銅氧化物納米薄膜因其獨(dú)特的能帶結(jié)構(gòu)、多樣的形貌、納米尺寸效應(yīng)等特點(diǎn)在光電、超級電容、催化、傳感等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。本文采用陽極氧化法分別基于銅箔、泡沫銅構(gòu)筑了銅氧化物納米陣列薄膜,系統(tǒng)地研究了所獲得薄膜的形貌、物相、組成特征和光電化學(xué)性能;在銅氧化物納米陣列薄膜的基礎(chǔ)上采用水熱合成法構(gòu)筑Cu/Ni基納米復(fù)合薄膜,檢測并評價其超級電容特性;隨后以泡沫銅為基體材料,通過改變電解液成分調(diào)控氧化物薄膜的物相組成,進(jìn)一步對比研究了單相CuO電極材料的贗電容、無酶傳感性能;最后采用原位轉(zhuǎn)化法研究基于陽極氧化制備的CuO納米片陣列的金屬有機(jī)框架（MOFs）材料的合成工藝,探索Cu-MOFs材料新的制備方法。主要研究工作和成果如下:（1）系統(tǒng)研究了基于銅箔的電化學(xué)陽極氧化法原位構(gòu)筑銅氧化物納米薄膜的制備工藝,探討了工藝參數(shù)（電解液組成、電流密度、溫度、陽極氧化時間、添加劑量等）對薄膜形貌、組成的影響,分析了陽極氧化成膜機(jī)理,并進(jìn)一步研究了薄膜的光吸收特性和光電流效應(yīng)。研究獲得了優(yōu)化的陽極氧化制備參數(shù):陽極氧化電解液基本成分為150 g/L NaCl、40 g/L NaOH,0.5¹

