本文關(guān)鍵詞：石墨烯制備及其電催化應(yīng)用，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：石墨烯(Graphene)是一種由單層碳原子構(gòu)成的二維碳基納米材料，因其優(yōu)異導(dǎo)電性、極高機(jī)械強(qiáng)度和較大比表面積，，被認(rèn)為是一種理想的新型電極修飾材料而廣泛應(yīng)用于電化學(xué)領(lǐng)域。本論文采用化學(xué)還原法成功制備石墨烯，并就石墨烯修飾玻碳電極（石墨烯/玻碳電極）對(duì)p-苯二酚和Cr(VI)的電催化作用進(jìn)行了探究。其主要工作如下： ①以石墨粉為原料，采用氧化-分散-還原法，用氨水代替劇毒物水合肼還原氧化石墨烯(Graphene Oxide)制備石墨烯。通過(guò)傅立葉紅外光譜、拉曼光譜、X-射線衍射和比表面分析對(duì)石墨烯結(jié)構(gòu)進(jìn)行表征。結(jié)果表明，氧化石墨烯為黃色膠體溶液，具有明顯丁達(dá)爾效應(yīng)。石墨烯為黑色分散液，不易發(fā)生團(tuán)聚，比表面積達(dá)202m~2/g。相對(duì)水合肼還原法，此法環(huán)境友好性高、價(jià)格低廉，為新型材料石墨烯制備提供了新的參考。 ②利用掃描電鏡、原子力顯微鏡對(duì)石墨烯/玻碳電極的表面形貌予以表征，運(yùn)用電化學(xué)測(cè)試技術(shù)探究石墨烯/玻碳電極對(duì)p-苯二酚的電催化氧化性能。結(jié)果表明，石墨烯/玻碳電極表面的部分石墨烯相互交疊在一起，形成10nm左右厚的片層。p-苯二酚在此修飾電極上的氧化還原峰電流均增大，峰電位差△E_p減小165mV，說(shuō)明石墨烯/玻碳電極對(duì)p-苯二酚具有顯著電催化作用，使p-苯二酚的電化學(xué)氧化可逆性明顯改善。差分脈沖伏安結(jié)果表明p-苯二酚氧化峰電流與其濃度在5.0×10~(-6)mol/L～1.0×10~(-4)mol/L范圍內(nèi)成良好線性關(guān)系，檢出限達(dá)1.0×10~(-7)mol/L。 ③采用循環(huán)伏安法和差分脈沖陰極溶出伏安法分別研究了石墨烯/玻碳電極的有效表面積和Cr(VI)在石墨烯/玻碳電極上的電化學(xué)行為。結(jié)果表明，優(yōu)化試驗(yàn)條件下，石墨烯/玻碳電極的有效表面積為0.155cm~2，比裸玻碳電極增大了15.7%，同時(shí)Cr(VI)在石墨烯/玻碳電極上的還原峰電位正移116mV，峰電流增大約8倍，表明石墨烯/玻碳電極對(duì)Cr(VI)具有明顯電催化還原作用。差分脈沖陰極溶出伏安結(jié)果表明Cr(VI)的還原峰電流與其濃度在2.0×10~(-7)mol/L～1.0×10~(-3)mol/L范圍內(nèi)呈良好線性關(guān)系(R=0.997)，檢出限達(dá)1.5×10~(-7)mol/L。本研究?jī)?nèi)容為食品、環(huán)境及生命科學(xué)領(lǐng)域監(jiān)測(cè)危害物質(zhì)提供了一種良好途徑。
【關(guān)鍵詞】：石墨烯 電催化 p-苯二酚 Cr(Ⅵ)
【學(xué)位授予單位】：重慶大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2012
【分類(lèi)號(hào)】：O613.71;O643.36
【目錄】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-9
• 1 緒論9-19
• 1.1 石墨烯概述9-10
• 1.2 石墨烯制備方法10-14
• 1.2.1 微機(jī)械剝離法10-11
• 1.2.2 化學(xué)氣相沉積法11
• 1.2.3 氧化-分散-還原法11-12
• 1.2.4 外延生長(zhǎng)法12
• 1.2.5 電弧放電法12-13
• 1.2.6 碳納米管軸向打開(kāi)法13
• 1.2.7 全有機(jī)合成法13-14
• 1.3 石墨烯——新型電極修飾材料14
• 1.4 石墨烯在電分析化學(xué)中的應(yīng)用14-17
• 1.4.1 重金屬離子的檢測(cè)15
• 1.4.2 酚類(lèi)有機(jī)物的檢測(cè)15-16
