基于石墨烯的化学修饰电极的制备及应用

石墨烯修饰金电极的制备及其同时测定多巴胺和尿酸艾永青;胡芹芹;肖虎勇;连盼盼;吕鉴泉【摘要】Graphene modified gold electrode(Gr/Au) was got by the method that fresh grapheme which was prepared based on the Hummers method was attached to the surface of gold electrode.The electrochemical properties of the graphene modified gold electrode and the electrochemical behaviors of dopamine and uric acid at Gr/AuElectrode were investigated by cyclic voltammetry.The result shows that the electrochemical oxidation and reduction of dopamine and uric acid could be electrocatalyzed.Dopamine and Uric acid could be detected simultaneously with the exist of ascorbic acid.There are linear relationships between the anoidic peak current and the concentration ofdopamine(1.0~1000 μmol/L),uric acid(30~1000 μmol/L) in diff erential pulse voltammograms,the detection limits are 0.67 μmol/L and 6.0μmol/L,respectively.%将Hummers法合成的新鲜石墨烯滴涂于金电极表面,制备了石墨烯修饰金电极（Gr/AuE）。

基于石墨烯壳聚糖修饰电极电化学测定壬基酚作者：周文姝赵波黄晓华杨小弟来源：《分析化学》2013年第05期摘要：通过原位还原法制得GRCSGCE电极，对制得的电极用红外光谱、拉曼光谱进行表征，结果均表明氧化石墨烯被成功还原。

采用循环伏安法和示差脉冲伏安法研究了4NP的电化学行为，发现其氧化电流信号较GCE及GOCSGCE电极明显增强且电位负移，表明修饰电极对4NP的氧化具有一定的催化作用。

对富集电位、富集时间、扫速及缓冲溶液的pH等实验条件进行了优化，在最优条件下，4NP的浓度与电流的线性响应范围为0.01～40.0 靘olL，线性回归方程为I （霢）=0.364C（靘olL） + 0.618（R=0.9988），检出限为5.2 nmolL（SN=3），将该电极用于实际样品中4NP检测，加标回收率为95.0%～101.0%。

关键词：石墨烯；4壬基酚；电化学检测；示差脉冲伏安法1引言4壬基酚（4NP）是一种重要的化工原料，具有环境雌激素效应，已被确认为环境内分泌干扰物（EEDs）之一，对生物体的生殖系统和发育能力有着严重危害[1，2]。

目前检测4NP 的主要方法有高效液相色谱[3，4]、液气相色谱质谱联用技术[5，6]、液相色谱电喷雾离子化串质谱联用技术[7]、免疫检测法[8]等。

但基于电化学检测4NP的方法鲜有报道。

石墨烯（Graphene）因其独特的单原子结构具有一系列特殊的性质，如量子霍尔效应[9]、良好的导热导电效应[10]及超高的比表面积（2630 m2g）[11]，已成为电化学传感器的理想电极材料。

目前已有利用石墨烯修饰电极检测环境中的污染物的文献报道，如：五氯酚[12]、对苯二酚及邻苯二酚[13] 、双酚A[14] 等，但将石墨烯修饰玻碳电极用于4NP的检测尚未见报道。

