多維納米復合材料構筑GCE及現(xiàn)場FTIR光譜電化學研究.pdf

1、分。本論文包括多維納米復合材料構筑GCE和現(xiàn)場FTIR光譜電化學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合材料的性質和應用進行了綜述，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)納米復合材料修飾玻碳電極(GCE)在燃料電池和超級電容器中的應用；在論文的第二部分中，首先在第六章對現(xiàn)場紅外(FTIR)光譜電化學進行了

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光譜電化學研究。主要內容包括： 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><'->含量的測定結果令人滿意。該研究表現(xiàn)了Ch/GCE在層．層組裝構筑二維納米電化學傳感器方面具有廣闊的應用前景。 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)堆棧結構和平均尺寸為8.5nm的晶粒組成尺寸約為100nm的球形鉑納米簇(nc-Pt)嵌入的串珠式結構的PAANI復合膜材料(nr-PAANI/nc-Pt)。復

4、合膜修飾電極(nr-PAANI/nc-Pt/GCE)對甲醇具有很強的催化活性，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)定納米結構，提取中間體和毒性物質等相互作用的結果。該研究最先在導電聚合物納米材料中嵌入納米簇構筑了三維的納米復合結構陣列電極，顯示了突出的電化學催化優(yōu)勢。 同時，電化學方法制備了獨特的鈀納米簇(nc-Pd)/nr-PAANI復合修飾電極(nc-Pd/n

5、r-PAANUGCE)。結果顯示，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，最終形成一種獨特的由鈀納米球形簇連接的nr-PAANI的三維網(wǎng)絡結構的納米復合物。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)方面具有重要的應用價值。通

6、過現(xiàn)場電化學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納米復合膜。該導電聚合物覆蓋層均勻，厚度約為34nm，強化而穩(wěn)定了MWCNTs堆棧形成的立體網(wǎng)絡結構。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用前景。 最后，通過對紅外反射附件的改造，自行設