【摘 要】
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本论文主要研究了改性碳纳米管(CNTs)修饰电极的制备及其电化学特性,并深入的探索了NO在不同种类CNTs修饰电极上的电催化氧化性能。为开发研制用于生物医学和环境检测的NO电
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本论文主要研究了改性碳纳米管(CNTs)修饰电极的制备及其电化学特性,并深入的探索了NO在不同种类CNTs修饰电极上的电催化氧化性能。为开发研制用于生物医学和环境检测的NO电化学传感器提供了理论依据。具体的研究内容主要集中在以下三个部分:(1)采用红外光谱、拉曼光谱、扫描电镜等技术对改性前后的单壁碳纳米管(SWCNTs)进行了表征。采用循环伏安(CV)和交流阻抗(EIS)法考察了NO在改性前后SWCNTs修饰电极上电氧化特性。实验结果表明,化学改性是改进NO在SWCNTs修饰电极上电氧化灵敏度的有效途径,依次对SWCNTs进行碱活化和羧基化处理,显著地提高了SWCNTs对NO的电催化活性。对NO电氧化过程机理的探讨表明,该电化学反应是一个有吸附作用影响的扩散控制过程。(2)研究了改性多壁碳纳米管(MWCNTs)修饰电极对NO的电催化氧化作用。MWCNTs作为修饰电极材料对NO电氧化有突出的电催化作用,而且也卓有成效地提高了检测NO的灵敏度。通过对NO在电极表面电氧化过程的探讨发现,NO与CNTs之间的同时存在着物理吸附和化学吸附;CNTs表面带有的不同有机基团可以影响吸附的形成。通过化学改性促进NO在电极表面的吸附可以提高CNTs修饰电极对NO的电催化活性,降低反应的活化能。(3)分别采用回流法和水热法对SWCNTs和MWCNTs进行了酰胺化改性。对比研究了酰胺化CNTs修饰电极对NO的电催化氧化作用。实验结果表明,CNTs修饰电极表面的酰胺基团能够促进NO的吸附和NO电氧化时电荷的转移,使反应容易进行。酰胺化CNTs修饰电极对NO的电催化活性受到酰胺基团上所连接的不同长度烷基链的空间位阻和给电子能力的协同作用影响。
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