费蒙飞:高稳定性复合材料在电化学析氧及检测的应用研究论文

费蒙飞:高稳定性复合材料在电化学析氧及检测的应用研究论文

本文主要研究内容

作者费蒙飞(2019)在《高稳定性复合材料在电化学析氧及检测的应用研究》一文中研究指出:本论文从设计高稳定性析氧及检测电极材料出发,首先以兼具性能优越与价格便宜的镍作为新型高性能析氧电极材料构建的基础材料,深入研究了在镍材料基础上,通过结构设计以及与其他材料结合的方式,增加催化剂稳定性及催化性能的规律,阐述了结构设计与材料选择对析氧催化剂稳定性提高与析氧性能提高的作用机制。其次在此结构设计及性能提高思路基础上,进一步将其应用在电化学检测材料的构建,通过酶与凝胶及电子介体材料结合,使材料检测性能及稳定性能提高,有望实现工厂化生产应用。本论文首先使用水热法合成镍铁双金属纳米花,其次在纳米花基础上掺杂入氮磷杂原子,形成NP-NiFe2O4催化剂。进一步通过超声法在NP-NiFe2O4催化剂外部包裹一层单壁碳纳米管(SWNTs),制备出析氧催化剂NP-NiFe2O4/SWNTs。结合多种表征手段确认了多孔纳米花结构的形成,氮磷杂原子的成功掺杂和碳纳米管的成功包裹。多孔纳米花结构降低传质阻力,氮磷杂原子的掺杂增加活性位点,碳纳米管的包裹增加材料导电性和比表面积。该复合催化剂NP-NiFe2O4/SWNTs在10 mA cm-2时获得过电势为247 mV,塔菲尔斜率为83.6 mV dec-1,并且在1000个循环伏安扫描后催化性能无明显下降。由于上述工作中催化剂合成中所用材料多数难以得到或易造成污染,且合成方法复杂耗时,因此本工作对上述工作加以改进。在金属镍的基础上,选用绿色无污染的漆酶作为结合材料,以原位合成的方式将金属镍与漆酶结合,制备了Laccase-Ni3(PO4)2·8H2O这种无机盐离子-蛋白结构的催化剂。通过EDX mapping确定了金属镍的分布,通过激光共聚焦确定了漆酶的分布。并进一步通过电化学表征证明复合物催化性能比已报道的漆酶复合催化剂性能有了很大提升,同时也为构建新型催化剂提供思路。基于以上稳定电化学材料的构建思路,进一步提高酶材料稳定性,并将其应用于葡萄糖检测,有望实现该高稳定性酶电极的工厂化生产及实际应用。在葡萄糖氧化酶基础上,选择加入铁氰化钾(K3[Fe(CN)6])及聚氧化乙烯(PEO),制备了凝胶状电极材料K3[Fe(CN)6]-GOX。通过电化学检测及激光共聚焦确定材料形貌及葡萄糖氧化酶的分布。并进一步通过电化学检测证明其高效稳定的电化学检测性能。同时该合成方法也可应用于谷氨酸等其他材料高效稳定检测。