本研究采用原位还原法制备了石墨烯壳聚糖修饰玻碳电极（GRCSGCE），考察了4NP在此电极上的电化学行为。

本方法操作简单、检测线性范围宽、检测限低、灵敏度高、重现性及稳定性好，并用于实际样品中4NP检测。

第49卷第2期2020年4月Vol.49，No.2Apr.，2020上海师范大学学报（自然科学版）Journal of Shanghai Normal University（Natural Sciences）金纳米粒子与电化学还原氧化石墨烯复合材料修饰电极的制备及其电化学应用杜勇，项欢欢，代瑞红，畅康，曹晓卫*（上海师范大学化学与材料科学学院，上海200234）摘要：利用金纳米粒子（Au NPs）和电化学还原氧化石墨烯（ERGO）制备了以玻碳电极（GCE）为基底电极的复合材料修饰电极Au NPs-ERGO/GCE.采用场发射扫描电子显微镜（FESEM）、拉曼光谱、循环伏安（CV）法、计时电流法等方法对复合材料修饰电极进行了系统表征与分析.将所制备的复合材料修饰电极应用于葡萄糖的电化学分析研究.研究数据表明：所制备的Au NPs-ERGO/GCE电极对葡萄糖具有良好的电催化性能，有较宽的检测范围和较好的灵敏度，同时，对抗坏血酸（AA）、尿酸（UA）和氯离子（Cl-）等共存的干扰物均有良好的抗干扰性能.关键词：金纳米粒子（Au NPs）；电化学还原氧化石墨烯（ERGO）；葡萄糖；复合材料修饰电极；电化学分析中图分类号：O657.15；O69文献标志码：A文章编号：1000-5137（2020）02-0175-09Electrochemical fabrication and application of nanocomposite modified electrode with gold nanoparticles and electrochemicallyreduced graphene oxideDU Yong，XIANG Huanhuan，DAI Ruihong，CHANG Kang，CAO Xiaowei*（College of Chemistry and Materials Science，Shanghai Normal University，Shanghai200234，China）Abstract：Au nanoparticles（Au NPs）and electrochemically reduced of graphene oxide（ERGO）were used to prepare a composite modified electrode（Au NPs-ERGO/GCE）with a glassy carbon electrode（GCE）as the base electrode，which was applied to the electrochemical analysis of glucose.Field-emission scanning electron microscope（FESEM），Raman spectroscopy，cyclic voltammetry（CV），and chronoamperometry were used to systematically characterize and analyze the composite modified DOI：10.3969/J.ISSN.1000-5137.2020.02.007收稿日期：2020-03-08基金项目：国家自然科学基金（20775049）；上海师范大学科研基金（KF201822，SK201521）作者简介：杜勇（1992—），男，硕士研究生，主要从事电化学分析方面的研究.E-mail：*****************通信作者：曹晓卫（1968—），男，副教授，主要从事光谱与电化学分析与应用方面的研究.E-mail：**************.cn 引用格式：杜勇，项欢欢，代瑞红，等.金纳米粒子与电化学还原氧化石墨烯复合材料修饰电极的制备及其电化学应用［J］.上海师范大学学报（自然科学版），2020，49（2）：175-183.Citation format：DU Y，XIANG H H，DAI R H，et al.Electrochemical fabrication and application of nanocomposite modified electrode with gold nanoparticles and electrochemically reduced graphene oxide［J］.Journal of Shanghai Normal University（Natural Sciences），2020，49（2）：175-183.176上海师范大学学报（自然科学版）J.Shanghai Normal Univ.（Nat.Sci.）2020年electrode.The as-prepared composite modified electrode was applied to the electrochemical analysis of glucose.The results show that the prepared Au NPs-ERGO/GCE electrode has good electrocatalytic performance for glucose with a wide detection range，as well as good sensitivity.Also，it has good anti-interference performance against the interferences such as ascorbic acid（AA），uric acid（UA）and chloride ion（Cl-）.Key words：gold nanoparticles（Au NPs）；electrochemically reduced graphene oxide（ERGO）；glucose；nanocomposite modified electrode；electrochemical analysis0引言随着人们生活质量的不断提高，糖尿病已然成为一种全球性的公共慢性疾病.糖尿病有1型和2型糖尿病两类［1］.最常见的糖尿病主要是受环境影响的2型糖尿病，它引起的胰岛素缺乏导致了糖代谢紊乱，具体表现为高血糖［2］.这种常见的慢性疾病，至今都无法被完全治愈，而且糖尿病患者的并发症很多，包括心脏病、肾衰竭和失明等.目前只能对其进行预防和控制.所以经常性地对血糖浓度进行监测对于疾病的确认和治疗尤为重要.因此，研制具有灵敏度高、选择性好、稳定可靠的葡萄糖传感器一直是人们关注的热点.葡萄糖传感器除了能够对血糖进行测定外，在食品、环境与能源等领域都有重要的应用价值［3］.葡萄糖的检测方法主要有色谱法、光谱法和电化学法三类.与前两种方法相比，电化学方法检测葡萄糖具有制作成本低、检测快速、便于携带、稳定性好和灵敏度高等优点.在1967年，UPDIKE等［4］发明了一种基于葡萄糖氧化酶（GOD）修饰电极的葡萄糖传感器，之后被广泛地研究和改进.目前商业化的葡萄糖检测仍以生物酶修饰电极作为主要方法，葡萄糖浓度由葡萄糖内酯产生的H2和O2的量来测定［5］.虽然GOD传感器具有优良的选择性和环境友好性，但也存在诸多缺点，例如其难以被固定，且对温度和pH值等操作条件要求较高，以及不稳定易失去活性、制备成本高和难以储存等［6-7］.因此，研制无酶葡萄糖传感器十分必要.