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《西南大学》 2015年
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水热法生长微/纳米结构及其电化学性能研究

杨彩凤  
【摘要】:21世纪,随着微纳科技的发展,有关微纳材料的研究也更加深入,人们不再局限于简单的合成微纳材料以及对其形貌和性能的简单探索,而是更注重从实际应用出发来合成具有特殊高性能的微纳材料。与块状材料不同,微纳材料具有其没有的表面效应、小尺寸效应、宏观量子隧穿效应等诸多特殊性质,因此微纳材料在许多实际应用领域都有着广阔的前景。比如:微纳材料在生物传感、工业催化、能源存储以及信息传递等方面都有着很好的应用前景。在本文中,我们通过水热法再结合煅烧,制备了不同材料和形貌的金属氧化物微/微纳结构。对材料制备的实验条件和参数进行了探究,找到了形貌控制的实验条件。并根据材料的结构和自身特点对其进行了相应的电化学性能。主要研究内容如下:1.制备六瓣花状ZnO-CuO复合材料利用水热法在聚合物的辅助条件下合成纯净的CuO、ZnO。在此基础上,通控制醋酸锌和醋酸铜的比例来合成六瓣花状微纳结构,煅烧之后得到六瓣花状ZnO-CuO复合微纳材料。利用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、透射电子显微镜等手段对其物相、形貌、组成和晶体结构进行表征,初步探究了合成六瓣花状ZnO-CuO微纳材料的形貌与合成条件之间的关系。2.基于Cu/CuO微纳结构的抗坏血酸传感器利用水热法在泡沫镍上合成Cu/CuO微纳结构,通过扫描电子显微镜表征了其形貌结构,利用XRD确定了其组成。之后将该材料直接用作电极对抗坏血酸的传感性能进行了测试,循环伏安法和计时电流法检测结果显示,基于泡沫镍负载Cu/CuO微纳结构制备的抗坏血酸生物传感器具有更高的电流响应和良好的灵敏度,并且电极材料制备简单,性能优异,成本低廉。3.基于微纳结构的无酶型抗坏血酸生物传感器通过水热合成了血红细胞状Fe2O3微纳结构,首先对其形貌、结构、组成等进行了表征。然后将血红细胞状Fe2O3微纳结构修饰于碳糊电极,构建了无酶型抗坏血酸生物传感器,通过循环伏安法和计时电流法对其生物传感性能惊醒了测试。结果表明,该生物传感器的性能良好;与金电极、玻碳电极构建的生物传感器相比,该生物传感器具有成本低廉,使用简单方便,可重复多次使用,并且存储方便等优点。4.碳布负载氢氧化钻微纳片的制备及其超级电容性能利用水热法在柔性碳布衬底上一步合成氢氧化钴微纳片,利用扫描电子显微镜对其形貌结构进行了简单分析。结合氢氧化钻自身的性质和形貌特点,我们将该材料作为电极材料对其超级电容性能进行了初步探究。通过循环伏安法和计时电位法的测试,结果表明,该电极表现出较高的比电容、较好的倍率特性及容量维持性能。
【学位授予单位】:西南大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:TB383.1

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