Abstract

ben lun wen cong she ji gao wen ding xing xi yang ji jian ce dian ji cai liao chu fa ,shou xian yi jian ju xing neng you yue yu jia ge bian yi de nie zuo wei xin xing gao xing neng xi yang dian ji cai liao gou jian de ji chu cai liao ,shen ru yan jiu le zai nie cai liao ji chu shang ,tong guo jie gou she ji yi ji yu ji ta cai liao jie ge de fang shi ,zeng jia cui hua ji wen ding xing ji cui hua xing neng de gui lv ,chan shu le jie gou she ji yu cai liao shua ze dui xi yang cui hua ji wen ding xing di gao yu xi yang xing neng di gao de zuo yong ji zhi 。ji ci zai ci jie gou she ji ji xing neng di gao sai lu ji chu shang ,jin yi bu jiang ji ying yong zai dian hua xue jian ce cai liao de gou jian ,tong guo mei yu ning jiao ji dian zi jie ti cai liao jie ge ,shi cai liao jian ce xing neng ji wen ding xing neng di gao ,you wang shi xian gong an hua sheng chan ying yong 。ben lun wen shou xian shi yong shui re fa ge cheng nie tie shuang jin shu na mi hua ,ji ci zai na mi hua ji chu shang can za ru dan lin za yuan zi ,xing cheng NP-NiFe2O4cui hua ji 。jin yi bu tong guo chao sheng fa zai NP-NiFe2O4cui hua ji wai bu bao guo yi ceng chan bi tan na mi guan (SWNTs),zhi bei chu xi yang cui hua ji NP-NiFe2O4/SWNTs。jie ge duo chong biao zheng shou duan que ren le duo kong na mi hua jie gou de xing cheng ,dan lin za yuan zi de cheng gong can za he tan na mi guan de cheng gong bao guo 。duo kong na mi hua jie gou jiang di chuan zhi zu li ,dan lin za yuan zi de can za zeng jia huo xing wei dian ,tan na mi guan de bao guo zeng jia cai liao dao dian xing he bi biao mian ji 。gai fu ge cui hua ji NP-NiFe2O4/SWNTszai 10 mA cm-2shi huo de guo dian shi wei 247 mV,da fei er xie lv wei 83.6 mV dec-1,bing ju zai 1000ge xun huan fu an sao miao hou cui hua xing neng mo ming xian xia jiang 。you yu shang shu gong zuo zhong cui hua ji ge cheng zhong suo yong cai liao duo shu nan yi de dao huo yi zao cheng wu ran ,ju ge cheng fang fa fu za hao shi ,yin ci ben gong zuo dui shang shu gong zuo jia yi gai jin 。zai jin shu nie de ji chu shang ,shua yong lu se mo wu ran de qi mei zuo wei jie ge cai liao ,yi yuan wei ge cheng de fang shi jiang jin shu nie yu qi mei jie ge ,zhi bei le Laccase-Ni3(PO4)2·8H2Ozhe chong mo ji yan li zi -dan bai jie gou de cui hua ji 。tong guo EDX mappingque ding le jin shu nie de fen bu ,tong guo ji guang gong ju jiao que ding le qi mei de fen bu 。bing jin yi bu tong guo dian hua xue biao zheng zheng ming fu ge wu cui hua xing neng bi yi bao dao de qi mei fu ge cui hua ji xing neng you le hen da di sheng ,tong shi ye wei gou jian xin xing cui hua ji di gong sai lu 。ji yu yi shang wen ding dian hua xue cai liao de gou jian sai lu ,jin yi bu di gao mei cai liao wen ding xing ,bing jiang ji ying yong yu pu tao tang jian ce ,you wang shi xian gai gao wen ding xing mei dian ji de gong an hua sheng chan ji shi ji ying yong 。zai pu tao tang yang hua mei ji chu shang ,shua ze jia ru tie qing hua jia (K3[Fe(CN)6])ji ju yang hua yi xi (PEO),zhi bei le ning jiao zhuang dian ji cai liao K3[Fe(CN)6]-GOX。tong guo dian hua xue jian ce ji ji guang gong ju jiao que ding cai liao xing mao ji pu tao tang yang hua mei de fen bu 。bing jin yi bu tong guo dian hua xue jian ce zheng ming ji gao xiao wen ding de dian hua xue jian ce xing neng 。tong shi gai ge cheng fang fa ye ke ying yong yu gu an suan deng ji ta cai liao gao xiao wen ding jian ce 。

论文参考文献

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  • 论文详细介绍

    论文作者分别是来自西北大学的费蒙飞,发表于刊物西北大学2019-10-11论文,是一篇关于镍基论文,析氧论文,检测论文,稳定性论文,西北大学2019-10-11论文的文章。本文可供学术参考使用,各位学者可以免费参考阅读下载,文章观点不代表本站观点,资料来自西北大学2019-10-11论文网站,若本站收录的文献无意侵犯了您的著作版权,请联系我们删除。

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