贵金属纳米粒子，如铂（Pt）、金（Au）等，作为电化学催化剂应用于葡萄糖氧化的研究已经有了许多的报道［8］.但若采用单纯的铂纳米粒子修饰电极用于葡萄糖电催化氧化反应，反应过程中产生的中间产物或者溶液中存在的氯离子（Cl-）易于吸附在Pt活性位点表面，使其极易失去催化活性.此外，实际样品中存在的抗坏血酸（AA）和尿酸（UA）等共存物质亦会干扰此类电极对葡萄糖的检测.多项研究表明，电极表面反应在很大程度上依赖于金属纳米颗粒的晶面取向［9］.这是因为对不同取向的晶面能够为反应物和中间产物提供不同的吸附位点.具有不同晶面特征的金纳米粒子（Au NPs）对葡萄糖的电催化性能有不同的影响.例如在葡萄糖的电化学氧化反应中，Au（111）晶面和Au（100）晶面产生的氧化电流高于Au（110）晶面产生的氧化电流.而Au（110）上葡萄糖氧化的起始电位远低于Au（111）和Au（100）的起始电位［9］.由此，可以借助具有特定晶面取向的Au NPs的可控合成来避免其他分子对葡萄糖氧化信号的干扰［10］.大多数的Au NPs的电化学沉积多使用恒电位法［11］.氧化石墨烯（GO）是石墨烯基材料的一类重要的衍生物.在GO的制备过程中通过含氧官能团的引入使其结构的共轭程度降低、导电性变差.但是，另一方面含氧基团的引入提高了其在水中的稳定性和分散性，易于修饰电极的制备.修饰电极表面的GO经过还原后能够在一定程度上恢复其共轭结构，其导电性能也能够得到相应的改善.在金属纳米粒子与石墨烯复合材料修饰电极的制备过程中，还原氧化石墨烯（RGO）能为金属纳米颗粒的沉积提供较大的表面积和还原沉积的活性位点.相比于单组分材料，复合材料不仅能够一定程度上保持各组分材料性能的优点，而且通过各组分性能的互补和关联使其获得单一组成材料所不能达到的综合性能或协同效应.本文作者采用了循环伏安（CV）法在电化学还原氧化石墨烯（ERGO）表面沉积Au NPs，以玻碳电极（GCE）为基底电极，制备了含有3种不同晶面取向的复合材料修饰电极Au NPs-ERGO/GCE，并对其形貌、结构、晶面特征，及其电化学行为进行了表征与分析，且将其应用于葡萄糖的电催化氧化研究.1实验部分1.1主要仪器CHI750B型电化学工作站，上海辰华仪器有限公司；常规三电极体系：GCE为工作电极，铂丝为对电第2期杜勇，项欢欢，代瑞红，等：金纳米粒子与电化学还原氧化石墨烯复合材料修饰电极的制备……极，饱和甘汞电极（SCE ）为参比电极；S -4800型场发射扫描电子显微镜（FESEM ），Hitachi ；共聚焦显微拉曼光谱仪（SuperLabRam II ，Dilor ，France ），激发光源波长632.8nm.1.2主要试剂GO ，2mg ·mL -1，直径为500nm~5μm ，厚度为0.8~1.2nm ，购自于南京先丰纳米材料科技有限公司；氯金酸、葡萄糖、磷酸氢二钠（Na 2HPO 4）、磷酸二氢钾（KH 2PO 4）、抗坏血酸（AA ）均购于上海润捷化学试剂有限公司；尿酸（UA ）、多巴胺（DA ）均购于Aldrich-Sigma 公司.所用试剂均为分析纯.去离子水（电阻率值为18.25MΩ·cm ）.1.3修饰电极的制备与表征修饰电极的制备过程如图1所示.将GCE 依次用粒径为1.00，0.30和0.05μm 的α-Al 2O 3粉体打磨至镜面状，然后依次用去离子水（DDW ）和乙醇超声清洗.超声清洗后的电极用高纯度氮气（N 2）吹至干燥.在铁氰化钾溶液中进行CV 法测试，直到氧化还原峰电位差小于0.1V.将5μL 质量浓度为2mg ·mL －1的GO 溶液滴涂到处理好的GCE 上，在室温条件下干燥晾干，制得GO 修饰的GO/GCE 修饰电极.两步法沉积Au NPs ：将GO/GCE 置于0.1mol ·L －1的磷酸缓冲盐溶液（PBS ，pH=7）中，在电位范围为-1.2~0.6V 的条件下采用CV 法还原40圈，室温晾干后在0.1mmol ·L －1HAuCl 4和0.１mol ·L -1PBS 混合溶液中（pH=7），继续在电位范围-1.2~0.6V 的条件下，采用CV 法还原60圈.作为对比设置了一步法沉积Au NPs ：在0.1mmol ·L -1HAuCl 4和0.1mol ·L -1PBS 混合溶液（pH=7）及电位范围-1.2~0.6V 的条件下，将GO/GCE 采用CV 法还原60圈.将GO/GCE 置于0.1mol ·L -1PBS 溶液中（pH=7）CV 法还原40圈，曲线如图2（a ）所示，观察到一个阳极峰（I ）和2个阴极峰（II 和III ），与文献描述相一致［12］.随着连续的电位扫描，峰值电流持续增加，这表明GO 在持续还原，阴极还原峰III 归因于GO 不可逆的电化学还原［13］，而阳极氧化峰I 和阴极还原峰II 归因于石墨烯平面上一些含氧基团的氧化还原过程，这些含氧基团由于其结构的稳定性而无法通过CV 法还原［14］.图2（b ）为ERGO/GCE 在0.1mmol ·L -1HAuCl 4+0.1mol ·L -1PBS 混合溶液中（pH=7）还原60圈的CV 曲线.可以看出，相比于图2（a ），电极的背景电流和氧化还原电流均增强，说明Au NPs 沉积到了ERGO 表面.图2（c ）为GO/GCE 在0.1mmol ·L -1HAuCl 4+0.1mol ·L -1PBS 混合溶液中（pH=7）还原60圈的CV 曲线.可以看出，其背景电流和氧化还原峰电流大于图2（a ）而小于图2（b ）.这些电极的电化学行为差异可以通过FESEM 的表征数据给出分析和说明.图1电极的制备过程图2修饰电极的CV 曲线.（a ）GO/GCE 在0.1mol ·L -1的PBS 溶液中（pH=7），40圈；（b ）ERGO/GCE 在0.1mmol ·L -1HAuCl 4+0.1mol ·L -1PBS 混合溶液中（pH=7），60圈；（c ）GO/GCE 在0.1mmol ·L -1HAuCl 4+0.1mol ·L -1PBS 混合溶液中（pH=7），60圈（电位范围：-1.2~0.6V ，扫速：50mV ·s -1）1772020年上海师范大学学报（自然科学版）J.Shanghai Normal Univ.（Nat.Sci.）2结果与讨论2.1修饰电极形貌和结构特征2.1.1FESEM 的形貌表征首先对所制备的一系列电极的形貌进行了FESEM 表征，如图3所示.图3（a ）为ERGO/GCE 的FESEM 图，修饰在电极表面的ERGO 片像一层薄纱，呈现ERGO 特有的褶皱特征.这是因为GO 结构中连接含氧基团的碳原子是sp 3杂化态（四面体型），区别于石墨烯中sp 2杂化态的碳原子（平面型）.这种杂化结构上的差异导致碳原子受到的应力不平衡，使GO 表面形成了不规则分布的褶皱现象［15］.表面褶皱的存在，在增大电极表面积的同时，亦为Au NPs 的沉积提供了活性位点［16］.图3（b ）为一步法沉积60圈的Au NPs-ERGO/GCE 修饰电极的FESEM 图.图3（c ）和图3（d ）为两步法制备的复合物修饰电极表面的FESEM 图，即先将修饰在GCE 电极表面的GO 通过CV 法电化学还原40圈制备ERGO ，然后采用CV 法分别沉积Au NPs 60圈及70圈，对所制备的Au NPs-ERGO/GCE 修饰电极进行形貌表征.依据FESEM 图对这些电极表面沉积的纳米粒子的平均尺寸及粒子密度进行了统计分析.图3（b ）所对应的电极在其制备过程中没有将GO 预先还原而直接沉积Au NPs ，其平均粒径约为26.3nm ，粒子密度为473μm -2；图3（c ）采用两步法制备电极，预先将GO 还原为ERGO ，再利用CV 法沉积Au NPs 60圈，其平均粒径约32.5nm ，粒子密度为586μm -2.