鎳基納米結(jié)構(gòu)材料的制備及其電化學(xué)性質(zhì)研究.pdf

1、本文在綜述納米材料制備和應(yīng)用的基礎(chǔ)上，較為系統(tǒng)地研究了水熱法制備鎳基納米結(jié)構(gòu)材料，包括碳雜Ni(OH)2復(fù)合微球、鏤空結(jié)構(gòu)的金屬Ni微球和NiO微球，并對制備的鎳基納米結(jié)構(gòu)材料的電化學(xué)性質(zhì)進(jìn)行了研究。具體內(nèi)容如下： (1)用葡萄糖酸鈉與硝酸鎳為起始原料，通過水熱合成法，利用葡萄糖酸鈉中羧酸根水解提供的OH—作為Ni2+的沉淀劑一步反應(yīng)制備β—Ni(OH)2，同時(shí)葡萄糖酸鈉在水熱條件下碳化形成無定型碳，從而得到了形貌比較規(guī)整，大小

2、分布均勻的β—Ni(OH)2與不定型碳的復(fù)合微球(C—Ni(OH)2)，并通過X射線衍射儀(XRD)、X—射線能譜儀(EDS)、紅外光譜(IR)等手段對樣品進(jìn)行分析，然后將制得的C—Ni(OH)2微球作為催化劑用于電催化氧化甲醇，實(shí)驗(yàn)表明，其對甲醇有極好的電催氧化作用，在一定濃度范圍內(nèi)甲醇氧化峰電流與甲醇濃度成良好的直線關(guān)系。 (2)以制得的C—Ni(OH)2微球?yàn)榇呋瘎?，聚合物Nafion為分散劑和固定化劑，同時(shí)摻雜納米碳管(

3、MCNTs)，制備了一種具有良好響應(yīng)的C—Ni(OH)2基修飾電極，該修飾電極對葡萄糖具有良好的動(dòng)力學(xué)響應(yīng)曲線，葡萄糖濃度在1.2×10-6至5.3×10-3mol/L的范圍內(nèi)與電流呈良好的線性關(guān)系，達(dá)到95％穩(wěn)態(tài)電流所用時(shí)間少于5 s。對人血液中常見共存的干擾物質(zhì)具有良好的抑制作用。 (3)以制得的碳雜氫氧化鎳微球作為前驅(qū)體，600℃氮?dú)獾谋Ｗo(hù)下，焙燒制得了鏤空結(jié)構(gòu)金屬Ni微球，通過分析可知產(chǎn)物大部分呈球形，形貌比較規(guī)整，分散

4、性好，大小分布均勻，比表面積較大。將制得的鏤空結(jié)構(gòu)金屬Ni微球作為催化劑用于電催化氧化葡萄糖和乙醇，實(shí)驗(yàn)表明，其對葡萄糖和乙醇均有較好的電催化氧化作用。且氧化峰電流與葡萄糖和乙醇的濃度成良好的直線關(guān)系，這為其在葡萄糖傳感器和燃料電池領(lǐng)域的應(yīng)用提供了一定的理論基礎(chǔ)。 (4)以制得的碳雜氫氧化鎳微球作為前驅(qū)體，在空氣氣氛下進(jìn)行焙燒，從而制備出鏤空結(jié)構(gòu)NiO微球。產(chǎn)物呈球形，粒徑小于前驅(qū)體的粒徑，形貌比較規(guī)整，分散性好，大小分布均勻。