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多孔石墨烯基非贵金属催化剂的制备及其电催化应用研究

发布时间:2018-04-24 01:35

  本文选题:多孔石墨烯 + 氧化铜 ; 参考:《东北师范大学》2016年硕士论文


【摘要】:多孔石墨烯材料由于结构中大量孔的存在,具有更高的比表面积,更多的活性位点也更有利于催化剂的负载,因此金属纳米粒子负载的多孔石墨烯复合材料在电化学领域中也引起了研究者们的极大兴趣。在本论文中,我们采用有效、简单地方法分别制备了以多孔石墨烯为基底,负载了高暴露CuO纳米粒子和MoO_2纳米粒子的杂化材料,并对其在电传感器和电催化方面的应用进行了详细的研究。工作内容主要包括以下两部分:1.通过温和的水热法制备氧化铜负载的多孔石墨烯(CuO/PrGO)纳米复合材料。多孔石墨烯丰富的孔结构有利于氧化铜纳米粒子的分散和暴露,两种材料的协同作用赋予CuO/PrGO优秀的电化学性质。CuO/PrGO对于葡萄糖的电催化氧化表现出高的催化活性,与CuO/rGO的对比实验表明,CuO/PrGO具有更高的灵敏度,更宽的线性范围,更好的稳定性和重现性,并且该复合材料对人血清实际样品的检测也取得了令人满意的结果。以上结果均表明CuO/PrGO纳米复合物在无酶葡萄糖传感器领域有很好的应用前景。2.我们以钼酸铵作为钼源,尿素为还原剂,多孔石墨烯为载体,通过简单快速的一步热解法合成了二氧化钼负载的多孔石墨烯(MoO_2/pGR)纳米材料。通过一系列的电化学测试,证明该复合材料修饰的电极在酸性电解质中表现出高的HER催化活性,具体表现为起始电位低,Tafel斜率小以及长期稳定性好。这些结果也表明MoO_2-pGR复合材料作为一种有效廉价的非贵金属HER催化剂具有十分广泛的应用前景。
[Abstract]:The porous graphene materials have higher specific surface area and more active sites because of the existence of a large number of pores in the structure. Therefore, metal nanoparticles supported porous graphene composites have attracted great interest in electrochemical field. In this thesis, we prepared hybrid materials with high exposure to CuO nanoparticles and MoO_2 nanoparticles on porous graphene substrates by effective and simple methods. Its application in electric sensor and electrocatalysis is studied in detail. The work includes the following two parts: 1. Copper oxide supported porous graphene oxide (CuO / PrGO) nanocomposites were prepared by a mild hydrothermal method. The rich pore structure of porous graphene is conducive to the dispersion and exposure of copper oxide nanoparticles. The synergistic effect of the two materials gives CuO/PrGO excellent electrochemical properties. CuO / PrGO shows high catalytic activity for the electrocatalytic oxidation of glucose. The comparison experiment with CuO/rGO shows that Cuo / PrGO has higher sensitivity, wider linear range, better stability and reproducibility, and satisfactory results have been obtained for the detection of human serum samples by the composite. The above results indicate that CuO/PrGO nanocomposites have a good application prospect in the field of enzymatic glucose sensor. 2. Using ammonium molybdate as molybdenum source, urea as reducing agent and porous graphene as carrier, the porous graphene loaded with molybdenum oxide was synthesized by a simple and rapid one-step pyrolysis method. A series of electrochemical tests showed that the composite modified electrode exhibited high HER catalytic activity in acidic electrolytes, which was characterized by low initial potential, low Tafel slope and good long-term stability. These results also indicate that MoO_2-pGR composites as an effective and inexpensive non-precious metal HER catalyst have a very wide application prospect.
【学位授予单位】:东北师范大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2016
【分类号】:O643.36

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本文编号:1794576

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