可见，相比于在GO 上直接沉积Au NPs ，经电化学还原的GO 表面更有利于Au NPs 的沉积.这是因为GO 表面大量含氧基团的存在使得sp 3杂化态的碳原子增多，图3修饰电极的FESEM 图.（a ）ERGO/GCE 电极；（b ）一步法制备的Au NPs-ERGO/GCE 电极（Au NPs 沉积60圈）；（c ）两步法制备的Au NPs-ERGO/GCE 电极（Au NPs 沉积60圈）；（d ）两步法制备的Au NPs-ERGO/GCE 电极（Au NPs 沉积70圈）（插图为金纳米粒子的粒径统计图，Mean 表示平均粒径，σdia 表示标准偏差，RSD 表示相对标准偏差，Density 表示粒子密度）178第2期杜勇，项欢欢，代瑞红，等：金纳米粒子与电化学还原氧化石墨烯复合材料修饰电极的制备……导致存在共轭效应的共轭结构范围减小，材料表面的共轭程度降低，这将会降低修饰电极的导电性能而不利于溶液中AuCl 4−在其表面还原沉积形成Au NPs.GO 经电化学还原后其芳香性增强，材料的共轭性能得以部分恢复，sp 2杂化态的碳原子含量增多，修饰电极的导电性能增强，这有益于AuCl 4−在其表面的还原沉积.所以同样的沉积圈数，用两步法沉积的Au NPs 拥有相对更大的粒径和更大的粒子密度.但当两步法沉积圈数为70时，如图3（d ）所示，Au NPs 出现了明显的团聚现象，粒子密度（416μm -2）和表面积都会减小.所以选择两步法60圈作为Au NPs 的沉积条件.2.1.2表面结构的拉曼光谱表征为了进一步了解修饰电极ERGO/GCE 表面碳材料的结构特征，利用拉曼光谱技术对其进行了表征.如图4（a ）所示，在拉曼光谱中1330cm -1和1598cm -1处的谱峰为GO 的典型特征振动峰，分别称为D 峰和G 峰.D 峰的强度通常可用来衡量材料结构的无序度，G 峰则是由sp 2杂化态碳原子间的伸缩振动引起的.利用D 峰和G 峰的位置及峰强的变化可以帮助人们了解GO 的还原情况以及石墨烯的结构特征.GO 经过电化学还原后，D 峰和G 峰会红移，且D 峰强度增大，说明结构无序度增加.通常把D 峰和G 峰的强度比值（I D /I G ）作为衡量sp 2杂化态碳原子区域在GO 整体结构分布中的相对面积参数［16］.计算数据表明，I D /I G 的比值由电化学还原前的1.05（GO ）增大到电化学还原后的1.33（ERGO ）.这说明ERGO 表面sp 2杂化态碳原子数量增多.这主要是由于还原后尽管sp 2杂化态碳原子区域数量增加，但只是形成了更多的相对面积更小的sp 2杂化态碳原子区域，使得结构无序度增加、D 峰强度增大［17］.相比结构更为有序的石墨烯，ERGO 结构中存在一定数量的含氧基团，使其结构无序度增大的同时，这些缺陷结构能够为金属纳米颗粒还原生长提供成核位点［18］；同时，能够促进所沉积的Au NPs 与电化学还原氧化石墨烯之间的相互作用，有利于增强复合材料修饰电极的稳定性［19］.为了考察在Au NPs 沉积还原过程的同时，电极表面GO 的结构是否存在变化，对同样条件下CV 法还原100圈的ERGO/GCE 修饰电极进行了拉曼光谱表征.如图4（b ）所示，电化学还原100圈的I D /I G 值（1.35）值与60圈的I D /I G 值（1.33）十分接近，说明还原圈数的增加不会对电极表面的结构带来进一步的影响.2.1.3电化学性能表征为了确定修饰电极Au NPs-ERGO/GCE 表面所沉积的Au NPs 的晶面特征，按照文献［20-21］所提供的方法进行了表征与分析.即通过研究短链硫醇在修饰电极表面的电化学吸脱附数据进行分析.一般来说，普通的多晶Au 电极其表面主要存在Au （111），Au （110），Au （100）这3个低指数晶面.如图5（a ）所示，在电位-0.78V 的尖峰和-1.05～-1.13处的较宽峰，分别对应于以自组装单分子膜形式吸附在Au NPs-ERGO/GCE 电极表面的L-半胱氨酸在Au （111），Au （110）和Au （100）3个晶面的电化学还原脱附峰.图5（b ）为修饰电极在0.5mol ·L -1H 2SO 4溶液中的CV 图，修饰电极ERGO/GCE （绿色线）的I 和II 这一对峰归属于GO 中存在的含氧基团——酚羟基的氧化还原峰［22］.由Au NPs沉积所制备的修饰电图4GO 修饰电极的拉曼光谱.（a ）GO/GCE 和ERGO/GCE 修饰电极；（b ）不同还原圈数的ERGO/GCE 修饰电极1792020年上海师范大学学报（自然科学版）J.Shanghai Normal Univ.（Nat.Sci.）极Au NPs-ERGO/GCE ，其CV 图中这一对氧化还原峰同样存在；同时，1.10V 与0.83V 的这一对氧化还原峰对应于电极表面的Au NPs 的氧化与还原过程，这表明Au NPs 成功沉积到了电极ERGO/GCE 表面.电位范围1.00~1.30V 的Au 的氧化峰包含了Au （111），Au （110）和Au （100）等晶面的氧化峰.利用电化学数据计算得到由一步法制备的复合材料修饰电极的真实面积，约为2.15cm 2，由两步法制备的复合材料修饰电极的真实面积约为2.37cm 2.较大的真实面积与良好的导电性，有效提高了电流效率，这为将其应用于葡萄糖的电催化氧化研究提供了良好的基础.2.2葡萄糖电化学行为的研究碱性条件下电化学氧化葡萄糖的过程比较复杂，其主要活性成分为Au 纳米结构表面吸附氢氧根所形成的水和氧化物（AuOH ads ）.所以修饰电极表面预氧化层含有的AuOH ads 的数量对于葡萄糖的电催化氧化至为关键.如图6（a ）所示，由两步法制备的Au NPs-ERGO/GCE 修饰电极在电位正向扫描过程中存在3个明显的氧化峰，第一个氧化峰在-0.5V 处，Au NPs 表面形成了一定数量的AuOH ads ，其将葡萄糖氧化为中间产物（葡萄糖内酯）.当电位扫描至0.19V 处时，第二个氧化峰出现，这个时候AuOH ads 大量形成，增加了电极的催化能力，葡萄糖和中间产物被直接氧化，催化氧化电流显著增强；而当电位继续增至0.35V 时，Au 纳米结构表面的AuOH ads 转化为Au 的氧化物，AuOH ads 的数量减少，所以氧化电流下降.负扫过程中，随着Au 的氧化物的还原，能够重新形成水合氧化物，导致大量活性位点出现，在0.05V 时葡萄糖被直接氧化.图6不同类型电极在含有0.5mol ·L -1氢氧化钾（KOH ）与8mmol ·L -1葡萄糖的溶液中的CV 曲线（电位扫速：10mV/s ，其中，a 表示两步法制备Au NPs-ERGO/GCE ；b 表示一步法制备的Au NPs-ERGO/GCE ；c 表示多晶Au 电极）由图6可以看出，由两步法制备的修饰电极其氧化峰电流均强于由一步法制备的修饰电极和多晶Au 电极相应的氧化峰电流.由两步法制备的复合材料修饰电极改善了葡萄糖氧化的电催化性能，其原因如下：1）如前所述，电极表面修饰的ERGO 为Au NPs 的沉积提供了丰富的成核活性位点，在增加纳米图5修饰电极的CV 曲线图.