本文關(guān)鍵詞：多酸功能化石墨烯復(fù)合材料的制備及其電催化性能研究

  更多相關(guān)文章： 多酸 石墨烯 功能化 復(fù)合材料 電催化

【摘要】：多金屬氧酸鹽(POMs)具有優(yōu)異的氧化還原活性,可以在不影響其本身特征結(jié)構(gòu)的前提下實(shí)現(xiàn)多電子可逆的氧化還原反應(yīng)過程,這些特性使得多金屬氧酸鹽在電催化領(lǐng)域有著潛在的應(yīng)用價(jià)值。然而,由于多酸較低的比表面積和較高的水溶性大大的降低了它的活性和穩(wěn)定性,從而限制了在電催化領(lǐng)域中的應(yīng)用。為了能夠提高多酸的電催化活性與穩(wěn)定性,我們需要選擇一個(gè)合適的載體來負(fù)載多酸。石墨烯是一種單原子層厚度形成的蜂窩狀網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的特殊材料,具有大的比表面積,高的電導(dǎo)率和穩(wěn)定性,在許多領(lǐng)域引起了人們極大的關(guān)注。因此,石墨烯可以作為一種優(yōu)秀的催化劑載體來負(fù)載多酸。本文中,我們利用經(jīng)濟(jì)易得的硫脲作為還原劑,通過簡(jiǎn)單的的化學(xué)還原法制得了多酸功能化的石墨烯復(fù)合材料,即首先磷鉬酸被硫脲還原變成雜多藍(lán),接著氧化石墨烯被雜多藍(lán)部分還原形成疏水性的還原的氧化石墨烯,從而將多酸組裝在還原的石墨烯層間,即可得到預(yù)期的磷鋁酸功能化的石墨烯復(fù)合材料(PMo~(12)-rGO)。該方法簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)、適合類似結(jié)構(gòu)的多酸,為多酸功能化石墨烯復(fù)合材料的制備提供了新的思路和方法。通過進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn),多酸功能化的石墨烯復(fù)合材料可以簡(jiǎn)單分散在乙醇溶液中并滴在玻碳電極表面制得該復(fù)合材料修飾的玻碳電極,由于碳材料與玻碳電極表面有著較強(qiáng)的作用力,因此該電極有著較強(qiáng)的穩(wěn)定性,同時(shí)與純多酸修飾電極相比,該電極對(duì)亞硝酸根和過氧化氫有著更優(yōu)異的電催化活性。這主要是由于以下幾點(diǎn)：1.石墨烯較高的電導(dǎo)率可以加速目標(biāo)分子與電極之間電子的轉(zhuǎn)移。2.均勻分散的、小尺寸的PMo~(12)有助于提高該材料的電催化活性。3.更重要的一點(diǎn)是,具有褶皺的,多孔的,與紙一樣的形態(tài)結(jié)構(gòu)PMo~(12)-rGO有利于提高電極的活性表面積,也就是說,主要提高了該復(fù)合材料的催化電流密度,從而提高了PMo~(12)-rGO的電催化活性。
【關(guān)鍵詞】：多酸 石墨烯 功能化 復(fù)合材料 電催化
【學(xué)位授予單位】：東北師范大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：O643.36
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第一章 引言8-24
• 1.1 多金屬氧酸鹽的電催化研究概述8-12
• 1.1.1 多金屬氧酸鹽的概述8-9
• 1.1.2 多酸的電化學(xué)9-10
• 1.1.3 多酸的電催化10-12
• 1.2 石墨烯材料的研究概述12-21
• 1.2.1 石墨烯的概述12-13
• 1.2.2 石墨烯的性質(zhì)13-16
• 1.2.3 石墨烯的制備方法16-18
• 1.2.4 石墨烯的功能化18-20
• 1.2.5 石墨烯的電催化20-21
• 1.3 石墨烯納米復(fù)合材料的研究21-23
• 1.4 選題目的和依據(jù)23
• 1.5 實(shí)驗(yàn)試劑與測(cè)試方法23-24
• 1.5.1 實(shí)驗(yàn)試劑23
• 1.5.2 測(cè)試儀器23-24
• 第二章 多酸功能化石墨烯復(fù)合材料的制備24-30
• 2.1 引言24
• 2.2 實(shí)驗(yàn)部分24-25
• 2.2.1 氧化石墨烯(GO)的制備24
• 2.2.2 多酸功能化石墨烯(PMo_(12)-rGO)的制備24-25
• 2.2.3 還原氧化石墨烯(rGO)的制備25
• 2.3 結(jié)果與討論25-29
• 2.3.1 石墨烯材料的表征25-29
• 2.4 小結(jié)29-30
• 第三章 多酸功能化石墨烯復(fù)合材料電催化性質(zhì)研究30-38
• 3.1 引言30
• 3.2 修飾電極的制備30-31
• 3.2.1 PMo_(12)-rGO修飾電極和rGO修飾電極的制備30
• 3.2.2 PMo_(12)修飾電極的制備30-31
• 3.3 結(jié)果與討論31-37
• 3.3.1 修飾電極的電化學(xué)性質(zhì)31-33
• 3.3.2 pH值對(duì)PMo_(12)-rGO-GCE電化學(xué)行為的影響33-34
• 3.3.3 PMo_(12)-rGO-GCE的穩(wěn)定性34-35
• 3.3.4 PMo_(12)-rGO-GCE的電催化活性35-37
• 3.4 本章小結(jié)37-38
• 第四章 結(jié)論38-39
• 參考文獻(xiàn)39-46
• 致謝46-47
• 在學(xué)期間公開發(fā)表論文及著作情況47

