本文關(guān)鍵詞：銅基復(fù)合電極制備及其電催化性能的研究

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【摘要】：銅在自然界中分布較廣,且對許多反應(yīng)均具有催化活性。本文主要通過電化學(xué)方法制備得到兩種銅復(fù)合電極,并探討復(fù)合電極在甲醇燃料電池、非酶葡萄糖傳感器和乙醇燃料電池領(lǐng)域中的應(yīng)用。直接甲醇燃料電池和直接乙醇燃料電池具有燃料來源豐富、易于攜帶存貯和功率密度高等優(yōu)點,在低溫燃料電池方向具有很好的應(yīng)用前景。目前燃料電池中使用的陽極催化劑主要還是鉑催化劑。鉑比其他金屬具有更高的催化活性,在燃料電池中具有良好的耐腐蝕性,但其價格昂貴,資源稀少。因此,為了降低燃料電池成本,我們有必要開發(fā)用量少、活性高的新型電催化劑。葡萄糖含量的檢測在醫(yī)療診斷、食品工業(yè)和生物技術(shù)等領(lǐng)域有著十分重要的應(yīng)用,而葡萄糖氧化酶的熱不穩(wěn)定和化學(xué)不穩(wěn)定限制了酶生物傳感器在葡萄糖連續(xù)檢測中的應(yīng)用。而非酶葡萄糖傳感器相對較穩(wěn)定,不易受到干擾,已引起越來越多的科研工作者的關(guān)注。因此,制備具有響應(yīng)迅速、靈敏度高、檢測限低、穩(wěn)定性好和成本低的非酶葡萄糖傳感器具有重要意義。本論文從催化劑復(fù)合結(jié)構(gòu)和載體材料等方面出發(fā)研究希望提高催化劑的催化活性、抗中毒能力和穩(wěn)定性,制備合成了Cu/聚2-氨基-5巰基-1,3,4-噻二唑(Cu/PAMT)和Pt-Cu,研究催化劑對甲醇氧化、葡萄糖氧化或乙醇氧化的催化性能,主要包括以下三個部分：(1)采用循環(huán)伏安法在碳糊電極表面修飾一層導(dǎo)電聚合膜PAMT后,再在析氫電勢下恒電勢沉積一層具有較多活性位點的納米銅,并通過掃描電子顯微鏡和X射線衍射儀對Cu/PAMT/sCPE的表面形貌和晶型進(jìn)行了表征。在堿性介質(zhì)中,通過循環(huán)伏安法、交流阻抗和計時電流法研究制備得到的Cu/PAMT/sCPE對甲醇氧化的電催化活性及穩(wěn)定性。結(jié)果表明,與Cu/sCPE相比,Cu/PAMT/sCPE對甲醇具有更高的催化活性和穩(wěn)定性。(2)將上述復(fù)合電極用作葡萄糖傳感器,在堿性介質(zhì)中,通過循環(huán)伏安法、微分脈沖伏安法和計時電流法研究Cu/PAMT/sCPE對葡萄糖氧化的電催化性能。通過與Cu/sCPE的對比,Cu/PAMT/sCPE對葡萄糖氧化具有更高的靈敏度、較寬的檢測范圍和相對較低的檢測限。(3)采用恒電勢法在碳糊電極表面沉積一層具有較多活性位點的納米銅,再在納米銅表面恒電勢沉積一層鉑,利用具有較多活性位點的銅來分散沉積鉑得到Pt-Cu。通過掃描電子顯微鏡對Pt-Cu/sCPE的表面形貌進(jìn)行了表征,得到的鉑的顆粒尺寸大大降低,大大增大了單位質(zhì)量鉑的比表面積,提高了該催化劑電催化乙醇氧化的催化活性。
【學(xué)位授予單位】：合肥工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：O646.54;TM911.4;TP212

【共引文獻(xiàn)】

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中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前6條

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8 黃靜偉;基于納米線/片的非酶葡萄糖傳感器研究[D];蘭州大學(xué);2014年

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本文編號：1196715