• 1.4.3 過(guò)氧化氫和 NADH 的檢測(cè)16
• 1.4.4 葡萄糖的檢測(cè)16-17
• 1.4.5 DNA 的檢測(cè)17
• 1.4.6 其他檢測(cè)17
• 1.5 本文研究?jī)?nèi)容及方法17-19
• 2 石墨烯制備19-29
• 2.1 引言19-20
• 2.2 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容20-23
• 2.2.1 儀器與試劑20-21
• 2.2.2 石墨烯的合成21-22
• 2.2.3 氧化石墨烯和石墨烯的結(jié)構(gòu)表征22-23
• 2.3 結(jié)果與討論23-28
• 2.3.1 丁達(dá)爾效應(yīng)23
• 2.3.2 氧化石墨烯和石墨烯薄膜23-24
• 2.3.3 紅外光譜表征24-25
• 2.3.4 拉曼光譜表征25-26
• 2.3.5 X 射線衍射結(jié)構(gòu)表征26-27
• 2.3.6 石墨烯孔結(jié)構(gòu)特征27-28
• 2.4 本章小結(jié)28-29
• 3 石墨烯修飾電極對(duì) p-苯二酚電催化氧化初探29-41
• 3.1 引言29-30
• 3.2 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容30-32
• 3.2.1 儀器與試劑30-31
• 3.2.2 玻碳電極預(yù)處理31
• 3.2.3 修飾電極的制備31-32
• 3.2.4 循環(huán)伏安法和差分脈沖伏安法研究修飾電極對(duì) p-苯二酚的電催化32
• 3.3 結(jié)果與討論32-40
• 3.3.1 石墨烯修飾電極表面形貌特征32-33
• 3.3.2 石墨烯修飾電極的交流阻抗33-35
• 3.3.3 石墨烯修飾電極和碳納米管修飾電極對(duì) p-苯二酚的電催化35-36
• 3.3.4 p-苯二酚在石墨烯修飾電極上的電化學(xué)行為36-39
• 3.3.5 標(biāo)準(zhǔn)曲線39
• 3.3.6 p-苯二酚在石墨烯修飾電極表面反應(yīng)與催化機(jī)理探討39-40
• 3.4 本章小結(jié)40-41
• 4 Cr(Ⅵ)在石墨烯修飾電極上的電化學(xué)行為41-51
• 4.1 引言41-42
• 4.2 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容42-43
• 4.2.1 儀器與試劑42-43
• 4.2.2 石墨烯/玻碳電極的制備43
• 4.2.3 石墨烯/玻碳電極在鐵氰化鉀溶液中的電化學(xué)行為43
• 4.2.4 差分脈沖陰極溶出伏安法研究 Cr(Ⅵ)的電化學(xué)行為43
• 4.3 結(jié)果與討論43-50
• 4.3.1 石墨烯修飾電極的有效表面積43-44
• 4.3.2 電解質(zhì)種類(lèi)的選擇44-45
• 4.3.3 Cr(Ⅵ)測(cè)定條件的優(yōu)化45-47
• 4.3.4 Cr(Ⅵ)的差分脈沖陰極溶出伏安響應(yīng)47
• 4.3.5 線性范圍與檢出限47-49
• 4.3.6 干擾實(shí)驗(yàn)49
• 4.3.7 樣品分析49
• 4.3.8 Cr(Ⅵ)在石墨烯/玻碳電極上的催化反應(yīng)機(jī)理探討49-50
• 4.4 本章小結(jié)50-51
• 5 結(jié)論與展望51-53
• 5.1 結(jié)論51-52
• 5.2 展望52-53
• 致謝53-54
• 參考文獻(xiàn)54-59
• 附錄59
• A. 作者在攻讀學(xué)位期間發(fā)表的論文目錄59

【參考文獻(xiàn)】

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中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前1條

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  本文關(guān)鍵詞：石墨烯制備及其電催化應(yīng)用，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號(hào)：378704