【相似文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 ;科學(xué)家首次用納米管制造出石墨烯帶[J];電子元件與材料;2009年06期

2 ;石墨烯研究取得系列進(jìn)展[J];高科技與產(chǎn)業(yè)化;2009年06期

3 ;新材料石墨烯[J];材料工程;2009年08期

4 ;日本開發(fā)出在藍(lán)寶石底板上制備石墨烯的技術(shù)[J];硅酸鹽通報(bào);2009年04期

5 馬圣乾;裴立振;康英杰;;石墨烯研究進(jìn)展[J];現(xiàn)代物理知識(shí);2009年04期

6 傅強(qiáng);包信和;;石墨烯的化學(xué)研究進(jìn)展[J];科學(xué)通報(bào);2009年18期

7 ;納米中心石墨烯相變研究取得新進(jìn)展[J];電子元件與材料;2009年10期

8 徐秀娟;秦金貴;李振;;石墨烯研究進(jìn)展[J];化學(xué)進(jìn)展;2009年12期

9 張偉娜;何偉;張新荔;;石墨烯的制備方法及其應(yīng)用特性[J];化工新型材料;2010年S1期

10 萬勇;馬廷燦;馮瑞華;黃健;潘懿;;石墨烯國際發(fā)展態(tài)勢(shì)分析[J];科學(xué)觀察;2010年03期

中國重要會(huì)議論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 成會(huì)明;;石墨烯的制備與應(yīng)用探索[A];中國力學(xué)學(xué)會(huì)學(xué)術(shù)大會(huì)'2009論文摘要集[C];2009年

2 錢文;郝瑞;侯仰龍;;液相剝離制備高質(zhì)量石墨烯及其功能化[A];中國化學(xué)會(huì)第27屆學(xué)術(shù)年會(huì)第04分會(huì)場(chǎng)摘要集[C];2010年

3 張甲;胡平安;王振龍;李樂;;石墨烯制備技術(shù)與應(yīng)用研究的最新進(jìn)展[A];第七屆中國功能材料及其應(yīng)用學(xué)術(shù)會(huì)議論文集（第3分冊(cè)）[C];2010年

4 趙東林;白利忠;謝衛(wèi)剛;沈曾民;;石墨烯的制備及其微波吸收性能研究[A];第七屆中國功能材料及其應(yīng)用學(xué)術(shù)會(huì)議論文集（第7分冊(cè)）[C];2010年

5 沈志剛;李金芝;易敏;;射流空化方法制備石墨烯研究[A];顆粒學(xué)最新進(jìn)展研討會(huì)——暨第十屆全國顆粒制備與處理研討會(huì)論文集[C];2011年

