采用节能、绿色化学方法合成纳米复合材料

2022-08-03 17:09:47  信息编号：K223100  浏览次数：771

发表在《材料科学与工程：B 》杂志上的一篇论文报道了通过环保化学方法绿色合成氧化石墨烯/银纳米颗粒纳米复合材料。

石墨烯简介

石墨烯是一种原子级薄的二维蜂窝状 sp 2杂化碳原子薄膜。已发现它具有出色的机械强度、出色的导电性、分子阻隔性能和其他有益品质。

石墨烯的制备难度、溶解度低和聚集倾向使其难以利用。

氧化石墨烯（GO）是具有不同氧化官能团的石墨烯衍生物。与纯石墨烯相比，GO 具有多种优势，包括易于制造、更高的溶解度和表面功能化的能力。这些特性揭示了在纳米复合材料中使用 GO 的无限可能性。

使用金属纳米粒子的好处

金属纳米粒子 (NPs) 在电化学领域具有多种优势。由于其紧凑的尺寸，纳米颗粒可以在使用中增加电极的接触面积。此外，金属纳米粒子可以提高传质速率并提供快速电子转移，最终提高所用电极的灵敏度。

银纳米粒子 (AgNPs) 成本低，并且具有独特的物理和化学特性，使其有助于实现多种光学、化学和催化功能。

使用绿色化学方法

在过去的几年里，生产金属纳米粒子的方法转向无毒、环保的绿色化学方法。细菌和真菌等微生物以及植物提取物作为封端剂和还原剂的参与使绿色化学方法具有可持续性和环保性。

对于介导合成过程，植物提取物优于细菌和真菌，因为它更环保。

酚类化学物质，包括酚酸、磷脂和类黄酮，是植物成分中最显着的次级代谢产物。

没食子酸 (GA) 是一种酚类化学物质，由含多酚的植物水解产生。GA 具有抗菌、抗肿瘤和清除自由基的特性。

没食子酸最近被用作制造银纳米粒子的绿色化学技术中的封端和还原剂。这些纳米颗粒与没食子酸配对，可用作光谱探针和电解传感器。

GO/AgNP纳米复合材料的潜力

金属纳米粒子和 GO 的纳米级复合材料在储能、超级电容器和电子产品中具有广阔的应用前景。

银纳米粒子和还原氧化石墨烯的纳米复合材料以前已经开发出来。用这些纳米复合材料修饰的电极显示出优异的电解活性和对重金属离子的响应性。

将碳基纳米材料与金属纳米粒子（如银纳米粒子）结合使用来修饰玻璃碳电极 (GCE) 是一种可持续的方法。这种纳米复合材料提高了电极表面的有效面积和优异的电子传输性能。

研究人员做了什么？

该团队试图在本研究中使用节能异地方法在环境条件下构建 GO/AgNP 纳米复合材料。

作为一种绿色化学方法，该工艺采用悍马技术合成氧化石墨烯和生物分子，以减少银盐的可控还原。银纳米粒子和氧化石墨烯的整合对于制造 GO/AgNP 纳米复合材料至关重要。

使用不同的光谱和显微镜方法来表征所产生的纳米复合材料并研究它们的电化学特性。

研究结果

该团队使用一种简便的场外工艺作为一种节能环保的绿色化学方法，检查了开发的 GO/AgNP 纳米复合材料的电化学行为。

通过同时利用柠檬酸三钠和没食子酸作为封端剂和还原剂来实现银纳米颗粒的生产。

Hummer 的方法被用于从石墨粉末制造氧化石墨烯。通过氧化石墨烯的 FTIR 分析验证了官能团的存在，包括羰基、羧基和 CO 基团。

GO/AgNPs 纳米复合材料是通过组合不同数量的银纳米颗粒同时保持氧化石墨烯数量恒定而产生的。

表面改性玻碳电极的电化学分析表明，氧化还原反应是由表面的含氧、sp 2键合碳和Ag o介导的 。

开发的纳米复合材料是在未来应用中修饰 GCE 的可行材料。