（a ）L-半胱氨酸修饰电极在碱性溶液中的还原脱附；（b ）修饰电极在0.5mol ·L -1H 2SO 4溶液中（红色曲线为两步法制备的Au NPs-ERGO/GCE 修饰电极，黑色为一步法制备的Au NPs-ERGO/GCE 修饰电极，绿色为ERGO/GCE 修饰电极）180第2期杜勇，项欢欢，代瑞红，等：金纳米粒子与电化学还原氧化石墨烯复合材料修饰电极的制备……粒子密度的同时提高了分散性，由此让电极拥有了较大的电化学活性面积；2）所制备的修饰电极表面的ERGO 中存在的含氧官能团能够在碱性条件下有效催化氧化葡萄糖氧化过程中形成的副产物（如CO 等）［22］，释放电催化活性位点，为修饰电极提供了一定的抗中毒性能［23］.2.3CV 法检测葡萄糖如图7（a ）和图7（b ）所示，在0.5mol ·L -1KOH 溶液中，Au NPs-ERGO/GCE 电极在不同葡萄糖浓度下的CV 曲线呈现明显的规律性，可观察到在前文有关葡萄糖的氧化过程的讨论中所涉及的几个氧化峰.其中峰A ，B 和D 随着葡萄糖浓度的增加，峰电流增强，表明其可用来测定葡萄糖的浓度.相比较而言，B 峰电流的变化较为明显，所以选择B 峰用于对葡萄糖浓度的定量检测.在电位负扫阶段，在0.08~40.00mmol ·L -1的浓度范围，所得校正曲线为y （μA ）=22.99x （mmol ·L -1）+1.25（y 为电流大小，x 为葡萄糖物质的量浓度），线性相关系数R 2为0.974，峰B 的检测灵敏度为22.99μA ·mmol ·L -1，检测上限可达40mmol ·L -1，且有较宽的检测范围.这说明由两步法制备的复合材料修饰电极对葡萄糖氧化的电催化效果良好，且有较高的灵敏度，这为其应用于葡萄糖的检测分析提供了良好的基础.图8为不同葡萄糖浓度下峰电流大小与浓度的关系曲线图.图7Au NPs-ERGO/GCE 电极在不同葡萄糖浓度下的CV 曲线.（a ）Au NPs-ERGO/GCE 电极在0.08mmol ·L -1~10mmol ·L -1不同葡萄糖浓度下的CV 曲线图；（b ）Au NPs-ERGO/GCE 电极在10mmol ·L -1~40mmol ·L -1不同葡萄糖浓度下的CV 曲线图（扫描速度：10mV ·s -1，在0.5mol ·L -1KOH 溶液中）图8不同葡萄糖浓度下峰电流与浓度的线性关系图2.4抗干扰性能在葡萄糖的电化学检测中，实际样品中存在的AA 和UA 等共存物质亦会干扰电极对葡萄糖的检测.相关研究表明，在Au 纳米结构修饰电极表面AA 和UA 的氧化多为扩散控制，受电极的几何面积影1812020年上海师范大学学报（自然科学版）J.Shanghai Normal Univ.（Nat.Sci.）响较大，而葡萄糖的氧化则为动力学控制，电极的真实表面积对其影响较大.为了评价所制备的Au NPs-ERGO/GCE 电极的抗干扰能力，首先采用计时电流法测试在0.1V 的电位下，在碱性溶液里多次加入葡萄糖、AA 和UA 的响应电流的变化情况.如图9（a ）所示，在碱性条件下，向溶液中加入1mmol ·L -1葡萄糖时，修饰电极的响应电流迅速而有效，若改为加入AA 或UA ，则响应电流几乎没有变化.这从一个侧面说明AA 或UA 的存在对于修饰电极用于葡萄糖的检测分析影响很小，不会干扰葡萄糖的检测.此外，亦采用CV 法对此进行了检测.图9（b ）为在含有8mmol ·L -1的葡萄糖的碱性溶液中加入不同浓度的AA 的CV 图.在-0.3V 处的氧化峰对应于AA 的氧化，其峰电流随着其浓度的增大而增大，且随着AA 浓度的增加其背景电流也随之增大.实际上，AA 正常生理浓度仅为0.1mmol ·L -1，所以在采用这一修饰电极以CV 法检测葡萄糖的过程中，AA 的影响可以忽略.除了常见的AA 和UA ，亦需要考察生理条件下共存Cl -对于葡萄糖分析所带来的影响.从Cl -的化学性质的角度来看，Cl -易吸附在Au 纳米结构表面占据电极的活性位点，进而影响电极的催化活性.所以，为了评价所制备电极对Cl -的抗干扰能力，采用CV 法考察修饰电极分别在含Cl -和不含Cl -的葡萄糖碱性溶液中的电化学行为.如图9（c ）所示，Cl -存在与否对于葡萄糖的电化学氧化几乎不存在干扰.由此可见，所制备的Au NPs 与ERGO 复合物修饰电极用于葡萄糖的电化学分析时，具有良好的抗干扰能力.3结论根据ERGO 和Au NPs 间独特的相互作用，通过两步法制备了一种以GCE 为基底Au NPs 和ERGO 复合材料修饰的Au NPs-ERGO/GCE 电极.利用FESEM 和拉曼光谱等表征技术探究了在GO 表面和ERGO 表面所沉积的Au NPs 的结构及其电化学性能的差异.研究结果表明：在相同条件下，在富含更多sp 2杂化态碳原子的ERGO 表面采用电化学沉积方法制备的Au 纳米结构具有相对较大的粒径和粒子密度，这使其具备了对葡萄糖良好的电催化氧化性能和抗干扰能力，为接下来的工作打下了良好的基础.参考文献：［1］JOSEPH W.Electrochemical glucose biosensors ［J ］.Chemical Reviews ，2008，108（2）：814－825.［2］王梦杰，郭文辉，罗维芸，等.中老年2型糖尿病合并骨质疏松患者血清25（OH ）D3水平［J ］.中国老年学杂志，2016，36（8）：1865－1866.WANG M J ，GUO W H ，LUO W Y ，et al.Serum 25（OH ）D3levels in middle -aged and elderly patients with type 2diabetes and osteoporosis ［J ］.Chinese Journal of Gerontology ，2016，36（8）：1865－1866.［3］SI P ，HUANG Y ，WANG T ，et al.Nanomaterials for electrochemical non -enzymatic glucose biosensors ［J ］.RSC 图9Au NPs-ERGO/GCE 电极的抗干扰性能分析.（a ）0.1V 电压下，加入葡萄糖（glucose ）、AA 和UA 的计时电流安培响应；（b ）8mmol ·L -1的葡萄糖溶液中加入不同浓度的AA 的CV 图（扫速：10mV ·s -1）；（c ）不含（线A ）和含有（线B ）NaCl 的葡萄糖溶液的CV 图（扫速：25mV/s ）（所有溶液均在0.5mol ·L -1的KOH 碱性溶液条件下进行）182183第2期杜勇，项欢欢，代瑞红，等：金纳米粒子与电化学还原氧化石墨烯复合材料修饰电极的制备……Advances，2013，3（11）：3487－3502.［4］UPDIKE S J，HICKS G P.The enzyme electrode［J］.Nature，1967，214（5092）：986－988.［5］MANO N，HELLER A.Detection of glucose at2fM concentration［J］.Analytical Chemistry，2005，77（2）：729－732.［6］ZHONG Y，SHI T，LIU Z，et al.Ultrasensitive non-enzymatic glucose sensors based on different copper oxide nanostructures by in-situ growth［J］.Sensors and Actuators B：Chemical，2016，236：326－333.［7］LI K，FAN G，YANG L，et al.Novel ultrasensitive non-enzymatic glucose sensors based on controlled flower-like CuO hierarchical films［J］.Sensors and Actuators B：Chemical，2014，199：175－182.