Electron transfer from sulfate-reducing becteria biofilm promoted by reduced graphene sheets

Reduced graphene sheets (RGSs) mediate electron transfer between sulfate-reducing bacteria (SRB) and solid electrodes, and promote the development of microbial fuel cells (MFC). We have investigated RSG-promoted electron transfer between SRB and a glassy carbon (GC) electrode. The RGSs were produced at high yield by a chemical sequence involving graphite oxidation, ultrasonic exfoliation of nanosheets, and N2H4 reduction. Cyclic voltammetric testing showed that the characteristic anodic peaks (around 0.3 V) might arise from the combination of bacterial membrane surface cytochrome c3 and the metabolic products of SRB. After 6 d, another anodic wave gradually increased to a maximum current peak and a third anodic signal became visible at around 0 V. The enhancements of two characteristic anodic peaks suggest that RSGs mediate electron-transfer kinetics between bacteria and the solid electrode. Manipulation of these recently-discovered electron-transport mechanisms will lead to significant advances in MFC engineering.     

接触变质作用对煤基石墨烯量子点的影响研究

为研究煤的接触变质作用对煤基石墨烯量子点性质的影响,以形成于深成变质、区域岩浆变质的煤为对比,采用氧化剥离法进行煤基石墨烯量子点的制备,并利用X射线衍射（XRD）、拉曼光谱（Raman）、透射电镜（TEM）、X射线光电子能谱（XPS）、荧光光谱（PL）对原煤及制备产物的结构进行分析。实验结果表明,随煤级升高,脱灰煤的结构缺陷减少,芳香片层逐渐增大,晶体结构向有序化方向进行。以煤为碳源制备而成的量子点,粒度均一性良好,并随煤级升高粒径有更大的趋势。碳元素以 C-C/C-H 形式为主,氧主要存在于碳氧官能团中,C∶O≤7∶3,且氧含量随煤级升高而升高。在紫外光（λ=297 nm）的照射下,样品散发蓝色荧光,且在煤级较低时荧光强度较大,并随煤级升高逐渐降低。相较于深成变质、区域岩浆变质形成的煤,接触变质作用形成的煤,产物具有更多的 COO- 结构,而 C=O 键含量降低;荧光强度在煤级较低时的上升趋势更为明显,并在高阶烟煤达到最大;受接触变质作用影响的煤,具有更加规则的石墨化结构。     

还原氧化石墨烯复合方式对Ag-TiO2基光电极电子传输性能的影响

为进一步提高Ag-TiO₂光催化效能,制备了还原氧化石墨烯（rGO）复合Ag-TiO₂基的光电极。先通过对比不同的复合方式探究rGO对Ag-TiO₂光催化剂表面电子传输和四环素降解效能的影响;再通过电化学阻抗谱测量、莫特-肖特基曲线等电化学手段对电极进行表征。结果表明：分层复合方式主要降低载体表面控制电极双层/薄膜的界面电阻,而全混复合方式主要降低总电荷转移电阻;分层电极的电子供体浓度随rGO质量分数增加而增大;在rGO质量分数为0.45%和0.25%时,分层复合和全混复合材料对四环素的降解速率分别比Ag-TiO₂提高11.4%和2.3%;在外加0.5 V偏压下,分层复合电极LG6降解效率比未加外偏压时提高了5.3%,而全混复合电极MG2效率没有提升。分层复合方式能更有效地提高光催化剂表面电子传输效能。     

利用核酸适配体修饰氧化石墨烯复合物的17β-雌二醇检测机理

为了提高复杂环境水体中雌激素污染的检测性能,通过直接吸附法将核酸适配体固定在氧化石墨烯表面,合成出核酸适配体修饰氧化石墨烯复合物,并将其应用于17β-雌二醇水体污染的高灵敏和特异性均相检测。采用紫外可见分光光谱分析核酸适配体修饰氧化石墨烯复合物,发现该复合物在250 nm处有较宽的肩峰,证明核酸适配体成功固定在氧化石墨烯表面。通过荧光分光光度计分析核酸适配体修饰氧化石墨烯复合物与目标物17β-雌二醇反应前后的荧光强度变化,发现荧光强度由峰值110增加到峰值450,表明该复合物可以成功用于对17β-雌二醇的检测,并且荧光强度与17β-雌二醇的质量浓度在10~100 μg/L范围内呈正比,最低检出限为6.2 μg/L。     

在不同应力下石墨烯中拉曼谱的G峰劈裂的变化

应用计及五阶近邻的力常数模型,研究了单轴应力下的石墨烯和芳香烃分子三明治型贴层的石墨烯中拉曼谱的G峰劈裂.计算结果表明对称性的降低解除了G峰对应的在Γ点的面内的纵波光学模声子和横波光学模声子能量简并,从而G峰劈裂为G⁺和G^- 两个峰.在单轴应力作用下,C—C键的伸长致使力常数减小,软化了面内的光学模声子,导致两个G峰都红移;芳香烃分子对石墨烯产生的沿分子长短边方向不同的应力作用,使得G峰对应的两支光学模声子的频率一支发生蓝移,而另一支发生红移.这     

Preparation of Nanoporous Sulfides/Graphene Composites for Lithium-ion Batteries

正Lithium-ion batteries(LIBs),with the use of sulfides as anode materials,are of research topic because of their high theoretical specific capacities.It is promising for rechargeable energy storage because of their high energy     

接触变质作用对煤基石墨烯量子点的影响研究

为研究煤的接触变质作用对煤基石墨烯量子点性质的影响,以形成于深成变质、区域岩浆变质的煤为对比,采用氧化剥离法进行煤基石墨烯量子点的制备,并利用X射线衍射（XRD）、拉曼光谱（Raman）、透射电镜（TEM）、X射线光电子能谱（XPS）、荧光光谱（PL）对原煤及制备产物的结构进行分析。实验结果表明,随煤级升高,脱灰煤的结构缺陷减少,芳香片层逐渐增大,晶体结构向有序化方向进行。以煤为碳源制备而成的量子点,粒度均一性良好,并随煤级升高粒径有更大的趋势。碳元素以 C—C/C—H 形式为主,氧主要存在于碳氧官能团中,C∶O≤7∶3,且氧含量随煤级升高而升高。在紫外光（λ=297 nm）的照射下,样品散发蓝色荧光,且在煤级较低时荧光强度较大,并随煤级升高逐渐降低。相较于深成变质、区域岩浆变质形成的煤,接触变质作用形成的煤,产物具有更多的 COO— 结构,而 C==O 键含量降低;荧光强度在煤级较低时的上升趋势更为明显,并在高阶烟煤达到最大;受接触变质作用影响的煤,具有更加规则的石墨化结构。