銅負(fù)載納米氧化亞銅電極的制備及其在超級(jí)電容器和生物傳感中的應(yīng)用.pdf

1、納米銅氧化物和氫氧化物由于具有理論比電容高、低成本及對(duì)環(huán)境無(wú)污染的特點(diǎn)，成為超級(jí)電容器中非常有前景的電極材料。但是，制備電容性能優(yōu)異的商用銅氧化物和氫氧化物材料仍然具有很大的挑戰(zhàn)性。本論文工作采用一種兩步電化學(xué)法制備了原位生長(zhǎng)于泡沫Cu表面的Cu2O納米針陣列材料。每個(gè)獨(dú)立的納米針具有單晶特性，并且表面有介孔分布。作為超級(jí)電容器的電極材料，其比電容在掃描速度為1 mVs-1時(shí)高達(dá)862.4 F g。1，并能在循環(huán)20000圈后仍具有很好

2、的電容保持率。此外，我們以該材料為正極，活性炭為負(fù)極組裝了非對(duì)稱型超級(jí)電容器。該電容器在比功率為0.9 kW kg-1時(shí)的比能量為35.6 W h kg-1，在6.3 kWkg-1時(shí)的比能量為6.7 W h kg-1，并能在循環(huán)10000圈后保持初始電容值的92％。在充電1分鐘后，我們的電容器可以驅(qū)動(dòng)LED顯示器，并能為手機(jī)充電。這些突出的性能可以很好地證明該電極在商用儲(chǔ)能器件中具有廣闊的應(yīng)用前景。
　　具有高靈敏度和高可靠性的生

3、物傳感器在臨床、環(huán)境、工業(yè)和農(nóng)業(yè)中都起到很重要的作用。研究者們?cè)陂_發(fā)電化學(xué)性能優(yōu)異的廉價(jià)生物傳感材料方面亦做出了很多努力。將我們制備的泡沫Cu負(fù)載的Cu2O電極用于無(wú)酶葡萄糖探測(cè)時(shí)，表現(xiàn)出多階段線性探測(cè)范圍、超高的靈敏度（高達(dá)97.9 mA mM-1 cm-2）以及極低的探測(cè)限（低至5 nM）。另外，該電極也具有很好的選擇性以及優(yōu)異的穩(wěn)定性。在分析人體血清中的血糖濃度時(shí)，也具有較高的可靠性，證明了該電極廣闊的應(yīng)用潛力。如此優(yōu)異的葡萄糖探

4、測(cè)能力可歸因于高比表面積Cu2O納米針本身的電催化活性，以及活性物質(zhì)(Cu2O)與集流體（泡沫Cu）間的緊密接觸，從而為葡萄糖探測(cè)過程提供了很好的電子/離子導(dǎo)電性。
　　新型可折疊或可彎曲的便攜式電子產(chǎn)品激發(fā)了研究者們對(duì)于柔性、輕質(zhì)和環(huán)保儲(chǔ)能器件的研究。我們通過簡(jiǎn)易的電化學(xué)法在柔韌性較好的Cu箔表面生長(zhǎng)了具有微米球-納米片分級(jí)結(jié)構(gòu)的Cu2O，并且該方法操作簡(jiǎn)單、成本較低、可以實(shí)現(xiàn)材料的批量制備。文中，我們探究了陽(yáng)極氧化參數(shù)對(duì)于Cu