［8］PARK S，CHUNG T D，KIM H C.Nonenzymaticglucose detection using mesoporousplatinum［J］.Analytical Chemistry，2003，75（13）：3046－3049.［9］ADZIC R R，HSIAO M W，YEAGER E B.Electrochemical oxidation of glucose on single crystal gold surfaces［J］.Journal of Electroanalytical Chemistry，1989，260（2）：475－485.［10］CHENG T M，HUANG T K，LIN H K，et al.（110）-exposed gold nanocoralelectrode as low onset potential selective glucose sensor［J］.ACS Applied Materials&Interfaces，2010，2（10）：2773－2780.［11］DU M，YANG T，JIAO K.Immobilization-free direct electrochemical detection for DNA specific sequences based on electrochemically converted gold nanoparticles/graphene composite film［J］.Journal of Materials Chemistry，2010，20（41）：9253－9260.［12］WANG J，YANG B，WANG H，et al.Highly sensitive electrochemical determination of sunset yellow based on gold nanoparticles/graphene electrode［J］.Analytica Chimica Acta，2015，893：41－48.［13］SHAO Y，WANG J，ENGELHARD M H，et al.Facile and controllable electrochemical reduction of graphene oxide and its applications［J］.Journal of Materials Chemistry，2010，20（4）：743－748.［14］CHEN L，TANG Y，WANG K，et al.Direct electrodeposition of reduced graphene oxide on glassy carbon electrode and its electrochemical application［J］.Electrochemistry Communications，2011，13（2）：133－137.［15］QIU L，ZHANG X，YANG W，et al.Controllable corrugation of chemically converted graphene sheets in water and potential application for nanofiltration［J］.Chemical Communications，2011，47（20）：5810－5812.［16］WANG C，DU J，WANG H，et al.A facile electrochemical sensor based on reduced graphene oxide and Au nanoplates modified glassy carbon electrode for simultaneous detection of ascorbic acid，dopamine and uric acid［J］.Sensors and Actuators B：Chemical，2014，204：302－309.［17］尚玉，张东，刘艳云，等.电化学还原法制备石墨烯：制备与表征［J］.功能材料，2015，46（16）：23－29.SHANG Y，ZHANG D，LIU Y Y，et al.Preparation of graphene by electrochemical reduction：preparation and characterization［J］.Journal of Functional Materials，2015，46（16）：23－29.［18］JIAN J M，FU L F，JI J Y，et al.Electrochemically reduced graphene oxide/gold nanoparticles composite modified screen-printed carbon electrode for effective electrocatalytic analysis of nitrite in foods［J］.Sensors and Actuators B：Chemical，2018，262：125-136.［19］WANG C L，DIDIER A.Recent developments of metallic nanoparticle-graphenenanocatalysts［J］.Progress in Materials Science，2018，94：306-383.［20］EL-DEAB M S，SOTOMURA T，OHSAKA T.Size and crystallographic orientation controls of gold nanoparticles electrodeposited on GC electrodes［J］.Journal of the Electrochemical Society，2005，152（1）：C1－C6.［21］JENA B K，PERCIVAL S J，ZHANG B.Au disk nanoelectrode by electrochemical deposition in a nanopore［J］.Analytical Chemistry，2010，82（15）：6737－6743.［22］SHI Q F，DIAO G W，MU S L.The electrocatalytic oxidation of glucose on the bimetallic Au-Ag particles-modified reduced graphene oxide electrodes in alkaline solutions［J］.Electrochimica Acta，2014，133：335－346.［23］YAN J H，JUAN J，PING W，et al.Graphene-gold nanostructure composites fabricated by electrodeposition and their electrocatalytic activity toward the oxygen reduction and glucose oxidation［J］.Electrochimica Acta，2011，56（1）：491－500.（责任编辑：郁慧，顾浩然）。

