發(fā)布時間：2018-02-03 23:15

  本文關鍵詞： 石墨烯 復合材料 葡萄糖無酶檢測 超級電容器 金屬氧化物　出處：《青島科技大學》2015年碩士論文　論文類型：學位論文

【摘要】：石墨烯作為目前最理想的二維納米材料,具有獨特的結構和眾多優(yōu)異性質,自發(fā)現(xiàn)已來就引起了全世界的研究熱潮。石墨烯的二維結構非常適合不同形貌納米材料的負載,并且其極好的電導率可以提高材料的導電性。多組分的復合材料可以發(fā)揮各組分的優(yōu)勢,實現(xiàn)不同材料之間的協(xié)同效應,彌補了單一材料無法滿足各方面性能需求的缺點。各種方法被用來合成石墨烯復合材料,其中電化學方法具有成本低、操作簡便、產(chǎn)物純度高等優(yōu)點,可以直接生長在不同的基底表面。本論文主要通過簡單的電化學方法在泡沫鎳表面控制合成具有較高電化學活性的石墨烯薄膜,進一步電化學合成具有優(yōu)秀電化學性能的石墨烯/Co(OH)2納米片復合材料和石墨烯/Mn2O3納米片復合材料,并將其應用于電化學傳感和超級電容器中。主要的研究結果如下：1.通過兩步電沉積法成功制備了石墨烯/Co(OH)2納米片復合材料。通過掃描電子顯微鏡、拉曼光譜、X射線衍射等手段證實了其結構與組成成分,以其作為電極材料應用于超級電容器中,交流阻抗測試表明石墨烯的加入提高了Co(OH)2納米片的導電性。該電極材料在電流密度為2Ag-1時,比容量達到857.1 F g-1,并具有良好的循環(huán)穩(wěn)定性。2.將得到的石墨烯/Co(OH)2納米片復合材料應用于葡萄糖的無酶檢測研究中。研究結果表明,石墨烯/Co(OH)2納米片復合材料對葡萄糖具有超高的檢測靈敏度,檢測限低至0.1 μM(S/N-5),并具有良好的選擇性和長期穩(wěn)定性,有望用于實際樣品中葡萄糖的無酶檢測。3.通過電化學方法快速合成了石墨烯/Mn2O3納米片復合材料。掃描電子顯微鏡、X射線衍射等表征結果顯示三維多孔Mn2O3納米片均勻負載于石墨烯薄膜上。循環(huán)伏安測試表明,與單一材料相比,石墨烯/Mn2O3納米片復合材料的電化學性能提高,這是兩種材料協(xié)同作用的結果。充放電測試表明,石墨烯/Mn2O3納米片復合材料的在1Ag-1下,比容量為114.3 F g-1,說明該電極材料有潛力應用于超級電容器中。
[Abstract]:Graphene as the most ideal two-dimensional nanomaterials has unique structure and many excellent properties. The two-dimensional structure of graphene is very suitable for the loading of nanomaterials with different morphologies. And its excellent conductivity can improve the conductivity of materials. Multicomponent composites can play the advantages of each component to achieve the synergy between different materials. All kinds of methods have been used to synthesize graphene composites, among which electrochemical method has the advantages of low cost, simple operation and high purity. In this thesis, graphene thin films with high electrochemical activity were synthesized on the surface of nickel foam by simple electrochemical method. Further electrochemical synthesis of graphene / CoCoOHf2 nanocomposites and graphene / Mn2O3 nanocomposites with excellent electrochemical properties was carried out. The main results are as follows: 1. Graphene / CoCoOH was successfully prepared by two-step electrodeposition method. (2) Nanosheet composites. Scanning electron microscopy (SEM). The structure and composition of the supercapacitors were confirmed by Raman spectroscopy and X-ray diffraction, which were used as electrode materials in supercapacitors. Ac impedance test showed that the conductivity of Co(OH)2 nanoparticles was improved by the addition of graphene, and the specific capacity of the electrode material reached 857.1 F g -1 when the current density was 2 Ag-1. The graphene / CoCoOH2 nanocomposite was used in the enzymatic detection of glucose. The graphene / CoCoOH2 nanocomposite has a high sensitivity to glucose detection, the detection limit is as low as 0.1 渭 m ~ (-1) S / N ~ (-5), and it has good selectivity and long-term stability. It is expected to be used for enzymatic detection of glucose in practical samples. 3. Graphene / mn _ 2O _ 3 nanocomposites were synthesized by electrochemical method. Scanning electron microscopy (SEM) was used to prepare graphene / mn _ 2O _ 3 nanocomposites. X-ray diffraction and other characterization results showed that three-dimensional porous Mn2O3 nanoparticles were uniformly loaded on graphene film. Cyclic voltammetry showed that compared with a single material. The electrochemical properties of graphene / mn _ 2O _ 3 nanocomposites were improved, which was the result of the synergistic effect of the two materials. The specific capacity of graphene / mn _ 2O _ 3 nanocomposites is 114.3 F g ~ (-1) at 1Ag-1, which indicates that the electrode material has the potential to be used in supercapacitors.
【學位授予單位】：青島科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TQ127.11;TB33

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本文編號：1488621