收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

金属纳米结构电极材料的制备及性能研究

李昕  
【摘要】:金属纳米结构材料由于特殊的尺寸、形貌、组成和结构顺序的改变而具有不同于体相材料和小分子的独特物理化学性质,被广泛应用于光学、热学、电学以及电催化传感等领域。金属纳米结构电极材料的大比表面积、高催化活性及良好的导电性能决定其在电催化及电化学传感领域有重要的应用价值。 研究表明,复合金属纳米结构电极材料具备许多优于单一金属纳米结构电极材料的独特性能,如更高的催化活性、催化选择性及更好的抗钝化能力。核壳结构的金属纳米材料作为一种具有特殊形貌的复合材料具有许多独特的性质,如稳定性、单分散性、组成结构可控性等,在自组装、光、电、磁、催化、化学和生物领域都显示出特异性。但是,关于它们在电催化及传感领域的应用却鲜有报道。负载型纳米电极材料也是高性能电极材料之一。研究表明,碳纳米管的特殊结构、高化学稳定性、良好的导电性及优异的电催化性能使之成为电活性材料的良好载体。此外,电极材料形貌及的变化也是调控电极材料性能的有效手段,因此,制备具有特殊结构形貌的金属纳米电极材料日益成为科研工作者的研究热点。电化学沉积法具有操作简便灵活、制备的负载型金属材料纯度、粒径可控等特点,是金属纳米结构电极材料制备的有效手段之一。 过氧化氢不仅是一些高选择性氧化酶反应的副产物,而且是制药、食品、环境、临床以及工业分析中的一种重要中间体,基于对过氧化氢的检测可实现多种物质的间接测定;葡萄糖不仅是指示人体健康状况的重要指标之一,同时也是燃料电池领域的重要研究对象之一。因此,方便、快捷、准确、稳定的过氧化氢及葡萄糖浓度的检测方法研究具有重要的学术意义和应用价值。电化学检测方法简单、快速、灵敏、易微型化,因而备受关注。金属纳米结构电极材料的大比表面积、高催化活性、好的生物相容性,可有效提高电化学检测的信噪比和灵敏度,降低检出限,可望用于制备高性能的过氧化氢及葡萄糖电化学传感器。 本文采用化学及电化学方法制备了系列金属纳米结构电极材料,包括双金属核壳结构及负载型金属纳米电极材料,系统研究了其电催化及分析传感性能。本文主要分为以下三个部分: 首先,采用晶种生长法制备了一种新型的核壳结构铂金纳米电极材料,其特殊的结构赋予电极材料以大的比表面积、高稳定、高活性等特点。文中系统研究了该电极材料对过氧化氢及葡萄糖的电催化传感性能,探讨了该种材料用于构建电化学传感器的可行性。在过氧化氢及葡萄糖电化学检测中,该材料具有线性范围宽、灵敏度高、检测限低、响应快速、抗干扰能力强等优点,可用于电化学传感器的构建。本研究为核壳结构纳米材料的传感应用提供了新的研究思路。 其次,在酸性条件下,采用大过电位电沉积法制备了铜金属纳米结构电极材料,系统研究了沉积方法、沉积液组成和酸度、沉积电位、沉积时间等条件对金属纳米结构形貌及电催化活性的影响。研究表明,改变沉积条件可以调控沉积金属铜的形貌及性质。此外,考察了该电极材料在葡萄糖无酶检测中的应用可行性,研究表明,在+0.45 V检测电位下,该电极材料用于葡萄糖检测时具有抗干扰能力强、灵敏度高、响应快速、稳定性好等特点。 最后,采用电化学法制备了碳纳米管薄膜用于电沉积负载铜金属,获得了碳纳米管负载铜复合纳米电极材料,研究了其对葡萄糖的电催化性能。研究表明,该碳管基复合电极材料对葡萄糖具有很好的催化活性。其中,碳管载体有效提高了负载铜的比表面积和分散性,进而提高了负载铜对葡萄糖的电催化活性。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 ;中科院化学所在金属纳米空心球催化剂方面获突破[J];稀有金属;2004年04期
2 ;三元贵金属纳米材料研制成功[J];稀有金属;2002年05期