本科学生毕业论文2014年 4月26 日论文题目：氨基化石墨烯电极的制备 及其电化学性能测试 学 院：化学化工与材料学院 年 级：2010级 专 业：高分子材料与工程 姓 名：刘抱 学 号：20101649 指导教师：孙立国摘要利用改进Hummers法制备品质良好的氧化石墨烯，对得到的氧化石墨烯用氯化亚砜酰卤化，酰卤化后的氧化石墨烯在甲苯与乙二胺的作用下得到氨基化的石墨烯，干燥，研成粉末，然后利用自制的压片设备将氨基化石墨烯粉末制成片状石墨烯电极。

采用扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）、原子力显微镜（AFM）、X-射线衍射仪（XRD）、傅立叶变换红外光谱仪（FT-IR）等对所制备的氧化石墨烯与氨基化石墨烯分别进行表征。

对制备的石墨烯电极进行循环伏安测试（CV）、交流阻抗测试（EIS）来测试氨基化石墨烯电极的电化学性能。

结果表明：经氨基化的石墨烯表面氧化基团明显减少，羟基、氨基等含氧基团大部分被氨基代替，片状的氨基化石墨烯电极可作为电化学电极。

关键词氧化石墨烯；氨基化石墨烯；石墨烯电极AbstractThe graphene oxides(GOs) were prepared by oxiding flake graphite via the modified Hummer’s method and halogenated by thionyl chloride after cleaning. Then the obtained GOs were aminated by reacting with ethanediamine in methylbenzene. The amino-graphenes were dried and pulverized, then crushed into pellet electrode at high pressure using homemade machine. The GOs and amino-graphenes in this experiment were analyzed and characterized by the search engine marketing(SEM), transmission electron microscope(TEM),X-ray diffraction(XRD) and fourier transform infrared spectrometer FT-IR. The cyclic voltammetry(CV) and electrochemical impedance spectroscopy(EIS) were used to illustrate the electrochemical performance of amino-graphene electrode. The results reveald that oxygen groups of the GOs such as hydroxyl and carboxyl groups were reduced and replaced by amino. The amino-graphene electrode can be apply to the electrochemical catalysis.Keywordsgraphene oxide(GO); amino-graphene; graphene electrode目录摘要 ............................................................................................................................................................... I Abstract........................................................................................................................................................II第一章绪论 (2)1.1 引言 (2)1.2 石墨烯的制备方法 (3)1.2.1 物理方法 (3)1.2.2 化学方法 (3)1.3 氨基化石墨烯的特点与应用 (6)1.4 本文研究内容 (6)第二章实验部分 (7)2.1 实验仪器及试剂 (7)2.1.1 实验仪器 (7)2.1.2 实验试剂 (8)2.2实验流程 (8)2.2.1氧化石墨烯的制备 (8)2.2.2氨基化石墨烯电极的制备 (10)第三章结果与讨论 (11)3.1扫描电子显微镜（SEM） (11)3.2透射电子显微镜（TEM） (11)3.3原子力显微镜（AFM） (12)3.4 X射线衍射（XRD） (13)3.5傅里叶变换红外（FT-IR） (14)3.6循环伏安测试（CV） (16)3.7交流阻抗测试（EIS） (16)结论 (18)参考文献 (19)致谢 (22)第一章绪论1.1 前言2004年，英国曼彻斯特大学的Geim课题组通过微机械剥离法首次获得石墨烯，自从那以来，作为一种新型二维纳米碳质材料，石墨烯在整个科学界引起了广泛的关注和深入的研究[1]。

石墨烯电镀应用例子
石墨烯电镀是一种新型的表面处理技术，能够在金属表面形成一层石墨烯薄膜，从而提高材料的性能和稳定性。

下面介绍几个石墨烯电镀的应用例子：
1. 电镀石墨烯铜箔
石墨烯铜箔是一种新型的导电材料，能够在微电子、半导体、太阳能等领域得到广泛应用。

通过石墨烯电镀技术，可以在铜箔表面形成一层薄膜，提高导电性和抗氧化性能，从而延长材料的使用寿命。

2. 石墨烯修饰电极
石墨烯修饰电极是一种新型的电化学传感器，能够检测微量的物质，如重金属、有机污染物等。

通过石墨烯电镀技术，可以在电极表面形成一层石墨烯薄膜，提高电极的灵敏度和选择性，从而实现高效、准确的检测。

3. 石墨烯涂层
石墨烯涂层是一种新型的防腐保护材料，能够在金属表面形成一层薄膜，提高材料的耐腐蚀性和耐磨性。

通过石墨烯电镀技术，可以在金属表面形成一层石墨烯薄膜，从而提高材料的稳定性和耐久性，延长使用寿命。

总之，石墨烯电镀技术是一种非常有前途的表面处理技术，能够在各种领域得到广泛应用，从而提高材料的性能和稳定性。

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《石墨烯的制备及在超级电容器中的应用》篇一一、引言随着科技的进步，纳米材料的应用已经引起了科学界的广泛关注。

