双金属复合物微纳米材料的制备及其电化学性能的研究
发布时间：2021-10-21 05:36
双金属复合物微纳米材料具有很多特点,如丰富多彩的微观结构,高比表面积,良好的导电性,特色的相互协同作用等,可作为电化学能量存储材料、电催化材料、光催化材料、电分析检测材料等,被广泛应用于锂离子电池、电分析检测技术、电催化水分解、无酶葡萄糖传感器和其他新兴领域。因此,采用简单、可控和绿色的方法,制备各种低成本的双金属复合物功能微纳米材料,具有重要意义。本论文主要采用电化学法、连续离子层吸附反应法和光化学还原法快速制备了几种双金属复合物微纳米材料,用扫描电子显微镜、透射电子显微镜、X-射线粉末衍射仪以及X射线光电子能谱对所制备的双金属复合物微纳米材料进行了表征,将其应用于无酶葡萄糖传感和电催化分解水。具体内容如下:1.通过电化学方法,制备了由米粒状Cu/Ni（OH）2纳米粒子紧密堆积而成的层状微片新型复合薄膜材料。在2 mol dm-3 NaOH溶液中施加方波电势脉冲（5 Hz,0.2 V～-1.7 V,相对于饱和硫酸亚汞SMSE电极）处理光滑的Cu-Ni-Zn圆盘电极,可在短时间内（1500 s）制备上述微纳米复合材料。Cu-Ni-Zn电极表面...
【文章来源】：湖南师范大学湖南省 211工程院校
【文章页数】：81 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
合成Ni-Fe双金属基复合物纳米空心笼示意图及形貌图[13]
双金属复合物微纳米材料的制备及其电化学性能的研究6光沉积方法，可以将亚纳米级的过渡金属簇M（Fe，Co和Ni）加载到二维超薄TiO2纳米片上；Dessal等[19]通过将不同类型的TiO2在Pt的前驱体溶液中湿润浸渍，然后进行氧化和/或还原热处理来制备一系列Pt/TiO2光催化剂；Gu等[20]通过胶体晶体模板法成功地合成了Pt负在三维有序大孔WO3材料，与表面上的Pt团簇相比，WO3上分散的原子Pt（II）可以增加了活性位点的数量，并降低了活化能，从而实现了三乙胺的高效氧化和高灵敏度检测。图1-3胶体晶体模板法制备Pt/WO3纳米复合物以及实验程序的示意图[20]其中，电化学法是我们制备金属基纳米材料的最常用的方法，具有简单、快速、高效等优点。在液相介质中，通过不同的电化学技术给体系施加变化或一定的电势或电流，使物质发生电化学氧化、还原或者氧化还原反应，从而制备得到微/纳米金属材料。常利用的电化学方法有恒电势/电流沉积法、方波脉冲法、阴极气泡模板法、阳极电势阶跃法、氧化还原循环伏安法等。我们课题组在利用电化学方法得到金属基复合物微纳米材料方面也做了很多研究。邓炎平等[21]利用阳极电势阶跃法在HCl介质中快速制备三维纳米多孔金膜电极，并作为活性基底用于负载其他的纳米材料，如郭满满等[22]在此活性基底上通过两步电化学法就可得到Ni(OH)2层包覆纳米多孔金膜的无酶电化学葡萄糖传感器；我们还把这种方法扩展到Au基合金电极上，裴苑娇等[23]使用该策略在Au80Sn20合金上快速制备出具有大表面积的纳米多孔金膜（HNPG），获得
双金属复合物微纳米材料的制备及其电化学性能的研究7的SnO2/HNPG/AuSn一体化复合电极具有高度粗糙的表面，在碱性电解质中显示出优异的葡萄糖氧化电化学性能。图1-4电化学阳极氧化-歧化法制备SnO2/HNPG/AuSn和NPG/Au电极的示意图[23]。其他的电化学法在文献中也被广泛报道，如Li等[24]开发了一种双阴极液体等离子体放电方法，在泡沫镍上制作了三维（3D）巢状面内外延结构电极，经退火处理后得到三维的CuO-NiO/NF电极，并且其具有出色的OER性能。1.4双金属复合物微纳米材料的应用尽管人造产品中存在纳米技术至少可以追溯到青铜时代开始，但过去40年来的进步和发现为纳米级材料提供了更多的启示。双金属复合物微纳米材料由于具有尺寸孝高的比表面积、良好的导电性和特色的协同作用等特点，同时鉴于其具有许多有利的结构特征，进而已经被证明可作为电化学能量存储材料、电催化材料、光催化材料、电分析检测材料等等[25-32]。例如在超级电容器、锂离子电池、电催化水分解、无酶葡萄糖传感器和其他新兴领域发挥着不可替代的作用。下面将主要介绍与本论文相关的双金属复合物微纳米材料在无酶葡萄糖传感器和电催化分解水方面的应用。1.4.1无酶葡萄糖检测葡萄糖是生物体内新陈代谢必不可少的营养元素，它发生氧化反应释放的热量是人类生活活动的重要能源[33-34]。血糖水平过高会引发一系列疾病，其中糖尿病是一种广泛的疾病，治疗糖尿病的目的是将血液中的葡萄糖浓度维持在4.4-6.6
【参考文献】：
期刊论文
