鈦及其合金表面納米復(fù)合陣列電極的制備及電化學(xué)行為研究.pdf

1、電化學(xué)傳感器具有使用方便、靈敏度高、響應(yīng)速度快、成本低等優(yōu)點(diǎn),已在生命科學(xué)、藥物分析、環(huán)境分析等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用,電極材料是電化學(xué)傳感器的核心,研制高活性的電極材料,對(duì)電化學(xué)理論研究和電化學(xué)傳感器的應(yīng)用研究具有十分重要的意義。本論文圍繞在鈦及其合金基底上碳/鈦基納米陣列復(fù)合電極的可控制備及其電化學(xué)行方面開(kāi)展了系統(tǒng)的研究,并取得良好進(jìn)展:
　　 1.以丙酮為碳源,采用無(wú)需催化劑熱化學(xué)法,在鈦和鈦合金(Ti6A14V)片基體上可控合

2、成了圓柱形和圓錐形結(jié)構(gòu)的碳包TiO2(TiO2@C)和C包TiC(TiC@C)核殼結(jié)構(gòu)納米纖維陣列。系統(tǒng)研究了反應(yīng)條件對(duì)形貌、結(jié)構(gòu)的影響。考察了外殼C結(jié)構(gòu)形貌對(duì)其電化學(xué)性能的影響,結(jié)果表明錐形結(jié)構(gòu)的外殼由于具有更多的邊平面暴露,具有更好的電化學(xué)活性,這為制備高邊平面暴露的碳電極提供了新的技術(shù)路線(xiàn)。
　　 2.研究了圓柱形TiO2@C和TiC@C兩種核殼結(jié)構(gòu)電極,考察了內(nèi)核導(dǎo)電性對(duì)其電化學(xué)行為的影響。結(jié)果表明,內(nèi)核的導(dǎo)電性對(duì)其電化

3、學(xué)傳感性能有很大的影響,TiC@C納米纖維,由于內(nèi)核TiC具有高的電導(dǎo)率,表現(xiàn)出相比于TiO2@C納米纖維更加優(yōu)良的電化學(xué)活性。在Fe(CN)3-/4-體系中,TiC@C電極上在很大掃速范圍內(nèi)(10～1000 mV/s)呈現(xiàn)Nernst行為,其氧化還原峰電位差恒定保持在理想值(59mV),電子交換速率(k°)大于0.5 cm/s,遠(yuǎn)大于在TiO2@C上的k°(0.01cm/s),而且TiC@C納米纖維可以直接對(duì)尿酸、多巴胺和抗壞血酸三種

4、物質(zhì)的同時(shí)選擇性檢測(cè)。這一發(fā)現(xiàn),為設(shè)計(jì)新型高活性的納米電極提供了新的思路。
　　 3.發(fā)展了一種光輔助下,電極自清潔和更新的新方法。電化學(xué)分析領(lǐng)域,一直面臨著在電化學(xué)檢測(cè)過(guò)程中因分析物(酚類(lèi)有機(jī)物、5-羥色胺、組胺、苯胺、NADH等)或分析物的代謝物吸附或電沉積到電極表面造成電極污染使得電極的電化學(xué)活性降低這一重大難題,限制了電化學(xué)分析方法的應(yīng)用。發(fā)展了一個(gè)新的原位摻雜制備C摻雜的TiO2納米管陣列的新方法,然后以C摻雜的TiO