【文章來源】：合肥工業(yè)大學(xué)安徽省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：145 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
致謝
摘要
abstract
1 緒論
    1.1 引言
    1.2 金屬氧化物
        1.2.1 金屬氧化物概述
        1.2.2 幾種典型的金屬氧化物
        1.2.3 金屬氧化物納米薄膜
        1.2.4 金屬氧化物納米薄膜構(gòu)筑方法
    1.3 陽極氧化銅納米薄膜
        1.3.1 氧化銅
        1.3.2 氧化亞銅
        1.3.3 納米銅氧化物的應(yīng)用
        1.3.4 陽極氧化銅納米薄膜的研究現(xiàn)狀
    1.4 金屬有機(jī)框架材料
        1.4.1 概述
        1.4.2 金屬有機(jī)框架材料應(yīng)用領(lǐng)域
        1.4.3 基于Cu的金屬有機(jī)框架材料的研究現(xiàn)狀
    1.5 本論文研究內(nèi)容及意義
    附：研究技術(shù)路線框圖
2 基于銅箔的銅氧化物納米薄膜陽極氧化法原位構(gòu)筑及光電化學(xué)性能
    2.1 引言
    2.2 實(shí)驗(yàn)方案實(shí)施
        2.2.1 實(shí)驗(yàn)方法
        2.2.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備與主要材料
    2.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論
        2.3.1 正交試驗(yàn)
        2.3.2 制備參數(shù)優(yōu)化
    2.4 銅陽極氧化薄膜生長機(jī)理
    2.5 銅陽極氧化納米薄膜的表征與分析
        2.5.1 XRD分析
        2.5.2 XPS分析
        2.5.3 TEM分析
    2.6 銅陽極氧化納米薄膜的光電化學(xué)特性
        2.6.1 吸收光譜
        2.6.2 光電效應(yīng)
    2.7 陽極氧化薄膜物相調(diào)控初探
        2.7.1 陰離子交換膜在銅陽極氧化制備中的應(yīng)用
        2.7.2 葡萄糖對陽極氧化制備銅氧化物薄膜的影響
    2.8 本章小結(jié)
3 NiOOH改性的CuO/Cu_2O納米陣列薄膜合成與超級電容特性
    3.1 引言
    3.2 CuO/Cu_2O納米陣列薄膜水熱沉積鎳化合物的制備
        3.2.1 CuO/Cu_2O納米陣列薄膜基片的制備
        3.2.2 NiOOH@CuO/Cu_2O納米陣列的合成
    3.3 CuO/Cu_2O納米陣列薄膜水熱沉積鎳化合物表征與分析
        3.3.1 形貌
        3.3.2 物相與顯微結(jié)構(gòu)
    3.4 CuO/Cu_2O納米陣列薄膜水熱沉積鎳化合物形成機(jī)理
    3.5 NiOOH@CuO/Cu_2O納米陣列薄膜的超級電容特性
        3.5.1 循環(huán)伏安曲線
        3.5.2 恒電流充放電
        3.5.3 阻抗與循環(huán)穩(wěn)定性
    3.6 本章小結(jié)
4 一步法制備單相氧化銅納米薄膜及贗電容、無酶傳感性能
    4.1 引言
    4.2 基于泡沫銅的銅氧化物納米陣列薄膜的陽極氧化制備
        4.2.1 基于泡沫銅的銅氧化物納米陣列薄膜制備方法
        4.2.2 基于泡沫銅的銅氧化物納米陣列薄膜顯微形貌
        4.2.3 基于泡沫銅的銅氧化物納米陣列薄膜生長過程中物相分析
    4.3 鉬酸銨在陽極氧化法制備銅氧化物納米陣列薄膜上的應(yīng)用
        4.3.1 鉬酸銨對陽極氧化法制備銅氧化物薄膜形貌的影響
        4.3.2 鉬酸銨對陽極氧化銅氧化物物相組成和薄膜結(jié)構(gòu)的影響
        4.3.3 鉬酸銨對陽極氧化銅氧化物薄膜生長過程的影響
    4.4 基于泡沫銅的陽極氧化薄膜的贗電容性能
    4.5 基于CuO納米片陣列薄膜電極葡萄糖無酶傳感性能初探
        4.5.1 基于CuO納米片陣列薄膜傳感電極的制備
        4.5.2 基于CuO納米片陣列薄膜傳感電極對葡萄糖的安培響應(yīng)性能
        4.5.3 基于CuO納米片陣列薄膜傳感電極的線性和抗干擾性
    4.6 本章小結(jié)
5 基于陽極氧化CuO納米片陣列的Cu多孔多面體材料的制備與表征
    5.1 引言
    5.2 基于CuO納米片陣列的HKUST-1材料的原位轉(zhuǎn)化
        5.2.1 基于CuO納米片陣列的HKUST-1材料的制備流程
        5.2.2 溫度對HKUST-1轉(zhuǎn)化的影響
        5.2.3 時間對HKUST-1形貌的影響
    5.3 多孔CuO多面體的制備
    5.4 本章小結(jié)
6 全文總結(jié)與展望
    6.1 全文總結(jié)
    6.2 創(chuàng)新之處
    6.3 工作展望
參考文獻(xiàn)
攻讀博士學(xué)位期間的學(xué)術(shù)活動及成果情況


