GQD驱动的纳米碳材料的自组装及电化学性能
[Abstract]:Graphene, carbon nanotubes and other nano-carbon materials exhibit a wide application prospect in the field of electrochemical catalysis and electrochemical energy storage due to their excellent electrochemical properties. However, the nano-carbon materials such as graphene and carbon nano-tubes are easy to collect and have no active functional groups on the surface and are difficult to compound with other materials, thus becoming the bottleneck problem of the practical application of the nano-carbon material. According to the problem, the graphene quantum dot (GQD) modified nano-carbon material is designed, so that the dispersion property of the nano-carbon material can be improved, The bonding sites of polyaniline and the like are used to achieve the purpose of controlling the microstructure of the composite material. In addition, as a novel nano-carbon material, GQD does not damage the conductivity and electrochemical stability of nano-carbon materials such as graphene and carbon nanotubes. Therefore, using GQD modified nano-carbon material is a new way to realize the controllable preparation of nano-carbon composite material. The main contents are as follows: (1) a graphene quantum dot (GQD) functionalized modified multi-wall carbon nano tube (MWNT) is adopted to prepare a dispersed uniform multi-wall carbon nano tube/ graphene quantum dot (MWNT/ GQD) aqueous solution, and then the Ag + and the Ag + are uniformly adsorbed on the surface of the GQD surface, An MWNT/ GQD/ Ag/ Ni (OH) _ 2 nanocomposite was obtained by hydrothermal reaction under alkaline condition to produce Ni (OH) _ 2, simultaneous reduction of oxygen-containing functional groups and Ag + on the surface of GQD. Electrochemical detection results show that the modified glassy carbon electrode can effectively catalyze the enzyme-free electrochemical oxidation of glucose. The results show that the electrochemical performance of MWNT/ GQD/ Ag/ Ni (OH) _ 2 nanocomposite is the best when the content of Ag and Ni accounts for 80wt% of MWNT. The glassy carbon electrode modified by the nano composite material can effectively detect glucose in the range of 5. 0-10-7mol/ L-2-10-4 mol/ L, and the detection limit is 2-10-7mol/ L. The modified electrode has a unique electrochemical recognition effect on glucose relative to ascorbic acid, hydrogen peroxide, NiNi3 and dopamine. (2) Reduction of graphene oxide (rGO), graphene quantum dots (GQD) and PANI (PANI) were prepared by thermal reduction method, mixed acid stripping carbon fiber method and chemical oxidation method respectively. RGO/ GQD/ PANI ternary composite powder material was prepared with rGO and PANI as raw materials with GQD as the linker, and the capacitance properties of the composites were investigated by constant flow charge and discharge experiments. When the mass ratio of graphene to polyaniline is 1: 1, the rGO/ GQD/ PANI nano composite material obtained by the mass ratio of graphene to polyaniline is 1: 1 has the optimal capacitance performance, and the specific capacitance can reach 324F/ g, Compared with the pure component PANI, the specific capacitance 194F/ g is greatly improved; after 1000 charge and discharge cycles, the rGO/ GQD/ PANI nano composite material is only 19% higher than the capacitance loss, and the specific capacitance loss of the pure PANI is 68% higher than that of the pure PANI. (3) The rGO/ GQD/ PANI layer self-assembled film with uniform structure was prepared by layer-by-layer self-assembly method with rGO/ GQD and PANI dispersion as the pre-assembly. Electrochemical detection results show that rGO/ GQD/ PANI layer self-assembled membrane modified tin oxide (ITO) electrode can effectively catalyze the electrochemical reduction of hydrogen peroxide in neutral aqueous solution. The time-current experiment proves that the rGO/ GQD/ PANI layer self-assembled film/ ITO electrode can effectively detect the concentration of hydrogen peroxide in the aqueous solution, and the detection linear range is 5. 0-10-7 mol/ L-4, 10-5mol/ L, and the linear correlation coefficient is 0. 99. Under the same conditions, the electrode has no electrochemical response to ascorbic acid, glucose, NiNip, dopamine and the like, and indicates that the rGO/ GQD/ PANI layer-by-layer self-assembled membrane/ ITO electrode is a good electrochemical recognition and detection device for hydrogen peroxide.
【学位授予单位】:西安工业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:O613.71;TB383.1
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,本文编号:2300745
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