多維納米復(fù)合材料構(gòu)筑GCE及現(xiàn)場FTIR光譜電化學(xué)研究.pdf

1、分。本論文包括多維納米復(fù)合材料構(gòu)筑GCE和現(xiàn)場FTIR光譜電化學(xué)研究兩部論文的第一部分包括五章，首先在第一章對納米復(fù)合材料的性質(zhì)和應(yīng)用進(jìn)行了綜述，第二章是實驗部分，第三章考察了磷鉬雜多酸自組裝膽堿(Ch)鍵植二維納米復(fù)合材料電極對碘酸根的催化還原，在第四、五章中分別研究了三維聚N-乙酰苯胺(PAANI)納米復(fù)合材料修飾玻碳電極(GCE)在燃料電池和超級電容器中的應(yīng)用；在論文的第二部分中，首先在第六章對現(xiàn)場紅外(FTIR)光譜電化學(xué)進(jìn)行了

2、綜述，在第七章中探索了膽堿鍵植玻碳電極(Ch/GCE)上的現(xiàn)場FTIR光譜電化學(xué)研究。主要內(nèi)容包括： 首先，在Ch/GCE表面通過靜電自組裝Keggin類型的磷鉬雜多酸陰離子α-PMo<,12>O<,40><'3->(α-PMo<,12>)，得到了表面修飾密度Γ<,0>*為2.1×10<'-10>mol/cm<'2>單分子層磷鉬雜多酸電極(α-PMo<,12>/Ch/GCE)。研究表明α-PMo<,12>/Ch/GCE對IO<,

3、3><'->還原具有很高的靈敏度和穩(wěn)定性，食鹽中IO<,3><'->含量的測定結(jié)果令人滿意。該研究表現(xiàn)了Ch/GCE在層．層組裝構(gòu)筑二維納米電化學(xué)傳感器方面具有廣闊的應(yīng)用前景。 然后，在GCE表面用循環(huán)伏安法(CV)制備了一種新型的三維PAANI納米棒(nr-PAANI)堆棧結(jié)構(gòu)和平均尺寸為8.5nm的晶粒組成尺寸約為100nm的球形鉑納米簇(nc-Pt)嵌入的串珠式結(jié)構(gòu)的PAANI復(fù)合膜材料(nr-PAANI/nc-Pt)。復(fù)

4、合膜修飾電極(nr-PAANI/nc-Pt/GCE)對甲醇具有很強(qiáng)的催化活性，大大降低了催化劑中毒。這可能是nc-Pt表面的PAANI涂層提供了納米厚的憎水和共軛環(huán)境來富集甲醇，穩(wěn)定納米結(jié)構(gòu)，提取中間體和毒性物質(zhì)等相互作用的結(jié)果。該研究最先在導(dǎo)電聚合物納米材料中嵌入納米簇構(gòu)筑了三維的納米復(fù)合結(jié)構(gòu)陣列電極，顯示了突出的電化學(xué)催化優(yōu)勢。 同時，電化學(xué)方法制備了獨(dú)特的鈀納米簇(nc-Pd)/nr-PAANI復(fù)合修飾電極(nc-Pd/n

5、r-PAANUGCE)。結(jié)果顯示，9.5nm的鈀晶粒生長在nr-PAANI的端頭，形成50-500 nm的鈀納米球形簇，最終形成一種獨(dú)特的由鈀納米球形簇連接的nr-PAANI的三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的納米復(fù)合物。研究還發(fā)現(xiàn)nr-PAANI對氧還原具有一定的催化能力，據(jù)我們所知，這在文獻(xiàn)中還未見報道。沉積Pd納米粒子后，即nc-Pd/nr-PAANI的催化能力顯著增加，氧經(jīng)一步四電子直接被還原為水。這在氫-氧燃料電池的開發(fā)方面具有重要的應(yīng)用價值。通

6、過現(xiàn)場電化學(xué)聚合的方法在多壁碳納米管(MWCNTS)表面聚合PAANI納米薄膜，得到MWCNTs-PAANI納米復(fù)合膜。該導(dǎo)電聚合物覆蓋層均勻，厚度約為34nm，強(qiáng)化而穩(wěn)定了MWCNTs堆棧形成的立體網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。通過恒電流充放電測試，計算得到比容為463F/g，為MWCNTs/GCE的12倍、為PAANI/GCE的9倍。該復(fù)合膜材料具有很高的循環(huán)穩(wěn)定性，在超級電容器方面具有廣闊的應(yīng)用前景。 最后，通過對紅外反射附件的改造，自行設(shè)