3 孙文德;一种具有标志性的新材料 金属纳米材料[J];金属世界;2003年06期
4 程玉兰;庄有德;;电蚀加工用易切削电极材料的研制[J];上海有色金属;1992年05期
5 古仁钦,李琦;电解水中电极材料与电解条件的选择[J];化学教育;1998年06期
6 杨慧云;王岐东;李斌;;活性炭纤维电极用于NaCl溶液电容性除盐[J];北京工商大学学报(自然科学版);2006年02期
7 邱彦;林彬;高波;;TiB_2/Cu复合材料的电火花加工电极[J];新技术新工艺;2006年04期
8 冯海清;刘道杰;;芯片毛细管电泳电化学检测电极的研究与应用进展[J];药物分析杂志;2006年04期
9 杨理;席国喜;张建伟;;硫酸溶解废锌锰电池正负电极材料的研究[J];再生资源与循环经济;2008年04期
10 庞旭;马正青;左列;曾苏民;;超级电容器金属氧化物电极材料研究进展[J];表面技术;2009年03期
11 周生刚;张瑾;竺培显;孙勇;黄子良;;Pb-Sn-Al复合电极的制备及其性能初步研究[J];云南大学学报(自然科学版);2009年06期
12 谢志翔;赵海雷;周雄;沈永娜;;固体氧化物燃料电池双钙钛矿型电极材料的研究进展[J];硅酸盐学报;2010年06期
13 王康;余爱梅;郑华均;;超级电容器电极材料的研究发展[J];浙江化工;2010年04期
14 母仕华;宋柯;;浅谈触点组件电阻焊电极材料的选用及特殊情况焊接工艺设计[J];电工材料;2010年03期
15 余峰;马香娟;吴祖成;;电化学法处理含盐有机废水研究进展[J];水处理技术;2010年12期
16 浴永直孝;张书庭;;声发射法对人造石墨电极材料的3点弯曲破坏韧性试验[J];新型炭材料;1987年02期
17 夏恒;高柳次夫;国枝正典;西胁信彦;;磁场对电火花加工中放电柱的影响[J];电加工与模具;1992年05期
18 蒋竹筠;;稀土钨合金新型电极的研制和应用[J];中国钨业;1995年04期
19 李平,王新林,吴建民,赵韦人,李容,马诺;AB_2型Laves相贮氢电极材料的研究现状[J];金属功能材料;2000年02期
20 孙立娟,刘秀玲,王佳,侯保荣;电极材料对含S碱液电化学氧化脱硫的影响及应用[J];腐蚀科学与防护技术;2001年S1期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 王仲珏;;金属纳米变质技术新进展[A];2010年中国铸造活动周论文集[C];2010年
2 童明良;刘俊良;冷际东;郭鹏虎;;系列4f/3d-4f金属纳米分子磁体的组装与磁-构关系研究[A];中国化学会第28届学术年会第8分会场摘要集[C];2012年
3 张加涛;钱红梅;赵倩;曹传宝;朱鹤孙;;单晶半导体在金属纳米结构衬底上的非外延生长及光电性能研究[A];中国化学会第28届学术年会第4分会场摘要集[C];2012年
4 任斌;刘必聚;王翔;林海昕;沈炜;李界明;林楷强;;适用于单个金属纳米颗粒表征的单粒子显微和光谱技术[A];中国化学会第28届学术年会第4分会场摘要集[C];2012年
5 包建春;徐正;铁晨阳;周全法;盛东;马翔;;阵列Ni、Co金属纳米管的制备研究[A];纳米材料和技术应用进展——全国第二届纳米材料和技术应用会议论文集(下卷)[C];2001年
6 王振林;潘剑;陈卓;;基于金属纳米球壳的表面等离激元纳米激光器的设计[A];第十五届全国量子光学学术报告会报告摘要集[C];2012年
7 王许云;岳学海;郭庆杰;;纳米结构超支化大分子PAMAM的应用研究进展[A];中国颗粒学会第七届学术年会暨海峡两岸颗粒技术研讨会论文集[C];2010年
