钾掺杂石墨烯对污水中亚硝酸根及亚硫酸根的同时测定(3)

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1.2.3 石墨烯的化学制备

化学法制备石墨烯[17]分别是化学气相沉积法，外延生长法和氧化石墨还原法。化学气相沉积法的原理是将一种或多种气态物质导入到一个反应腔内发生化学反应，生成一种新的材料沉积在衬底表面。它是目前应用最广泛的一种大规模工业化制备半导体薄膜材料的技术。化学气相沉积法可满足规模化制备高质量、大面积石墨烯的要求，但现阶段因其较高的成本、复杂的工艺以及精确的控制加工条件制约了这种方法制备石墨烯的发展，有待进一步研究。外延生长法可以得到两种石墨烯：一种是生长在Si层上的石墨烯,由于接触Si层，这种石墨烯的导电性能受到较大影响；另一种是生长在C层上的石墨烯，具有优良的导电能力。两者均受SiC衬底的影响很大。这种方法条件苛刻(高温、高真空)、且制得的石墨烯不易从衬底上分离出来，不能用于大量制造石墨烯。氧化石墨还原法制备石墨烯是将石墨片分散在强氧化性混合酸中，例如浓硝酸和浓硫酸，然后加入高锰酸钾或氯酸钾强等氧化剂氧化得到氧化石墨(GO)水溶胶，再经过超声处理得到氧化石墨烯, 最后通过还原得到石墨烯。这是目前最常用的制备石墨烯的方法。这种方法环保、高效，成本较低，并且能大规模工业化生产。其缺陷在于强氧化剂会严重破坏石墨烯的电子结构以及晶体的完整性，影响电子性质，因而在一定程度上限制了其在精密的微电子领域的应用。文献综述

随着研究的不断深入，石墨烯的优异性能和潜在价值正被逐步发掘，而其在复合材料、纳米器件、储氢材料、量子计算机以及超灵敏传感器等领域也受到了越来越多的关注。当前，石墨烯材料的研究还主要集中在基础研究方面，如何大规模制备石墨烯并且控制其生长区域从而实现石墨烯的图案化生长将是未来的一个研究重点，需要提高或进一步完善现有制备工艺的水平，探索新的制备路径。

1.3 化学改性石墨烯在及其电化学中的应用

石墨烯具有各种无可比拟的优异性能，但单纯的石墨烯由于结构完整，化学稳定性高，其表面呈惰性状态，与其它介质（如溶剂等）的相互作用较弱。并且，各石墨片层之间存在较强的范德华力和静电力等，容易产生聚集，使其在水及常见的有机溶剂中难以分散，从而限制了石墨烯在诸多领域中的应用。因此，许多研究者尝试对石墨烯进行功能化，通过对其进行功能化，制备出修饰后的石墨烯复合纳米材料。修饰后的石墨烯材料最大程度上保留了石墨烯本身的优异的特性，并通过功能化引入其它一些有意义的特性。所谓功能化就是利用石墨烯在制备过程中表面产生的缺陷和基团，通过共价、非共价或掺杂等方法使石墨烯表面的某些性质发生改变，使石墨烯更易于研究和应用。

石墨烯的独特性质使其成为材料科学领域的“明星”材料，其在电子、信息、能源、环境、生物医药和催化等领域具有广阔的应用前景。最近，石墨烯材料在电催化领域的应用受到了极大的关注。石墨烯优异的电化学行为显示石墨烯在电分析中是一种非常有前途的电极材料，能够广泛的应用于电催化和传感领域。来~自^751论+文.网www.751com.cn/

1.4 本论文的主要内容及选题的意义

本研究工作中，我们通过修饰玻碳电极（GCE）以试图发展一个灵敏且选择性的同时测定NO2−和SO32−的伏特程序。对于K掺杂石墨烯修饰的GCE，它显示了一个显著加强的NO2−和SO32−的伏特响应和伏特灵敏度。所有这些来源于K掺杂石墨烯优良的电催化功能，并且首次方便地实现了污水中NO2−和SO32−的同时测定，这在电分析化学中具有良好的应用前景。