石墨烯/金属纳米复合电化学传感材料的构筑与应用研究

发布时间：2022-10-29 22:11

　　石墨烯具有独特的光学、电学、力学特性以及化学稳定性,被广泛应用于电化学传感器、电催化剂、超级电容器、锂离子电池以及催化领域。近年来,石墨烯与金属纳米材料的复合成为材料领域的研究热点,这种杂合不仅结合了两种材料的各自优势,而且能够通过两者的电化学协同作用,使复合材料的电子传导性、电解质传输速度和催化活性等性能显著升。目前使用的石墨烯材料包括几微米到几十个微米的普通石墨烯片和几个纳米的纳米石墨烯,其主要面临着片大阻挡电子传递和小尺寸导电性差的问题。针对主要存在的科学问题,本课题开发了新型石墨烯材料,通过石墨烯与纳米材料的巧妙结合,实现电化学性能的显著升,以满足不同应用的需求。构建2D石墨烯的3D化,并设计合成多孔花瓣状F-Fe₂O₃作为复合组分,最终采用多重凝胶的方法实现F-Fe₂O₃与石墨烯的自组装,合成出F-Fe₂O₃@MGA复合物。通过调节反应介质和聚乙烯吡咯烷酮的模板作用合成出多孔花瓣状F-Fe₂O₃。运用超... 

【文章页数】：88 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
符号说明
第一章 绪论
    1.1 石墨烯的研究与应用
        1.1.1 石墨烯的制备
        1.1.2 石墨烯改性
        1.1.3 石墨烯的现状及未来前景
    1.2 石墨烯/金属纳米复合材料
        1.2.1 石墨烯/金属纳米复合材料的复合工艺
        1.2.2 石墨烯/金属纳米复合材料的应用
    1.3 立题依据和研究意义
    1.4 拟开展的工作
第二章 石墨烯多重凝胶/氧化铁复合电极材料的构筑及电化学性能研究
    2.1 引言
    2.2 实验部分
        2.2.1 实验药品及仪器
        2.2.2 F-Fe_2O_3@MGA的制备与表征
        2.2.3 电化学性能测试
    2.3 结果与讨论
        2.3.1 F-Fe_2O_3的合成机理及表征
        2.3.2 F-Fe_2O_3@MGA的表征分析
        2.3.3 F-Fe_2O_3@MGA的电化学性能分析
    2.4 本章结论
第三章 纳米石墨烯/硫化镍钴复合材料的制备及电化学性能研究
    3.1 引言
    3.2 实验部分
        3.2.1 实验药品及仪器
        3.2.2 NiCo_2S_4/Trp-NG复合材料的制备和表征
        3.2.3 电化学性能测试
    3.3 实验结果与讨论
        3.3.1 NiCo_2S_4电极材料的合成与表征
        3.3.2 NiCo_2S_4/Trp-NG复合电极材料的表征
        3.3.3 NiCo_2S_4/Trp-NG的电化学性能分析
    3.4 本章结论
第四章 纳米石墨烯/硫化镍钴复合材料在葡萄糖传感器上的应用
    4.1 引言
    4.2 实验部分
        4.2.1 实验药品及仪器
        4.2.2 葡萄糖传感器的制备
        4.2.3 电化学测试
    4.3 结果与讨论
        4.3.1 NiCo_2S_4/Trp-NG的交流阻抗分析
        4.3.2 NiCo_2S_4/Trp-NG的电催化性能分析
        4.3.3 NiCo_2S_4/Trp-NG的动力学分析
        4.3.4 NiCo_2S_4/Trp-NG传感器对于葡萄糖的响应
        4.3.5 NiCo_2S_4/Trp-NG的分析特性
        4.3.6 NiCo_2S_4/Trp-NG传感器的稳定性和重现性
    4.4 实际生物样品中葡萄糖的检测
    4.5 本章结论
第五章 纳米石墨烯/四氧化三钴复合电极材料的制备及在对苯二酚传感器上的应用
    5.1 引言
    5.2 实验部分
        5.2.1 实验药品及仪器
        5.2.2 Co_3O_4-His-NG的合成和表征
        5.2.3 电化学性能测试
    5.3 实验结果与讨论
        5.3.1 Co_3O_4-His-NG的合成机理分析
        5.3.2 Co_3O_4-His-NG的表征分析
        5.3.3 Co_3O_4-His-NG的电化学性能研究
        5.3.4 Co_3O_4-His-NG对对苯二酚的电化学响应
        5.3.5 Co_3O_4-His-NG传感器的分析特性
        5.3.6 Co_3O_4-His-NG传感器重现性、稳定性和干扰性测定
    5.4 实际环境水样中对苯二酚的检测
    5.5 本章结论
第六章 主要结论与展望
    6.1 主要结论
    6.2 展望
致谢
参考文献
附录：作者在攻读硕士学位期间发表的论文


【参考文献】：
期刊论文
[1]CuS/RGO hybrid by one-pot hydrothermal method for efficient electrochemical sensing of hydrogen peroxide[J]. Wei Liu,Chaojun Lei,Hongxiu Zhang,Xiaolin Wu,Qing Jia,Denghong He,Bin Yang,Zhongjian Li,Yang Hou,Lecheng Lei,Xingwang Zhang.  Chinese Chemical Letters. 2017(06)
[2]Scalable self-propagating high-temperature synthesis of graphene for supercapacitors with superior power density and cyclic stability[J].   Science Foundation in China. 2017(01)
[3]组氨酸功能化石墨烯量子点@纳米硅负极材料的制备及电化学性能研究[J]. 孔丽娟,周晓燕,范赛英,李在均,顾志国.  化学学报. 2016(07)
[4]超级电容器用石墨烯/金属氧化物复合材料[J]. 李丹,刘玉荣,林保平,孙莹,杨洪,张雪勤.  化学进展. 2015(04)



本文编号：3698508