8 陈学明;Bertram Hentschel;;石墨电极材料高速铣削加工需要兼顾其动态特性的影响(英文)[A];材料科学与工程技术——中国科协第三届青年学术年会论文集[C];1998年
9 李悦明;李玮瑒;侴术雷;陈军;;多孔空心氢氧化镍电极材料的研究[A];第二十七届全国化学与物理电源学术年会论文集[C];2006年
10 杨晓欣;缪扬富;杨志强;;高端石墨的放电特性分析及应用[A];2007年中国机械工程学会年会之第12届全国特种加工学术会议论文集[C];2007年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 朱锦锋;有机光伏电池中金属纳米结构的表面等离激元效应研究[D];电子科技大学;2012年
2 朱鹏;基于金属纳米结构的光场调制方法研究[D];哈尔滨工业大学;2013年
3 高扬;二维金属纳米缝阵列的聚焦特性研究[D];哈尔滨工业大学;2012年
4 陆华;金属纳米腔耦合波导的光学特性及光子器件研究[D];中国科学院研究生院(西安光学精密机械研究所);2013年
5 曹志申;纳米球刻印法制备新型金属纳米结构及其光学性质研究[D];南京大学;2011年
6 刘涛;表面等离激元金属纳米结构的制备及应用[D];浙江大学;2011年
7 郑亚建;金属纳米薄膜表面的光力与光热操控[D];南京大学;2012年
8 张艺;金属纳米结构局域光场增强和Fano共振理论研究[D];华东师范大学;2012年
9 徐彬彬;功能金属微纳结构的飞秒激光制备与集成技术研究[D];吉林大学;2013年
10 刘艳玲;金属纳米膜和颗粒结构对稀土离子掺杂液晶发光性质的影响[D];南开大学;2013年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 李昕;金属纳米结构电极材料的制备及性能研究[D];吉林大学;2011年
2 张异光;金属纳米结构的制备和输运特性研究[D];西北大学;2010年
3 王秋谷;对称性破缺对金属纳米球壳阵列中表面等离激元的影响[D];南京大学;2012年
4 张丫丫;金属纳米结构阵列的光学性质研究[D];云南大学;2013年
5 陈玲;金属纳米半球壳阵列的表面拉曼散射增强效应[D];南京大学;2011年
6 郑洲;金属纳米结构的可控制备及其性能研究[D];南京大学;2012年
7 周乃勰;FCC单晶金属纳米螺旋线(弹簧)的力学性能[D];上海交通大学;2010年
8 包雪峰;金属纳米结构增强光吸收特性研究[D];电子科技大学;2013年
9 毛宝华;金属纳米结构的同步辐射近常压光电子能谱研究[D];苏州大学;2013年
10 付少丽;亚波长结构的表面等离子体共振特性及其调控的研究[D];中南大学;2011年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 记者  毛黎;碳纳米管与金属纳米导线成功连接[N];科技日报;2007年
2 ;新纳米材料全同金属纳米团簇问世[N];今日信息报;2004年
3 宋玉春;全球纳米材料产业将重新洗牌[N];中国化工报;2007年
4 宗信;金属纳米空心球催化剂研究获突破[N];中国化工报;2004年
5 ;FDK开发新的电极材料技术[N];中国有色金属报;2002年
6 周清春;第四次科技浪潮由纳米开始[N];中国矿业报;2005年
7 记者 戴恩国 高显洲 通讯员 丁义浩;纳米结构合金钢在东大成功问世[N];中国冶金报;2006年
8 记者 刘霞;英研制新一代纳米化学反应器[N];科技日报;2008年
9 章迪思;上海“纳米军团”领衔三大国家项目[N];解放日报;2007年
10 记者 王彬;张万喜:科研要有市场观[N];协商新报;2007年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978