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Electrocatalytic Properties of Metal Nanoparticles Supported on Carbon Nanostructure Materials

Charles Benjamin Luhana  
【摘要】:我们构建了一种基于金属纳米粒子修饰在碳材料上的灵敏电极,该电极在检测微量样品、发展新的简便方法上具有实际的应用价值。本传感器相对于其他常规传感器具有制作简便、快速响应、低成本、宽的线性范围等优点。因此,对于此电极的电化学及电催化行为值得我们进一步深入研究。在本文第二章,我们将载有铂纳米粒子的空心碳球(Pt/HCSs)修饰到玻碳电极上,再利用Nafion将葡萄糖氧化酶(GOx)组装到修饰好的电极表面,成功构建出一种新型的葡萄糖传感器。通过电化学检测酶反应副产物过氧化氢(H2O2)来检测葡萄糖。这种葡萄糖传感器展示了良好的电催化活性,较高的灵敏度(4.1028μA mM-1)和较低的检出限(1.8μM),响应时间小于3s,线性范围为0.04—8.62mM,米氏常数(Km)值为10.94mM。 最后在第三章,我们以热解还原石墨烯(TRGs)为基质,成功的负载了铂纳米粒子,制备了铂纳米粒子/热解还原石墨烯(Pt-TRGs)复合材料。利用透射电子显微镜法(TEM)表征了此复合材料的结构和形态。结果表明,铂纳米粒子的大小在1.3—-6.0纳米范围内,平均尺寸为3.4nm,并且很好的分散在了TRGs的表面上。利用循环伏安法和计时电流法考察了该修饰电极对肼的催化性能,结果显示Pt-TRGs复合材料具有良好的电催化活性,这可能是由铂纳米粒子较小的粒径和较高的离散度,以及TRGs特有的性质决定的。


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