复合纳米修饰电极的制备与应用

• 作 者: 许燕军
• 出 处: 江苏科技大学
• 发表日期: 2012年01期
• 关键词: 纳米材料 修饰电极 电催化

纳米材料具有比表面积大、催化活性高、亲和力强等特点，在电催化及传感器材料领域有着广阔的应用前景。研究表明，电化学过程与电极材料的表面性质密切相关。由于该材料的尺寸效应和介电限域效应等特性，将纳米材料修饰到电极表面，能增加电流响应，降低检测限，大大提高检测的灵敏度。本论文致力于纳米材料修饰电极的制备及其电催化性能的研究，修饰电极过程简单、方便，实现了将纳米材料、修饰电极和电分析化学三者的有机结合。本论文研究了两种纳米材料的合成及其催化性能。首先，本论文研究了贵金属纳米材料的电催化性能，分为两部分研究。第一，采用液晶模板法合成了纳米PtRu合金，研究其对小分子维生素C的催化氧化性能，从扫描速度、浓度、PH值及选择性等方面的影响研究，结果表明其催化反应过程是由扩散过程控制的，且具有较低的检测极限及良好的选择性能，可直接用于实际生活中的维生素C的检测。第二，研究纳米PtRu合金对甲醇的催化氧化研究。已有研究表明纳米PtRu合金对甲醇具有良好的催化活性，本论文从PH环境、载体、热处理温度、反应温度及合金原子比五个不同方面研究其对甲醇催化氧化的影响。结果表明，在酸性介质中，以多孔碳纳米管为载体，合成热处理温度为150℃，反应温度达到50℃，PtRu原子比为3:1时，其对甲醇的催化氧化活性最高。其次，通过一种温和的湿化学合成法合成了Fe2O3空心多面体，它具有较高的界面指数，它是由包含两个顶面和十二个侧面的相同的十四面体构成的。采用滴涂法将其制成的悬浮液修饰到玻碳电极表面，并与体相Fe2O3及非空心的Fe2O3形成对比实验，其对亚硝酸盐的催化氧化结果表明，Fe2O3空心多面体对亚硝酸盐具有很高的电催化活性及良好的稳定性和灵敏度，是制作亚硝酸盐传感器的理想材料。