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]基于聚多巴胺/銅微粒自組裝多層膜的無酶葡萄糖傳感器[J]. 羅明榮,王良良,張亞靜,趙爽.  分析化學(xué). 2016(06)
[2]金屬氧化物異質(zhì)結(jié)氣體傳感器氣敏增強(qiáng)機(jī)理[J]. 唐偉,王兢.  物理化學(xué)學(xué)報(bào). 2016(05)
[3]溶劑熱法制備金屬有機(jī)框架HKUST-1及其析氫性能[J]. 聶明,陸順,李慶,劉曉衛(wèi),杜勝娟.  中國科學(xué):化學(xué). 2016(04)
[4]陽極氧化法制備閥金屬氧化物納米管的機(jī)理及影響因素[J]. 李力成,方東,李廣忠,劉瑞娜,劉素琴,徐衛(wèi)林.  化學(xué)進(jìn)展. 2016(04)
[5]Cu-MOF前驅(qū)法制備CuO-TiO2及其光催化產(chǎn)氫性能[J]. 王萌,徐律,周燕南,劉紅,黎軍,陸小華.  南京工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2016(02)
[6]MOF作模板制備多孔Au/CuxO催化劑及其CO氧化性能[J]. 劉朋飛,張所瀛,楊祝紅,陸小華.  化工學(xué)報(bào). 2016(06)
[7]AZ31鎂合金表面鉬酸鹽轉(zhuǎn)化膜的制備與耐蝕性能[J]. 劉俊瑤,李錕,雷霆.  粉末冶金材料科學(xué)與工程. 2016(01)
[8]合成工藝對金屬有機(jī)骨架材料HKUST-1的影響[J]. 梁淑君,韓海軍,劉英利,霍啟煌.  中北大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2016(01)
[9]金屬有機(jī)框架化合物HKUST-1的快速合成[J]. 游佳勇,張?zhí)煊?劉艷鳳,李彬,趙振東,黃俊浩.  高�；瘜W(xué)工程學(xué)報(bào). 2015(05)
[10]孔隙結(jié)構(gòu)可調(diào)的Cu2O球狀納米結(jié)構(gòu)及其NO2氣體傳感性質(zhì)（英文）[J]. 張東鳳,張巖,張華,齊娟娟,商旸,郭林.  物理化學(xué)學(xué)報(bào). 2015(10)

博士論文
[1]過渡金屬基MOFs材料的制備及其綠色催化應(yīng)用研究[D]. 齊悅.北京科技大學(xué) 2016
[2]半導(dǎo)體金屬氧化物納米結(jié)構(gòu)的構(gòu)筑及其光電化學(xué)性能的研究[D]. 王娟.華南理工大學(xué) 2014
[3]金屬氧化物納米結(jié)構(gòu)的熱氧化法制備、生長機(jī)制及功能特性[D]. 鐘明龍.華南理工大學(xué) 2012
[4]TiO2納米管陣列的可控制備及氣敏性能研究[D]. 王巖.合肥工業(yè)大學(xué) 2012
[5]納米銅及氧化（亞）銅薄膜的微觀結(jié)構(gòu)及性能[D]. 張會平.吉林大學(xué) 2007

碩士論文
[1]銅氧化物薄膜制備與性能研究[D]. 郭存亞.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2014
[2]不同形貌、不同組分氧化亞銅的制備及其光催化性能研究[D]. 代佳.西南交通大學(xué) 2013
[3]WO3納米片陣列薄膜的制備及其光電化學(xué)性能研究[D]. 楊嬌.中南大學(xué) 2013
[4]CuO薄膜的制備及特性研究[D]. 張君善.陜西師范大學(xué) 2012
[5]基于鎳與均苯三甲酸的金屬—有機(jī)框架的合成與性質(zhì)[D]. 魏峰.東北師范大學(xué) 2012
[6]氧化亞銅納米八面體的可控制備、生長機(jī)理及光學(xué)性能的研究[D]. 杜慶田.青島大學(xué) 2012
[7]HKUST-1納米結(jié)構(gòu)的制備、表征和氫氣吸附性能研究[D]. 杜海強(qiáng).南京大學(xué) 2011
[8]橫向非均勻納米硅（nc-Si）薄膜和氧化亞銅薄膜的制備及其特性研究[D]. 劉立慧.陜西師范大學(xué) 2011
[9]納米半導(dǎo)體氧化亞銅的制備、表征及光電性能分析研究[D]. 耿巍.蘭州大學(xué) 2010
[10]多晶硅太陽電池制作及氧化亞銅薄膜制備研究[D]. 孫杰.陜西師范大學(xué) 2010



本文編號：3497563