有序介孔碳復(fù)合材料的合成及其電催化研究.pdf

1、納米碳材料由于其新穎獨特的導(dǎo)電性、化學惰性、熱學特性以及特殊的機械性能,在科學研究和工業(yè)領(lǐng)域中受到人們廣泛關(guān)注。碳材料的種類有很多,常見的有碳納米管、碳納米纖維、石墨烯、介孔碳等。其中有序介孔碳(OMC)是一種新穎的碳材料,1999年其合成方法被首次報道。與碳納米管等其它碳材料相比,OMC具有高的比表面積、有序可調(diào)控的孔結(jié)構(gòu)、易于功能化和主客體組裝等優(yōu)點。因此將介孔碳作為電極材料,在電催化和電分析領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。本文對有序介孔碳復(fù)合

2、材料的電化學及電催化性質(zhì)進行了討論,包括以下兩個方面：
　　 (1)采用電化學聚合將吩噻嗪染料中性紅(NR)負載到有序介孔碳(OMC)修飾的玻碳電極(GCE)表面,制得聚中性紅／有序介孔碳復(fù)合材料(PNR／OMC)修飾電極,運用循環(huán)伏安法和電子掃描顯微鏡對該復(fù)合電極進行了表征,討論了pH和掃描速度對修飾電極動力學過程的影響。在pH7.0的磷酸緩沖溶液中,觀察到聚中性紅的兩對氧化還原峰PeakⅠ(E0／=+0.045 V)和pea

3、kⅡ(E0／=-0.49 V)。實驗證明,其中只有PeakⅠ對半胱氨酸、NADH、巰基乙醇具有非常明顯的電催化作用。運用計時電流方法檢測三種物質(zhì)的濃度。結(jié)果顯示,在pH7.0的緩沖溶液中,用此修飾電極檢測上述物質(zhì),分別都得到了較寬的線性范圍、高的靈敏度和較低的檢出限。另外,該電極具有良好的重現(xiàn)性和穩(wěn)定性。
　　 (2)提出了一種簡單的水熱方法合成氫氧化鎳／有序介孔碳納米材料(Ni(OH)2／OMC)。分別采用X射線衍射、X射線能

4、譜、氮氣吸附、傅里葉紅外光譜等一些手段對復(fù)合納米材料進行表征,證明在有序介孔碳中合成的是β-氫氧化鎳。有序介孔碳作為載體,復(fù)合氫氧化鎳后,與單純的有序介孔碳相比,其各種性能,特別是電催化性質(zhì)得到了極大的提高。我們用循環(huán)伏安、計時電流等電化學方法,比較研究了三種有機小分子甘氨酸、甲醇和乙醇在不同修飾電極上的電化學行為。結(jié)果顯示,復(fù)合材料修飾電極在電極穩(wěn)定性,催化性能等方面都優(yōu)于單純的有序介孔碳材料。基于此,建立了一種電化學檢測非衍生化甘氨