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对硫磷碳纳米管负载金纳米颗粒制备与其电化学性能

收藏本文 2024-02-05 点赞:35253 浏览:159736 作者:网友投稿原创标记本站原创

摘要:自1991年碳纳米管被发现以来,以其优异的物理和化学性质受到了科学界的广泛关注,碳纳米管与传统材料相比,其大的比表面积可以为电化学反应提供充足的反应场所,而金属纳米颗粒由于其比表面积大,表面活性高,且具有独特的化学和物理性质,远优于相应的块体材料,并已运用于电学,催化,光催化等诸多领域。碳纳米管作为载体与金属纳米颗粒结合,在电化学传感器,催化,光催化等探讨领域都已得到广泛运用,碳纳米管负载金属纳米颗粒有望在提升电化学性能方面体现出更大的优越性。基于这些理由,本论文在最优的实验条件下制备了碳纳米管负载金纳米颗粒催化剂,并对其进行了表征,同时探讨了其电化学性能,并取得了一些探讨成果,具体内容如下:1通过采取磁控溅射的策略制备了金垂直碳纳米管阵列复合材料,并通过SEM、TEM、XRD对此Au/VACNTs复合材料进行了表征,用这种复合材料制备的电极对对硫磷(MP)进行了电化学检测,并提出了可能的催化机理,结果表明复合电极的灵敏度是纯碳纳米管阵列电极的4.5倍,线性范围为0.2~(-1)6.0μg/mL(S/N=3),检测下限为0.050μg/mL,灵敏度为1.91μAμg~(-1)mL~(-1)。表明该碳纳米管阵列复合材料对农药类传感器的探讨起到了重要的作用。2用乙二醇还原法制备了金纳米颗粒修饰的多壁碳纳米管(MWCNTs),首先通过混酸浸泡法对MWCNTs进行了功能化,然后以乙二醇为还原剂,柠檬酸钠为稳定剂,用乙二醇还原金属前驱体HAuCI_4·3H_2O,制备了金纳米颗粒负载的多壁碳纳米管复合材料,并采取TEM、XRD、红外光谱仪对其形貌进行了表征,结果表明金纳米颗粒成功地负载到了多壁碳纳米管上,这种制备金属负载型催化剂的策略简单易行。3将金纳米颗粒负载的多壁碳纳米管复合材料修饰玻碳电极作为工作电极(Au/MWCNTs),在最优化的实验条件下对曲酸进行了电化学检测,实验结果表明该复合材料对曲酸有很好的电催化作用,线性范围为:1.0×10~(-3)-5.5×10~(-3)mol/L,检测限为:2.0×10~(-5)mol/L,用乙二醇还原法制备的该复合材料对曲酸的电化学检测具有线性范围宽,灵敏度高等优点。关键词:碳纳米管论文金纳米颗粒论文对硫磷论文曲酸论文

    摘要5-6

    Abstract6-10

    第一章 绪论10-21

    1.1 碳纳米管介绍10-15

    1.1.1 碳纳米管的结构10

    1.1.2 碳纳米管的制备10-11

    1.1.3 碳纳米管的性能11-12

    1.1.4 碳纳米管的有机功能化12-13

    1.1.5 碳纳米管的改性13-14

    1.1.6 碳纳米管的运用14-15

    1.2 金属纳米粒子介绍15-17

    1.2.1 金属纳米粒子的性质15

    1.2.2 金属纳米粒子的制备15-16

    1.2.3 金属纳米粒子的运用16-17

    1.3 MWCNTs 负载型金属纳米粒子催化剂17-20

    1.3.1 MWCNTs 负载型金属纳米粒子催化剂的制备17-18

    1.3.2 MWCNTs 负载型金属纳米粒子催化剂在电化学传感器方面的运用18-20

    1.4 本论文构想20-21

    第二章 实验部分21-26

    2.1 实验试剂21-22

    2.2 实验仪器22

    2.2.1 催化剂表征利用的主要仪器22

    2.2.2 材料制备利用的主要仪器22

    2.3 材料表征策略22-24

    2.3.1 透射电镜(TEM)浅析22-23

    2.3.2 扫描电镜(SEM)浅析23

    2.3.3 X 射线衍射(XRD)浅析23

    2.3.4 红外光谱(FTIR)浅析23-24

    2.4 电化学测试系统与策略24-26

    2.4.1 电化学测试系统24

    2.4.2 循环伏安法(CV)24-25

    2.4.3 差分脉冲伏安法(DPV)25

    2.4.4 交流阻抗法(EIS)25-26

    第三章 金/多壁碳纳米管阵列的制备及其用于有机磷农药检测的探讨26-51

    3.1 前言26-29

    3.2 实验部分29-31

    3.2.1 Au/VACNTs 复合材料的制备29-31

    3.2.2 电化学性能测试31

    3.3 结果和讨论31-49

    3.3.1 VACNTs 的SEM 和 TEM 表征31-32

    3.3.2 Au/VACNTs 纳米复合材料形貌的 SEM 和 TEM 表征32-33

    3.3.3 Au/VACNTs 纳米复合材料的 XRD 表征33-34

    3.3.4 Au/VACNTs/GC 电极对对硫磷的循环伏安响应34-38

    3.3.5 pH 值对 MP 电催化的影响38

    3.3.6 吸附时间对 MP 检测的影响38-39

    3.3.7 扫速对 MP 电催化的影响39-42

    3.3.8 Au/VACNTs 对 MP 的线性范围42-45

    3.3.9 Au/VACNTs 电极抗干扰性能测试45-47

    3.3.10 Au/VACNTs 电极稳定性能测试47-49

    3.4 本章小结49-51

    第四章 金/多壁碳纳米管的制备及其对曲酸的电催化氧化性能的探讨51-67

    4.1 前言51-53

    4.2 实验部分53-54

    4.2.1 Au/MWCNTs 纳米复合材料的制备53

    4.2.2 Au/MWCNTs 工作电极的制备53-54

    4.2.3 电化学性能测试54

    4.3 结果与讨论54-65

    4.3.1 预处理后的 MWCNTs 的红外测试54-56

    4.3.2 Au/MWCNTs 纳米复合材料形貌的 TEM 表征56

    4.3.3 Au/MWCNTs 纳米复合材料的 XRD 表征56-57

    4.3.4 工作电极有效面积的测定57

    4.3.5 Au/MWCNTs 电极对曲酸的电催化作用57-65

    4.4 本章小结65-67

    总结67-70

    本论文主要工作67-69

    本论文主要革新点及特点69-70

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