保的可再生能源主流。光伏逆变器作为太阳能电池板由直流电转... 详细信息

一、前言随着全球经济的复苏，光伏下游电站市场的融资环境渐趋好转，光伏产业自2009年下半年开始强劲反弹，清洁能源一太阳能。再次成为应对传统资源枯竭、节能降耗、绿色环保的可再生能源主流。光伏逆变器作为太阳能电池板由直流电转换为可用、可储存的交流电的重要关键电子器件，其成本占据光伏发电系统成本比例在10-15％之间，有较高的技术含量。随着光伏太阳能装机量的逐年迅速攀升，作为光伏下游终端产品，逆变器配套产业将迎来发展的黄金时期，吸引着众多有识之±的投资目光。

关键词：投资分析逆变器行业现状太阳能电池板系统成本 2009年可再生能源全球经济

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风电行业投资分析报告

创新（深圳） 2011年第4期 26-33页

作者：马学美深圳市创新投资集团有限公司博士后工作站

一、风电行业概况风能是一种清洁而稳定的可再生能源，在环境污染日益严重的今天，风力发电作为全球公认可以有效减缓气候变化、提高能源安全、促进低碳产业经济增长的方案，得到各国政策制定机构、投融资机构、技术研发机构、项目开发... 详细信息

一、风电行业概况风能是一种清洁而稳定的可再生能源，在环境污染日益严重的今天，风力发电作为全球公认可以有效减缓气候变化、提高能源安全、促进低碳产业经济增长的方案，得到各国政策制定机构、投融资机构、技术研发机构、项目开发商等的高度关注。相应地，风电也是近年来世界上增长最快的能源。根据风电行业权威咨询机构——BTM公司的预测，2020年全球的风力发电装机将达到12．31亿KW（是2002年世界风电装机容量的38倍），年安装量达到1．5亿KW，风力发电量将占全球发电总量的12％。

关键词：风电装机容量行业概况投资分析报告可再生能源风力发电减缓气候变化环境污染能源安全

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动力锂电池行业投资分析

创新（深圳） 2010年第3期 18-24页

作者：马学美深圳市创新投资集团有限公司博士后工作站

传统的铅酸电池、镍镉电池和镍氢电池本身技术比较成熟，但它们用在汽车上作为动力电池则存在较大的问题。目前，越来越多的汽车厂家选择采用锂电池作为新能源汽车的动力电池。当前许多知名的汽车制造商都致力于开发动力锂电池汽车，如... 详细信息

传统的铅酸电池、镍镉电池和镍氢电池本身技术比较成熟，但它们用在汽车上作为动力电池则存在较大的问题。目前，越来越多的汽车厂家选择采用锂电池作为新能源汽车的动力电池。当前许多知名的汽车制造商都致力于开发动力锂电池汽车，如美国福特、克莱斯勒，日本丰田、三菱、日产、韩国现代、法国Courreges、Ventury等。

关键词：锂电池投资分析电池行业新能源汽车动力电池铅酸电池技术比较镍氢电池

立足河南树榜样上市项目创辉煌——河南公司总经理李守宇专访

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创新（深圳） 2010年第4期 23-27页

作者：马学美深圳市创新投资集团有限公司博士后工作站

机缘巧合，进入创新投他拥有山东大学光学学士和南开大学经济学硕士学位，工学与经济学双重背景加上近20年在创业投资、投资银行、信托投资和企业管理领域的丰富经验，注定了他在风险投资领域的优势和成就。公司内部，同事们都亲切地称... 详细信息

机缘巧合，进入创新投他拥有山东大学光学学士和南开大学经济学硕士学位，工学与经济学双重背景加上近20年在创业投资、投资银行、信托投资和企业管理领域的丰富经验，注定了他在风险投资领域的优势和成就。公司内部，同事们都亲切地称他为“守总”，他就是本期杂志投资经理风采专栏的主人公——李守宇先生。

关键词：公司总经理河南大学经济学榜样专访上市硕士学位

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集聚宁波论道化工

创新（深圳） 2010年第2期 46-47页

作者：马学美深圳市创新投资集团有限公司博士后工作站

为了更好地促进会员单位的合作与交流，深圳市创新投资集团有限公司（以下简称“创新投”）投资企业联谊俱乐部于2010年03月26日在美丽的海滨城市一宁波成功举办化工行业研讨会。本次会议以“后金融危机时代，化工行业的发展状况与趋势... 详细信息

为了更好地促进会员单位的合作与交流，深圳市创新投资集团有限公司（以下简称“创新投”）投资企业联谊俱乐部于2010年03月26日在美丽的海滨城市一宁波成功举办化工行业研讨会。本次会议以“后金融危机时代，化工行业的发展状况与趋势”为焦点，展开讨论。与会嘉宾围绕这一议题。

关键词：化工行业宁波集聚创新投资 2010年会员单位海滨城市投资企业