本文關(guān)鍵詞：基于銅及氧化亞銅復(fù)合材料制備及催化行為研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：銅基納米材料因其原料豐富、價(jià)格低廉并展現(xiàn)出不同于宏觀材料的優(yōu)良物理化學(xué)性質(zhì),受到科研工作者的廣泛關(guān)注。作為一種過(guò)渡金屬,銅基納米材料具有優(yōu)良的催化、電學(xué)、力學(xué)和光學(xué)性能,是貴金屬的理想替代材料,常被應(yīng)用于電催化劑、電子電路、傳感器和表面增強(qiáng)拉曼散射等領(lǐng)域。氧化亞銅作為一種典型的直接帶隙p型半導(dǎo)體材料,禁帶寬度約為2.2 eV,對(duì)可見(jiàn)光具有較高的吸收效率,在光催化劑、太陽(yáng)能電池和氣體傳感器領(lǐng)域受到人們的廣泛關(guān)注。納米復(fù)合材料通常包含具有納米尺寸的多種組分,不僅具有組分材料自身特性,還能夠通過(guò)組分材料之間的協(xié)同作用獲得更優(yōu)異的性能或者產(chǎn)生新的特性。本論文采用簡(jiǎn)單的濕化學(xué)法制備銅納米線復(fù)合材料和氧化亞銅納米復(fù)合材料,并將其作為催化劑,探討納米復(fù)合材料結(jié)構(gòu)與催化性能之間的關(guān)系。主要研究?jī)?nèi)容包括以下方面:1.通過(guò)簡(jiǎn)單的一步濕化學(xué)法制備一維銅納米線/二維還原氧化石墨烯復(fù)合材料,銅納米具有光滑的表面并附著在卷曲的還原氧化石墨烯平面上。將該銅納米線/還原氧化石墨烯復(fù)合材料應(yīng)用于電催化氧化葡萄糖,由于銅納米線良好的催化活性、一維方向卓越的導(dǎo)電性以及還原氧化石墨烯在二維方向上快速電子傳輸、比表面積大等優(yōu)點(diǎn),使得該復(fù)合材料相對(duì)于單純銅納米線展現(xiàn)出更加優(yōu)異的催化性能。隨后,我們探究了復(fù)合材料中不同銅納米線與還原氧化石墨烯質(zhì)量比對(duì)復(fù)合材料電催化氧化葡萄糖性能的影響。在恒電位0.58 V,最佳比例的銅納米線/還原氧化石墨烯復(fù)合材料展現(xiàn)出最優(yōu)異的催化性能,具有高靈敏度(1625μA/(mM?cm-2))、低檢測(cè)極限(0.2μM)、線性范圍寬(11 mM)和響應(yīng)快速(3s)等特點(diǎn)。此外,該復(fù)合材料還表現(xiàn)對(duì)抗壞血酸、多巴胺和尿酸等干擾物良好的抗干擾性和穩(wěn)定性。因此,銅納米線/還原氧化石墨烯復(fù)合材料作為非酶葡萄糖傳感器具有潛在的應(yīng)用前景。2.采用銅納米線為犧牲模板,通過(guò)改進(jìn)的電流置換反應(yīng)并結(jié)合可肯達(dá)爾效應(yīng)制備一系列一維銅基納米異質(zhì)結(jié)構(gòu),包括:3-5 nm金納米粒子包裹的銅納米線、Au3Cu合金多孔納米管等一維異質(zhì)結(jié)構(gòu)。相對(duì)于采用硬模板法制備一維金屬納米異質(zhì)結(jié)構(gòu),該方法僅僅通過(guò)改變反應(yīng)物中Cu/HAuCl4的摩爾比,就能獲得不同形貌與結(jié)構(gòu)的一維銅基納米異質(zhì)結(jié)構(gòu)。此外,將這些一維銅基納米異質(zhì)結(jié)構(gòu)應(yīng)用于催化還原對(duì)硝基苯酚,比單純銅納米線展現(xiàn)出更好的催化性能。其中Au3Cu合金多孔納米管由于其特殊的納米多孔結(jié)構(gòu)與組分協(xié)同作用,具有最優(yōu)異的催化活性。3.以空心金納米粒子作為等離子體核心,外延生長(zhǎng)Cu2O殼層,制備空心Au@Cu2O核殼納米粒子。通過(guò)調(diào)控形貌參數(shù)如空心金尺寸、殼層Cu2O厚度與形貌,獲得形貌各異的空心Au@Cu2O核殼納米粒子,并展現(xiàn)出形貌依賴的光學(xué)特性,使得空心金納米粒子表面等離子體共振峰的調(diào)控范圍從可見(jiàn)光區(qū)擴(kuò)展至近紅外光區(qū)。此外,我們使用時(shí)域有限差分法(FDTD)理論模擬空心Au@Cu2O核殼納米粒子消光光譜,結(jié)果與實(shí)驗(yàn)光譜相當(dāng)吻合。最后將該核殼納米粒子作為光催化劑降解有機(jī)染料甲基橙,由于肖特基勢(shì)壘和等離子體誘導(dǎo)能量轉(zhuǎn)移效應(yīng)共同作用,使得該催化劑比純Cu2O納米粒子表現(xiàn)出更強(qiáng)的光催化能力。
【關(guān)鍵詞】：銅納米線 石墨烯 金納米粒子 氧化亞銅 催化性能
【學(xué)位授予單位】：浙江理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TB33;O643.36
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-10
• 第一章 緒論10-27
• 1.1 銅納米材料的基本性質(zhì)10-11
• 1.2 銅納米線制備方法簡(jiǎn)介11-13
• 1.3 銅納米線復(fù)合材料研究進(jìn)展13-16
• 1.3.1 銅納米線復(fù)合材料制備13-15
• 1.3.2 銅納米線復(fù)合材料的催化性能及應(yīng)用15-16
• 1.4 銅氧化物簡(jiǎn)介16
• 1.5 氧化亞銅納米晶制備方法簡(jiǎn)介16-18
• 1.6 氧化亞銅納米復(fù)合材料研究進(jìn)展18-21
• 1.6.1 氧化亞銅納米復(fù)合材料的制備18-19
• 1.6.2 氧化亞銅納米復(fù)合材料的催化性能及應(yīng)用19-21
• 1.7 本論文的研究意義及內(nèi)容21-23
• 參考文獻(xiàn)23-27
• 第二章 銅納米線/還原氧化石墨烯復(fù)合材料的制備及葡萄糖傳感行為研究27-44
• 2.1 引言27-28
• 2.2 實(shí)驗(yàn)部分28-30
• 2.2.1 實(shí)驗(yàn)試劑及表征儀器28-29
• 2.2.2 氧化石墨烯的制備29
• 2.2.3 銅納米線及銅納米線/石墨烯復(fù)合材料制備29-30
• 2.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及討論30-38
• 2.3.1 樣品微觀結(jié)構(gòu)表征30-32
• 2.3.2 電化學(xué)性能測(cè)試32-36
• 2.3.3 催化劑穩(wěn)定性和抗干擾性測(cè)試36-38
• 2.4 本章小結(jié)38-40
• 參考文獻(xiàn)40-44
• 第三章 一維銅-金納米異質(zhì)結(jié)構(gòu)制備及催化性能研究44-58
• 3.1 引言44-45
• 3.2 實(shí)驗(yàn)部分45-46
• 3.2.1 實(shí)驗(yàn)試劑及表征儀器45
• 3.2.2 銅-金一維納米異質(zhì)結(jié)構(gòu)制備45-46
• 3.2.3 銅-金一維納米異質(zhì)結(jié)構(gòu)催化還原對(duì)硝基苯酚性能測(cè)試46
• 3.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及討論46-54
• 3.3.1 銅-金一維納米異質(zhì)結(jié)構(gòu)的微觀結(jié)構(gòu)46-50
• 3.3.2 銅-金一維納米異質(zhì)結(jié)構(gòu)的催化性能50-54
• 3.4 本章小結(jié)54-55
• 參考文獻(xiàn)55-58
• 第四章 空心金@氧化亞銅核殼納米粒子制備及光催化性能研究58-85
• 4.1 引言58-59
• 4.2 實(shí)驗(yàn)部分59-61
• 4.2.1 實(shí)驗(yàn)試劑及表征儀器59
• 4.2.2 空心金納米粒子的制備59-60
• 4.2.3 空心金@氧化亞銅核殼納米粒子制備60
• 4.2.4 氧化亞銅納米粒子制備60-61
• 4.2.5 光催化性能測(cè)試61
• 4.3 數(shù)值模擬61-62
• 4.3.1 時(shí)域有限差分法（FDTD）61
• 4.3.2 核殼納米粒子消光光譜計(jì)算61-62
• 4.4 結(jié)果討論62-78
• 4.4.1 空心Au@Cu_2O核殼納米粒子結(jié)構(gòu)特征62-69
• 4.4.2 空心Au@Cu_2O核殼納米粒子的光學(xué)特性69-73
• 4.4.3 空心Au@Cu_2O核殼納米粒子的催化性能73-78
• 4.5 本章小結(jié)78-79
• 參考文獻(xiàn)79-85
• 第五章 結(jié)論85-86
• 攻讀碩士學(xué)位期間主要的研究成果86-87
• 致謝87

