氧化亚铜—碳纳米管复合纳米材料的制备及应用于超级电容器和生物传感器
发布时间：2021-04-22 23:19
铜基氧化物具有低成本、环境友好、电化学性能优异等优点,使得其成为超级电容器和生物传感器应用中非常有前景的电极材料。但是传统的铜氧化物超级电容器和葡萄糖传感器在实际应用中仍存在导电性差的缺陷,限制了其电容和传感性能。本论文采用离子液体辅助溅射沉积一步法制备氧化亚铜-碳纳米管复合材料,在超级电容器和生物传感器领域中表现出了非常优异的性能。主要工作包括以下方面:一、本文运用一步离子液体辅助溅射沉积法制备出了氧化亚铜-碳纳米管复合纳米材料（Cu2O-MWCNTs）。此方法区别于传统的化学方法制备金属纳米颗粒,制备过程中避免了表面活性剂、聚合物等稳定剂的引入,并且无需对碳纳米管进行表面处理或修饰,操作简单高效,通过优化制备条件,获得最优合成条件,即采用1-丁基-3甲基咪唑四氟硼酸盐（BmimBF4）离子液体、加热温度为250℃搅拌2 h,获得直尺寸小（9 nm）、尺寸均一、结晶性好的氧化亚铜纳米颗粒并高负载量、均匀地负载在碳纳米管上形成氧化亚铜-碳纳米管复合纳米材料。（2）将合成的Cu2O-MWCNTs复合材...
【文章来源】：苏州大学江苏省
【文章页数】：82 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
中文摘要
abstract
第一章 绪论
引言
1.1 金属氧化物纳米颗粒概述
1.1.1 金属氧化物纳米颗粒的性质
1.1.2 金属氧化物纳米颗粒的制备
1.2 碳材料负载金属氧化物纳米颗粒的研究现状
1.2.1 碳材料负载金属氧化物纳米材料应用于储能器件
1.2.2 碳材料负载金属氧化物纳米材料应用于电化学传感器
1.2.3 碳材料负载金属氧化物纳米材料应用于催化
1.3 本论文的研究意义和主要工作
参考文献
第二章 实验设备与表征手段
2.1 材料合成设备
2.1.1 真空直流磁控溅射镀膜仪
2.2 材料表征设备
2.2.1 透射电子显微镜
2.2.2 X射线粉末衍射
2.2.3 X射线光电子能谱
2.2.4 X射线吸收光谱
2.2.5 拉曼光谱
2.2.6 电化学工作站
2.3 本章小结
参考文献
第三章 氧化亚铜-碳纳米管复合材料的制备及表征
3.1 引言
3.2 离子液体概述
3.2.1 离子液体的定义、组成与种类
3.2.2 离子液体的合成方法
3.2.3 离子液体的性质及应用
3.3 溅射法制备氧化亚铜纳米颗粒-碳纳米管复合材料
3.3.1 实验原料
3.3.2 制备过程
3.4 金属纳米颗粒负载在碳纳米管上的机理
3.5 氧化亚铜纳米颗粒-碳纳米管复合材料的参数优化
3.5.1 不同类型离子液体合成的复合材料的形貌表征
3.5.2 不同搅拌温度合成的复合材料的形貌表征
3.6 最优条件下合成复合材料形貌与结构表征
3.7 本章小结
参考文献
第四章 氧化亚铜-碳纳米管材料应用于超级电容器
4.1 引言
4.2 超级电容器概述
4.2.1 超级电容器的研究背景
4.2.2 超级电容器的储能机理
4.2.3 金属氧化物电极材料
4.3 实验部分
4.3.1 实验步骤
4.3.2 计算方法
4.4 结果与讨论
4.4.1 碳纳米管的电容性能研究
4.4.2 氧化亚铜纳米颗粒－碳纳米管复合材料的电容性能研究
4.4.3 氧空位对电容性能提升探究
4.4.4 非对称电容器组装及电容性能研究
4.4.5 非对称电容器的功率与能量密度
4.5 本章小结
参考文献
第五章 氧化亚铜纳米颗粒-碳纳米管复合材料应用于无酶葡萄糖生物传感
5.1 引言
5.2 葡萄糖传感器概述
5.2.1 葡萄糖传感器的研究背景
5.2.2 铜基纳米材料在无酶葡萄糖检测中的应用
5.3 实验部分
5.3.1 实验步骤
5.3.2 测试方法
5.4 结果与讨论
