生物质薯蓣衍生的碳纳米气凝胶制备及其在电化学中的应用研究

发布时间：2022-02-23 03:44

　　随着不可再生能源的不断消耗和随之带来的环境污染问题日益加深,研究者们对于清洁能源的关注度逐渐增加。乙醇,作为一种可再生能源,其衍生出的新型能源产物,创造出了较好的经济效益。例如,乙醇汽油,是目前世界上可再生能源的发展重点。过去的二十年中,直接利用乙醇作为能源形式的科学研究呈指数增长。除此之外,由乙醇衍生出的其他形式的新能源装置,如生物燃料电池（BFCs）,也是科学研究的热点对象之一。酶生物燃料电池（EBFCs）作为BFCs的一种,是直接或间接地利用酶,在电化学催化下进行氧化还原反应,将化学能转换为电能的一种绿色新能源装置。另一方面,对乙醇分子的精准检测,在法医科学、临床分析等其他工业领域显得尤为重要。碳纳米材料,由于其良好的导电性和生物相容性,已被广泛应用于许多电化学领域,如电化学传感器、BFCs等。随着先进纳米技术和方法的普及,具有各种纳米结构的碳材料,尤其是以生物质为前驱体制备的碳纳米材料,由于其对环境友好、来源广、成本低廉等优点,成为了当下可持续发展理念中的研究热点。本文合成了环境友好的、基于生物质的三维碳纳米气凝胶材料,并将这种气凝胶作为电极的修饰材料,制备了基于乙醇氧化酶（A... 

【文章来源】：东北师范大学吉林省211工程院校教育部直属院校

【文章页数】：51 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 前言
    1.1 生物质概述
    1.2 生物质衍生的气凝胶
        1.2.1 气凝胶的定义
        1.2.2 气凝胶的制备
        1.2.3 气凝胶的分类
        1.2.4 可以衍生为气凝胶的生物质及气凝胶合成方法
    1.3 论文选题意义和目的
第二章 生物质薯蓣衍生的碳纳米气凝胶的制备及其在基于乙醇氧化酶的生物燃料电池中的应用
    2.1 前言
    2.2 实验部分
        2.2.1 材料与试剂
        2.2.2 实验装置及测量方法
        2.2.3 薯蓣衍生的碳纳米气凝胶（DCAs）的制备
        2.2.4 基于DCAs的生物阳极和生物阴极的制备
    2.3 结果与讨论
        2.3.1 DCAs的表征
        2.3.2 基于DCAs的生物阳极的电催化行为
        2.3.3 基于DCAs的生物阴极的电催化行为
        2.3.4 生物燃料电池的性能
    2.4 小结
第三章 生物质薯蓣衍生的碳纳米气凝胶的制备及其在基于乙醇氧化酶的电化学生物传感器中的应用
    3.1 前言
    3.2 实验部分
        3.2.1 材料与试剂
        3.2.2 实验装置及测量方法
        3.2.3 薯蓣衍生的碳纳米气凝胶（DCAs）的制备
        3.2.4 基于DCAs的乙醇电化学生物传感器的制备
        3.2.5 AOD/DCAs/SPE的选择性测试
        3.2.6 对人类受试者酒后唾液中乙醇含量的监测
        3.2.7 乙醇的药代动力学分析
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 AOD/DCAs/SPE和AOD/CNTs/SPE的电催化行为
        3.3.2 乙醇的电化学表征
        3.3.3 实际样品中乙醇的含量分析
        3.3.4 各种现实的饮酒情况研究：饮酒后人唾液中乙醇的随时间的浓度变化
            3.3.4.1 正常现实情况下的饮酒量研究
            3.3.4.2 现实生活中不同的饮酒情况研究：饮酒前和饮酒后
    3.4 小结
第四章 总结与展望
参考文献
致谢
在学期间公开发表论文及著作情况



本文编号：3640803