【相似文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 劉浪;王劍華;陳添才;陸威;顧琳;;徑跡刻蝕模板法制備銅納米線[J];南方金屬;2009年04期

2 張穎;閻子峰;;銅納米線的制備、特性及應(yīng)用(上)[J];石油化工;2009年09期

3 張穎;閻子峰;;銅納米線的制備、特性及應(yīng)用(下)[J];石油化工;2009年10期

4 Cheryl W.Kaften;;銅納米線技術(shù)助推降低太陽(yáng)能產(chǎn)品成本[J];低碳世界;2011年08期

5 韓晶晶;;銅納米線新屏幕[J];科技創(chuàng)業(yè);2011年12期

6 楊光;周偉斌;王強(qiáng);;銅納米線透明導(dǎo)電膜的制備與性能[J];機(jī)械工程材料;2012年12期

7 楊連金;裴立宅;樊傳剛;王季芬;;水熱條件對(duì)鍺酸銅納米線花形成的影響[J];中國(guó)材料進(jìn)展;2011年04期

8 田霞;崔俊芝;關(guān)曉飛;;單晶銅納米線彎曲、扭轉(zhuǎn)的變形機(jī)制的分子動(dòng)力學(xué)研究[J];中國(guó)科學(xué):物理學(xué) 力學(xué) 天文學(xué);2012年09期

9 林金堂;;銅納米線的制備及其場(chǎng)發(fā)射特性研究[J];電子元件與材料;2013年09期

10 陳遠(yuǎn)銘;羅有萍;么小江;;<111>軸銅納米線能量分布特征的原子模擬研究[J];贛南師范學(xué)院學(xué)報(bào);2008年06期

中國(guó)重要會(huì)議論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前4條

1 閆長(zhǎng)領(lǐng);孟婷婷;劉t

本文編號(hào)：359605