5.4.1 不同葡萄糖浓度下循环伏安行为及最佳工作电位的研究
5.4.2 无酶葡萄糖检测的计时-电流响应性能
5.4.3 传感器的选择性和稳定性
5.5 本章小结
参考文献
第六章 全文总结
攻读硕士学位期间本人发表的论文
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]多孔Cu2O纳米材料的电化学性能研究[J]. 张维强,李宏林. 广州化工. 2020(20)
本文编号：3154634
【文章来源】：苏州大学江苏省
【文章页数】：82 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
中文摘要
abstract
第一章 绪论
引言
1.1 金属氧化物纳米颗粒概述
1.1.1 金属氧化物纳米颗粒的性质
1.1.2 金属氧化物纳米颗粒的制备
1.2 碳材料负载金属氧化物纳米颗粒的研究现状
1.2.1 碳材料负载金属氧化物纳米材料应用于储能器件
1.2.2 碳材料负载金属氧化物纳米材料应用于电化学传感器
1.2.3 碳材料负载金属氧化物纳米材料应用于催化
1.3 本论文的研究意义和主要工作
参考文献
第二章 实验设备与表征手段
2.1 材料合成设备
2.1.1 真空直流磁控溅射镀膜仪
2.2 材料表征设备
2.2.1 透射电子显微镜
2.2.2 X射线粉末衍射
2.2.3 X射线光电子能谱
2.2.4 X射线吸收光谱
2.2.5 拉曼光谱
2.2.6 电化学工作站
2.3 本章小结
参考文献
第三章 氧化亚铜-碳纳米管复合材料的制备及表征
3.1 引言
3.2 离子液体概述
3.2.1 离子液体的定义、组成与种类
3.2.2 离子液体的合成方法
3.2.3 离子液体的性质及应用
3.3 溅射法制备氧化亚铜纳米颗粒-碳纳米管复合材料
3.3.1 实验原料
3.3.2 制备过程
3.4 金属纳米颗粒负载在碳纳米管上的机理
3.5 氧化亚铜纳米颗粒-碳纳米管复合材料的参数优化
3.5.1 不同类型离子液体合成的复合材料的形貌表征
3.5.2 不同搅拌温度合成的复合材料的形貌表征
3.6 最优条件下合成复合材料形貌与结构表征
3.7 本章小结
参考文献
第四章 氧化亚铜-碳纳米管材料应用于超级电容器
4.1 引言
4.2 超级电容器概述
4.2.1 超级电容器的研究背景
4.2.2 超级电容器的储能机理
4.2.3 金属氧化物电极材料
4.3 实验部分
4.3.1 实验步骤
4.3.2 计算方法
4.4 结果与讨论
4.4.1 碳纳米管的电容性能研究
4.4.2 氧化亚铜纳米颗粒－碳纳米管复合材料的电容性能研究
4.4.3 氧空位对电容性能提升探究
4.4.4 非对称电容器组装及电容性能研究
4.4.5 非对称电容器的功率与能量密度
4.5 本章小结
参考文献
第五章 氧化亚铜纳米颗粒-碳纳米管复合材料应用于无酶葡萄糖生物传感
5.1 引言
5.2 葡萄糖传感器概述
5.2.1 葡萄糖传感器的研究背景
5.2.2 铜基纳米材料在无酶葡萄糖检测中的应用
5.3 实验部分
5.3.1 实验步骤
5.3.2 测试方法
5.4 结果与讨论
5.4.1 不同葡萄糖浓度下循环伏安行为及最佳工作电位的研究
5.4.2 无酶葡萄糖检测的计时-电流响应性能
5.4.3 传感器的选择性和稳定性
5.5 本章小结
参考文献
第六章 全文总结
攻读硕士学位期间本人发表的论文
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]多孔Cu2O纳米材料的电化学性能研究[J]. 张维强,李宏林. 广州化工. 2020(20)
本文编号：3154634
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/cailiaohuaxuelunwen/3154634.html
