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一步法制备与表征多重纳米复合物及其电化学性质研究

2020-12-16阅读(665)

一步法制备与表征多重纳米复合物及其电化学性质研究

论文摘要

纳米复合材料由于其具有不同于单个组分的物理和化学性质而成为研究热点。尤其是其在催化、生物传感、表面增强拉曼等分析检测方面有广泛的应用前景。导电聚合物和贵金属的复合材料由于具有独特的结构及其光、电、磁等独特性质,使它在能源、信息、光电子器件、化学和生物传感器、电磁屏蔽、隐身技术以及金属腐蚀防护等领域具有广阔的应用前景。普鲁士蓝具有优良的电化学可逆性,高度的稳定性,容易制备,且制备成本低等优点被广泛用于电化学的电极修饰材料。它作为电子传递的良好媒介,可降低氧化还原物质特别是过氧化物电化学反应的过电位。本论文基于导电聚合物和贵金属复合材料特殊的性质以及普鲁士蓝的电催化活性而展开研究,主要包括以下内容:1.简要地叙述了纳米材料的特性、制备、应用以及纳米复合材料等,主要介绍了导电聚吡咯、聚苯胺、纳米金、纳米应的制备及其纳米复合物,,对普鲁士蓝也做了简要的介绍。2.通过一步法成功地在水溶液中合成了以纳米金为核,PPy和PB为壳的Au-PPy/PB核-壳多重纳米复合物和PANI和PB为壳的Au-PANI/PB核-壳多重纳米复合物;并提出了可能的反应机理,通过XRD, FTIR, UV-vis,EDS,TEM等技术对这几种多重纳米复合物进行了表征。对其制备的条件也进行了选择和优化,并将Au-PPy/PB核-壳多重纳米复合物修饰于电极上,研究了其电化学性质及电催化性能。核-壳多重纳米复合物修饰电极对过氧化氢和L-半胱氨酸有快的响应、高的灵敏度和检测限、而且稳定性和重现性很好。3.同样,通过一步法合成了以纳米银为核,PPy和PB为壳的Ag-PPy/PB核-壳多重纳米复合物,这进一步说明一步法合成导电聚合物/贵金属纳米颗粒/PB具有一定的普适性。合成的Ag-PPy/PB同样对过氧化氢有很好的响应。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 第一章 绪论
  • 1.1 纳米材料
  • 1.1.1 纳米材料简介
  • 1.1.2 纳米材料的特性
  • 1.1.3 纳米材料的制备
  • 1.1.4 纳米复合材料
  • 1.2 导电聚合物
  • 1.2.1 导电聚合物简介
  • 1.2.2 导电聚苯胺
  • 1.2.3 导电聚吡咯
  • 1.3 金属纳米材料
  • 1.3.1 纳米金
  • 1.3.2 纳米银
  • 1.4 普鲁士蓝简介
  • 1.5 论文的整体构想及研究内容
  • 参考文献
  • 第二章 一步制备及表征金-聚吡咯
  • 2.1 引言
  • 2.2 实验部分
  • 2.2.1 试剂与仪器
  • 2.2.2 一步制备Au-PPy/PB 核-壳多重纳米复合物
  • 2.2.3 基底电极的处理
  • 2.2.4 Au-PPy/PB 核-壳多重纳米复合物修饰电极的制备
  • 2.2.5 修饰电极的电化学测量
  • 2.3 实验结果分析与讨论
  • 2.3.1 Au-PPy/PB 核-壳多重纳米复合物一步制备原理
  • 2.3.2 Au-PPy/PB 核-壳多重纳米复合物的表征
  • 2.3.3 影响Au-PPy/PB 核-壳多重纳米复合物形貌的因素
  • 2.3.4 循环伏安法表征Au-PPy/PB/GCE
  • 2.3.5 交流阻抗法表征Au-PPy/PB/GCE
  • 2.3.6 Au-PPy/PB/GCE 的电化学性质
  • 2.3.7 Au-PPy/PB/GCE 电催化行为
  • 2.4 结论
  • 参考文献
  • 第三章 一步制备及表征金-聚苯胺
  • 3.1 引言
  • 3.2 实验部分
  • 3.2.1 试剂与仪器
  • 3.2.2 一步制备Au-PANI/PB 核-壳多重纳米复合物
  • 3.2.3 Au-PANI/PB 修饰玻碳电极（GCE）的制备
  • 3.3 实验结果分析与讨论
  • 3.3.1 Au-PANI/PB 核-壳多重纳米复合物一步制备原理
  • 3.3.2 Au-PANI/PB 核-壳多重纳米复合物的红外光谱表征
  • 3.3.3 Au-PANI/PB 核-壳多重纳米复合物的紫外光谱表征
  • 3.3.4 Au-PANI/PB 核-壳多重纳米复合物的透射电镜图
  • 3.3.5 Au-PANI/PB 核-壳多重纳米复合物修饰GCE 的电化学性质
  • 3.3.6 Au-PANI/PB/GCE 在不同pH 值的PBS 缓冲溶液中的稳定性
  • 3.3.7 扫速对Au- PANI /PB/GCE 氧化还原峰电流的影响
  • 2O2 的电催化行为'>3.3.8 Au-PANI/PB/GCE 对H2O2的电催化行为
  • 3.4 小结
  • 参考文献
  • 第四章 一步制备及表征银-聚吡咯
  • 4.1 引言
  • 4.2 实验部分
  • 4.2.1 试剂与仪器
  • 4.2.2 一步制备Ag-PPy/PB 核-壳多重纳米复合物
  • 4.2.3 Ag-PPy /PB 修饰玻碳电极（GCE）的制备
  • 4.3 实验结果分析与讨论
  • 4.3.1 Ag-PPy /PB 核-壳多重纳米复合物一步制备原理
  • 4.3.2 Ag-PPy /PB 核-壳多重纳米复合物的红外光谱表征
  • 4.3.3 Ag-PPy /PB 核-壳多重纳米复合物的XRD 表征
  • 4.3.5 Ag-PPy /PB 核-壳多重纳米复合物的扫描电子显微镜表征
  • 4.3.6 Ag-PPy /PB/GCE 在PBS 缓冲溶液中的循环伏安表征
  • 4.3.7 Ag-PPy /PB/GCE 在不同pH 值的PBS 缓冲溶液中的稳定性
  • 2O2 的电催化行为'>4.3.8 Ag-PPy/PB/GCE 对H2O2的电催化行为
  • 4.4 小结
  • 参考文献
  • 硕士期间论文发表及科研情况
  • 致谢

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