[1]A CuNi/C Nanosheet Array Based on a Metal–Organic Framework Derivate as a Supersensitive Non-Enzymatic Glucose Sensor[J]. Li Zhang,Chen Ye,Xu Li,Yaru Ding,Hongbo Liang,Guangyu Zhao,Yan Wang. Nano-Micro Letters. 2018(02)
本文编号：3448352
【文章来源】：湖南师范大学湖南省 211工程院校
【文章页数】：81 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
合成Ni-Fe双金属基复合物纳米空心笼示意图及形貌图[13]
双金属复合物微纳米材料的制备及其电化学性能的研究6光沉积方法，可以将亚纳米级的过渡金属簇M（Fe，Co和Ni）加载到二维超薄TiO2纳米片上；Dessal等[19]通过将不同类型的TiO2在Pt的前驱体溶液中湿润浸渍，然后进行氧化和/或还原热处理来制备一系列Pt/TiO2光催化剂；Gu等[20]通过胶体晶体模板法成功地合成了Pt负在三维有序大孔WO3材料，与表面上的Pt团簇相比，WO3上分散的原子Pt（II）可以增加了活性位点的数量，并降低了活化能，从而实现了三乙胺的高效氧化和高灵敏度检测。图1-3胶体晶体模板法制备Pt/WO3纳米复合物以及实验程序的示意图[20]其中，电化学法是我们制备金属基纳米材料的最常用的方法，具有简单、快速、高效等优点。在液相介质中，通过不同的电化学技术给体系施加变化或一定的电势或电流，使物质发生电化学氧化、还原或者氧化还原反应，从而制备得到微/纳米金属材料。常利用的电化学方法有恒电势/电流沉积法、方波脉冲法、阴极气泡模板法、阳极电势阶跃法、氧化还原循环伏安法等。我们课题组在利用电化学方法得到金属基复合物微纳米材料方面也做了很多研究。邓炎平等[21]利用阳极电势阶跃法在HCl介质中快速制备三维纳米多孔金膜电极，并作为活性基底用于负载其他的纳米材料，如郭满满等[22]在此活性基底上通过两步电化学法就可得到Ni(OH)2层包覆纳米多孔金膜的无酶电化学葡萄糖传感器；我们还把这种方法扩展到Au基合金电极上，裴苑娇等[23]使用该策略在Au80Sn20合金上快速制备出具有大表面积的纳米多孔金膜（HNPG），获得
双金属复合物微纳米材料的制备及其电化学性能的研究7的SnO2/HNPG/AuSn一体化复合电极具有高度粗糙的表面，在碱性电解质中显示出优异的葡萄糖氧化电化学性能。图1-4电化学阳极氧化-歧化法制备SnO2/HNPG/AuSn和NPG/Au电极的示意图[23]。其他的电化学法在文献中也被广泛报道，如Li等[24]开发了一种双阴极液体等离子体放电方法，在泡沫镍上制作了三维（3D）巢状面内外延结构电极，经退火处理后得到三维的CuO-NiO/NF电极，并且其具有出色的OER性能。1.4双金属复合物微纳米材料的应用尽管人造产品中存在纳米技术至少可以追溯到青铜时代开始，但过去40年来的进步和发现为纳米级材料提供了更多的启示。双金属复合物微纳米材料由于具有尺寸孝高的比表面积、良好的导电性和特色的协同作用等特点，同时鉴于其具有许多有利的结构特征，进而已经被证明可作为电化学能量存储材料、电催化材料、光催化材料、电分析检测材料等等[25-32]。例如在超级电容器、锂离子电池、电催化水分解、无酶葡萄糖传感器和其他新兴领域发挥着不可替代的作用。下面将主要介绍与本论文相关的双金属复合物微纳米材料在无酶葡萄糖传感器和电催化分解水方面的应用。1.4.1无酶葡萄糖检测葡萄糖是生物体内新陈代谢必不可少的营养元素，它发生氧化反应释放的热量是人类生活活动的重要能源[33-34]。血糖水平过高会引发一系列疾病，其中糖尿病是一种广泛的疾病，治疗糖尿病的目的是将血液中的葡萄糖浓度维持在4.4-6.6
【参考文献】：
期刊论文
[1]A CuNi/C Nanosheet Array Based on a Metal–Organic Framework Derivate as a Supersensitive Non-Enzymatic Glucose Sensor[J]. Li Zhang,Chen Ye,Xu Li,Yaru Ding,Hongbo Liang,Guangyu Zhao,Yan Wang. Nano-Micro Letters. 2018(02)
本文编号：3448352
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