在众多纳米材料中，石墨烯因其独特的物理、化学性质，特别是其超高的电导率和极大的比表面积，已成为近年来材料科学领域的研究热点。

本篇论文旨在深入探讨石墨烯的制备方法以及其在超级电容器中的应用。

二、石墨烯的制备石墨烯的制备方法多种多样，常见的包括机械剥离法、化学气相沉积法、氧化还原法等。

1. 机械剥离法：此方法主要是通过机械力将石墨薄片剥离成单层或多层石墨烯。

此法虽然可以制备出高质量的石墨烯，但生产效率较低，不适合大规模生产。

2. 化学气相沉积法：此法通过在高温条件下使气体中的碳原子在基底上沉积形成石墨烯。

此法可以制备大面积的石墨烯，但制备过程需要高温和特定的气体环境。

3. 氧化还原法：此法首先通过强酸等化学试剂将天然石墨氧化，形成氧化石墨（GO），然后通过还原GO得到石墨烯。

此法生产效率高，成本低，适合大规模生产。

三、石墨烯在超级电容器中的应用超级电容器是一种具有高能量密度和高功率密度的储能器件，而石墨烯因其独特的物理性质，使其成为超级电容器的理想材料。

1. 石墨烯的电化学性质：石墨烯具有超高的比表面积和良好的导电性，这使其在电化学反应中能够提供更多的活性位点，从而提高电容器的电容量。

2. 石墨烯在超级电容器中的应用：由于石墨烯的优异性能，其被广泛应用于超级电容器的电极材料。

在电极中，石墨烯不仅可以提供大量的电荷传输通道，还可以通过其大比表面积提供更多的电荷存储空间。

此外，石墨烯的优异导电性可以降低电极的内阻，从而提高电容器的充放电速率。

四、结论随着科技的发展，石墨烯的制备技术已经越来越成熟，其在超级电容器中的应用也越来越广泛。

未来，随着对石墨烯性能的深入研究以及制备技术的进一步优化，石墨烯在超级电容器以及其他领域的应用将更加广泛。

同时，我们也需要关注到石墨烯在实际应用中可能面临的问题和挑战，如成本、环境影响等，以期在未来的研究中找到更好的解决方案。

氧化石墨烯电极的制备与光催化应用一、引言近年来，随着全球环境问题的加剧，光催化技术备受关注。

氧化石墨烯（GO）作为一种新型光催化材料，具有较强的光吸收和光致发光作用，使其在光催化应用方面具有巨大的潜力。

本文将介绍氧化石墨烯电极的制备和光催化应用的最新研究进展。

二、氧化石墨烯的制备氧化石墨烯（GO）是碳纳米材料中的一种，它是碳原子间通过氧原子形成的氧化物。

其制备方法主要分为两种，一种是氧化石墨法，另一种是还原氧化石墨法。

1.氧化石墨法氧化石墨法是将天然石墨经过氧化剂的反应，在其表面上形成氧化物。

其主要步骤包括：先将天然石墨加入硝酸和硫酸的混合溶液中，使其发生氧化反应；然后在碱性溶液中洗涤几次，得到氧化石墨烯。

2.还原氧化石墨法还原氧化石墨法主要是将氧化石墨烯还原成石墨烯，并使其还原程度适当，得到具有优良电化学性能的材料。

其主要步骤为：将氧化石墨烯加入还原剂溶液中，并控制还原反应的温度和时间，得到还原程度为60%-80%的石墨烯材料。

三、氧化石墨烯电极的制备氧化石墨烯电极是将氧化石墨烯与导电材料混合后制成的一种电极材料。

其制备方法首先是制备氧化石墨烯，然后将氧化石墨烯与导电材料（如金属导体、碳纤维等）进行混合，再通过热压等工艺制成电极。

由于氧化石墨烯具有较高的比表面积和导电性能，因此可以大大提高电极的效能。

四、氧化石墨烯的光催化应用氧化石墨烯作为一种新兴的光催化材料，其应用前景广阔。

与传统光催化材料相比，氧化石墨烯具有以下优势：1.较高的吸光性能：氧化石墨烯本身具有较高的吸光性能，能够吸收可见光和紫外光。

2.良好的光致发光特性：当氧化石墨烯受到光照后，会产生光致发光作用，可以用来检测环境中的有害物质。

3.优良的导电性能：氧化石墨烯具有优良的导电性能，在光催化反应中可以起到很好的催化作用。

在光催化反应中，氧化石墨烯常常作为电极或者催化剂使用。

其光催化应用主要包括有机物降解、水分解制氢、人工光合成等。

其中，有机物降解是氧化石墨烯光催化的主要应用方向之一。

石墨烯修饰玻碳电极用于循环伏安法测定盐酸表阿霉素张勇;杜慧琳;程红芬;王英特【摘要】将石墨烯修饰在玻碳电极表面用于循环伏安法测定盐酸表阿霉素.在pH4.0的B-R缓冲溶液中,在修饰电极上,盐酸表阿霉素在-0.382 V处可见明显的氧化峰,且氧化峰电流比在裸玻碳电极上提高两倍以上.盐酸表阿霉素的氧化峰电流与其浓度在1.0×10-7～1.0×10 6mol·L-1范围内呈线性关系,检出限(3S/N)为2.0×10-9mol·L-1.方法用于盐酸表阿霉素注射液的测定,加标回收率在95.9％～97.7％之间,测定值的相对标准偏差(n=6)小于2％.【期刊名称】《理化检验-化学分册》【年(卷),期】2015(051)007【总页数】4页(P1028-1031)【关键词】循环伏安法;石墨烯修饰电极;盐酸表阿霉素【作者】张勇;杜慧琳;程红芬;王英特【作者单位】山西大学化学化工学院,太原030006;山西大学化学化工学院,太原030006;山西大学化学化工学院,太原030006;山西大学化学化工学院,太原030006【正文语种】中文【中图分类】O657.14盐酸表阿霉素(EPI)属于蒽环类抗生素,能够抑制细胞正常生长,是阿霉素的类似物。

在临床应用中具有高效和广谱性等特点,因此在肿瘤化疗过程中显示出重要作用。

盐酸表阿霉素能渗透进入细胞内部,与细胞核中的DNA结合,通过抑制核酸的合成以及分裂从而阻止癌细胞的生长。

临床上将其广泛应用于对各种癌症的有效治疗,如肺癌、胃癌及乳腺癌等。

由于盐酸表阿霉素经代谢后可导致严重的心脏毒性并抑制造血,监测盐酸表阿霉素用药后在人体液内的浓度变化很有必要[1-2]。

石墨烯是一种优良的电化学传感材料,有关石墨烯修饰电极的分析应用已成为研究热点[3];尤其是在医学生物领域中,石墨烯修饰电极以及基于石墨烯材料的生物传感器对DNA、蛋白质等物质的检测广泛见诸报道[4]。

石墨烯在电池中的应用要求与电化学性能研究石墨烯是一种具有单层碳原子构成的二维材料，因其优良的导电性、热传导性和机械性能，在电池领域中具有广泛的应用前景。

石墨烯在电池中的应用主要包括锂离子电池、超级电容器和燃料电池等。

同时，研究石墨烯的电化学性能也是电池领域中的重要课题。

在石墨烯在电池中的应用方面，首先对石墨烯的质量和结构进行要求。

高质量的石墨烯是实现其优良电化学性能的基础，因此制备石墨烯的方法和材料选择十分重要。

传统的制备方法包括机械剥离、化学气相沉积和化学氧化还原等，然而这些方法往往存在着设备昂贵、工艺复杂和低产率的问题。

因此，寻找新的高效制备石墨烯的方法是一个研究热点。

同时，控制石墨烯的结构也是提高其电池性能的关键。

石墨烯的层数、形状和缺陷等结构特征都会影响其电化学性能，因此在石墨烯的制备过程中需要精确控制其结构。

其次，对石墨烯在电池中的性能进行要求。

石墨烯的优良导电性能使其成为一种理想的电极材料。

在锂离子电池中，石墨烯可以作为负极材料，具有高容量、长循环寿命和较低的电化学反应动力学等优势。

在超级电容器中，石墨烯的高表面积和优良导电性能有助于提高能量密度和功率密度。

在燃料电池中，石墨烯可以作为催化剂载体，提高催化剂的活性和稳定性。

因此，石墨烯在电池中的性能要求包括较高的比容量、良好的循环寿命和较低的电化学反应动力学。

最后，研究石墨烯的电化学性能是提高其在电池中应用的关键。

石墨烯的电化学性能主要包括离子和电子传导性能、比电容/容量和循环稳定性等。

离子和电子传导性能是石墨烯在电池中发挥优良性能的基础，可以通过表面修饰和组装等方法来提高。

比电容/容量是评价电池性能的重要指标，可以通过控制石墨烯的结构和表面官能团等方法来实现。

循环稳定性是评价电池循环寿命的主要指标，可以通过控制石墨烯的缺陷和结构稳定性等方法来提高。

综上所述，石墨烯在电池中的应用要求和电化学性能研究是电池领域中的热点课题。

通过对石墨烯质量和结构的精确控制，进一步研究石墨烯的电化学性能，有望实现石墨烯在电池领域中的广泛应用，为推动电池技术的发展做出重要贡献。