面向氧化亞銅的金屬泡沫電極的光電化學(xué)感知特性及離子檢測(cè)應(yīng)用.pdf

1、光電化學(xué)檢測(cè)作為一種新型的檢測(cè)手段，能夠?qū)⒓?lì)源信號(hào)和背景信號(hào)分離開(kāi)來(lái)，具有背景信號(hào)低、靈敏度高且易于便攜等優(yōu)點(diǎn)，在生物、醫(yī)學(xué)、環(huán)境檢測(cè)等方面取得了重大進(jìn)展并成為目前眾多研究的焦點(diǎn)，而光電化學(xué)檢測(cè)核心在于尋找光電活性材料和靈敏的檢測(cè)電極。半導(dǎo)體納米材料由于其可控的禁帶寬度和導(dǎo)電性，使其成為光電檢測(cè)最具潛力的光電活性材料，而金屬泡沫由于其良好的導(dǎo)電性和透光性成為光電化學(xué)檢測(cè)電極的候選材料之一。本文制備了高性能的基于氧化亞銅的泡沫銅光電化學(xué)

2、活性電極，具體工作如下:
　　制備以高導(dǎo)電的泡沫銅為基底，通過(guò)電化學(xué)沉積快速合成氧化亞銅電極，研究了隨著沉積電壓、沉積溫度和測(cè)試偏壓的變化等對(duì)氧化亞銅/泡沫銅電極的光電性能的影響，通過(guò)設(shè)計(jì)制備光電化學(xué)特性檢測(cè)裝置，研究了裝置的開(kāi)關(guān)時(shí)間對(duì)電極光電檢測(cè)的影響，通過(guò)瞬態(tài)光電流響應(yīng)測(cè)試技術(shù)研究電極的導(dǎo)電類型和光電響應(yīng)能力，經(jīng)過(guò)優(yōu)化后的電極的光電流密度值達(dá)到128μA/cm2。之后研究了電沉積溫度和沉積結(jié)束后電極維持在沉積液的時(shí)間對(duì)氫氧化銅

3、量子點(diǎn)的生長(zhǎng)情況的影響，實(shí)驗(yàn)證明，經(jīng)過(guò)沉積電壓等優(yōu)化后，線狀氫氧化銅量子點(diǎn)與氧化亞銅協(xié)同作用能夠更加快速地分離光生載流子，使光電流密度值由128μA/cm2增至288μA/cm2，實(shí)驗(yàn)最后研究了氫氧化銅/氧化亞銅/泡沫銅電極的穩(wěn)定性，在1000s光開(kāi)關(guān)的條件下光電流密度保持率超過(guò)90％，說(shuō)明電極的穩(wěn)定性良好。
　　為了增加基底的比表面積和調(diào)整基底的微觀形貌從而使電極能夠承載更多的光電活性物質(zhì)，本實(shí)驗(yàn)通過(guò)電化學(xué)沉積在泡沫銅基底上制備

4、得到還原氧化石墨烯(rGO)，并與制備氫氧化銅量子點(diǎn)/氧化亞銅/泡沫銅電極上相同實(shí)驗(yàn)條件下得到石墨烯修飾的氧化銅量子點(diǎn)/氧化亞銅/泡沫銅電極，實(shí)驗(yàn)研究了不同厚度的rGO對(duì)電極光電響應(yīng)特性的影響，并與ITO為基底的氧化亞銅電極進(jìn)行對(duì)比。經(jīng)過(guò)掃描電鏡、透射電鏡和紫外-可見(jiàn)吸收光譜等表征證明，憑借石墨烯優(yōu)異的導(dǎo)電性與褶皺結(jié)構(gòu)特征使得泡沫銅相對(duì)于ITO電極能夠負(fù)載更多的光電活性物質(zhì)，且經(jīng)過(guò)光電測(cè)試后光電流密度達(dá)到了400μA/cm2且在1000