本文關鍵詞：納米半導體—石墨烯修飾旋轉環(huán)盤電極的制備及其分析應用

  更多相關文章： 修飾旋轉環(huán)-盤電極 納米半導體 還原石墨烯 光催化 光電催化 電極反應機理 電催化測定 有機污染物

【摘要】：旋轉環(huán)盤電極(rotating ring-disk electrode,RRDE)技術是一種既能對分析物進行成分分析,又能對電極反應機理進行研究的獨特手段!在有機污染物氧化還原中間體的檢測研究中有著非常重要的學術意義和應用價值。本碩士學位論文是在幾種納米半導體與石墨烯的復合材料成功制備的基礎上,將所得復合材料用于修飾旋轉環(huán)盤電極,實現了幾種有機污染物光電催化降解后的成分分析以及電極反應機理的研究。主要內容包括:1.Cu_2O-rGO納米復合材料修飾旋轉環(huán)盤電極的構建及其在光電催化分析對苯二酚中的應用溶液法利用L-抗壞血酸將氧化石墨烯(GO)和Cu(II)分別還原為還原石墨烯(rGO)和氧化亞銅(Cu_2O),制得用于電極修飾的納米復合材料Cu_2O-rGO;采用透射電鏡(TEM)、高分辨透射電鏡(HRTEM)、X射線光電子能譜分析(XPS)和X射線粉末衍射(XRD)等手段對Cu_2O-rGO的形貌與結構進行了表征;用Cu_2O-rGO修飾RRDE的盤電極,采用動力學示差脈沖法研究了對苯二酚(HQ)在可見光下的電化學行為。結果表明HQ在Cu_2O-rGO修飾的盤電極上發(fā)生了光電催化降解反應,并生成了電活性中間產物偏苯三酚(HHQ),然后HHQ被強制對流傳質至環(huán)電極,在+0.02 V(vs.Ag/AgCl)產生明顯氧化電流信號。在最優(yōu)條件下,該氧化峰電流與HQ的濃度在5.0×10-6~1.0×10-3 M范圍內成線性關系,檢測限為1.0×10-8 M(S/N=3),重現性良好。2.MoS_2-rGO納米復合材料修飾旋轉環(huán)盤電極的制備及其在光電催化分析對氯苯酚中的應用以Na2MoO4·2H_2O為鉬源、硫脲為硫源,與GO在中性條件下,水熱法一步合成了MoS_2-rGO納米復合材料;用SEM、TEM和XRD對MoS_2-rGO進行了形貌和結構的表征;成功地構建了MoS_2-rGO修飾的RRDE,并實現了對對氯苯酚(4-CP)的光電催化降解分析。結果表明4-CP在MoS_2-rGO修飾的盤電極上發(fā)生光電催化降解反應,并通過空白Pt環(huán)電極實現了盤電極上降解產生的電活性中間產物的檢測,進而有望實現對4-CP的光電催化降解機理的研究。3.CuAu-ZnO-rGO納米復合材料的合成及其對增強光催化降解性能的研究以油胺(OLA)同時作為協調配體、還原劑和限制配體,采用溶液兩步法合成了一種新型基于雙金屬合金、納米半導體和石墨烯的CuAu-ZnO-r GO納米復合材料;用紫外-可見光譜(UV-Visible)、XRD、XPS、TEM、HRTEM、能量色散X射線分析(EDX)對CuAu-ZnO-r GO進行了形貌和組成分析;實驗發(fā)現CuAu-ZnO-rGO對于在模擬太陽光下有機染料甲基橙、亞甲基藍、靛藍、日落黃和檸檬黃的光催化降解,表現出光催化活性增強的特性,其原因是CuAu,ZnO和rGO三者之間的協同效應。
【關鍵詞】：修飾旋轉環(huán)-盤電極 納米半導體 還原石墨烯 光催化 光電催化 電極反應機理 電催化測定 有機污染物
【學位授予單位】：蘭州大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：O657.1
【目錄】：

• 中文摘要4-6
• Abstract6-11
• 第一章 緒論11-37
• 1.1 旋轉環(huán)-盤電極11-18
• 1.1.1 旋轉環(huán)-盤電極的結構11-12
• 1.1.2 旋轉圓盤電極12-13
• 1.1.3 旋轉環(huán)-盤電極的理論基礎13-14
• 1.1.4 旋轉環(huán)-盤電極的應用14-17
• 1.1.5 旋轉環(huán)-盤電極技術的發(fā)展17-18
• 1.2 納米半導體材料18-25
• 1.2.1 納米半導體材料概述18-19
• 1.2.2 氧化亞銅19-21
• 1.2.3 二硫化鉬21-22
• 1.2.4 氧化鋅22-25
• 1.3 石墨烯25-29
• 1.3.1 石墨烯的概述25-26
• 1.3.2 石墨烯的制備26-27
• 1.3.3 石墨烯的應用27-29
• 1.4 本論文的選題依據和研究內容29-30
• 參考文獻30-37
• 第二章 Cu_2O-rGO復合物修飾旋轉環(huán)盤電極的構建及其在光電催化分析對苯二酚中的應用37-53
• 2.1 引言37-38
• 2.2 實驗部分38-39
• 2.2.1 儀器和試劑38
• 2.2.2 CuAu-rGO納米復合材料的合成38-39
• 2.2.3 光電化學測試39
• 2.3 結果與討論39-49
• 2.3.1 Cu_2O-rGO的表征39-42
• 2.3.2 HQ在Cu_2O-rGO修飾PtRRDE上的電化學行為42-47
• 2.3.3 HQ在Cu_2O-rGO修飾PtRRDE上的電極反應機理討論47-48
• 2.3.4 電催化測定HQ48-49
• 2.4 結論49-50
• 參考文獻50-53
• 第三章 MoS_2-rGO納米復合材料修飾旋轉環(huán)盤電極的制備及其在對氯苯酚光電催化分析中的應用53-62
• 3.1 引言53-54
• 3.2 實驗部分54-55
• 3.2.1 儀器和試劑54
• 3.2.2 MoS_2-rGO納米復合材料的合成54
• 3.2.3 MoS_2-rGO修飾旋轉環(huán)-盤電極的制備54-55
• 3.2.4 光電化學測試55
• 3.3 結果與討論55-59
• 3.3.1 MoS_2-rGO的表征55-57
• 3.3.2 MoS_2-rGO對 4-CP的光催化降解行為57-58
• 3.3.3 4-CP在MoS_2-rGO修飾PtRRDE上的電化學行為58-59
• 3.4 結論59-60
• 參考文獻60-62
• 第四章 CuAu-ZnO-rGO納米復合材料的合成及其對增強光催化降解性能的研究62-79
• 4.1 引言62-63
• 4.2 實驗部分63-65
• 4.2.1 儀器和試劑63
• 4.2.2 CuAu-ZnO-rGO納米復合材料的合成63-64
• 4.2.3 染料降解的評估64-65
• 4.3 結果與討論65-75
• 4.3.1 CuAu雙金屬合金的表征65-68
• 4.3.2 CuAu-ZnO-rGO的表征68-71
• 4.3.3 CuAu-ZnO-rGO的光催化性能71-74
• 4.3.4 CuAu-ZnO-rGO光催化機理討論74-75
• 4.4 結論75-76
• 參考文獻76-79
• 第五章 結論與展望79-81
• 5.1 結論79
• 5.2 展望79-81
• 在學期間的研究成果81-82
• 致謝82

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本文編號：653581