6 王冕;錢林茂;;石墨烯的微觀摩擦行為研究[A];2011年全國青年摩擦學(xué)與表面工程學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2011年

7 趙福剛;李維實(shí);;樹枝狀結(jié)構(gòu)功能化石墨烯[A];2011年全國高分子學(xué)術(shù)論文報(bào)告會(huì)論文摘要集[C];2011年

8 吳孝松;;碳化硅表面的外延石墨烯[A];2011中國材料研討會(huì)論文摘要集[C];2011年

9 周震;;后石墨烯和無機(jī)石墨烯材料:計(jì)算與實(shí)驗(yàn)的結(jié)合[A];中國化學(xué)會(huì)第28屆學(xué)術(shù)年會(huì)第4分會(huì)場(chǎng)摘要集[C];2012年

10 周琳;周璐珊;李波;吳迪;彭海琳;劉忠范;;石墨烯光化學(xué)修飾及尺寸效應(yīng)研究[A];2011中國材料研討會(huì)論文摘要集[C];2011年

中國重要報(bào)紙全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 姚耀;石墨烯研究取得系列進(jìn)展[N];中國化工報(bào);2009年

2 劉霞;韓用石墨烯制造出柔性透明觸摸屏[N];科技日?qǐng)?bào);2010年

3 記者 王艷紅;“解密”石墨烯到底有多奇妙[N];新華每日電訊;2010年

4 本報(bào)記者 李好宇 張們捷(實(shí)習(xí)) 特約記者 李季;石墨烯未來應(yīng)用的十大猜想[N];電腦報(bào);2010年

5 證券時(shí)報(bào)記者 向南;石墨烯貴過黃金15倍 生產(chǎn)不易炒作先行[N];證券時(shí)報(bào);2010年

6 本報(bào)特約撰稿 吳康迪;石墨烯 何以結(jié)緣諾貝爾獎(jiǎng)[N];計(jì)算機(jī)世界;2010年

7 記者 謝榮　通訊員 夏永祥 陳海泉 張光杰;石墨烯在泰實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化[N];泰州日?qǐng)?bào);2010年

8 本報(bào)記者 紀(jì)愛玲;石墨烯：市場(chǎng)未啟 炒作先行[N];中國高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)導(dǎo)報(bào);2011年

9 周科競(jìng);再說石墨烯的是與非[N];北京商報(bào);2011年

10 王小龍;新型石墨烯材料薄如紙硬如鋼[N];科技日?qǐng)?bào);2011年

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 呂敏;雙層石墨烯的電和磁響應(yīng)[D];中國科學(xué)技術(shù)大學(xué);2011年

2 羅大超;化學(xué)修飾石墨烯的分離與評(píng)價(jià)[D];北京化工大學(xué);2011年

3 唐秀之;氧化石墨烯表面功能化修飾[D];北京化工大學(xué);2012年

4 王崇;石墨烯中缺陷修復(fù)機(jī)理的理論研究[D];吉林大學(xué);2013年

5 盛凱旋;石墨烯組裝體的制備及其電化學(xué)應(yīng)用研究[D];清華大學(xué);2013年

6 姜麗麗;石墨烯及其復(fù)合薄膜在電極材料中的研究[D];西南交通大學(xué);2015年

7 姚成立;多級(jí)結(jié)構(gòu)石墨烯/無機(jī)非金屬復(fù)合材料的仿生合成及機(jī)理研究[D];安徽大學(xué);2015年

8 伊丁;石墨烯吸附與自旋極化的第一性原理研究[D];山東大學(xué);2015年

9 梁巍;基于石墨烯的氧還原電催化劑的理論計(jì)算研究[D];武漢大學(xué);2014年

10 王義;石墨烯的模板導(dǎo)向制備及在電化學(xué)儲(chǔ)能和腫瘤靶向診療方面的應(yīng)用[D];復(fù)旦大學(xué);2014年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 詹曉偉;碳化硅外延石墨烯以及分子動(dòng)力學(xué)模擬研究[D];西安電子科技大學(xué);2011年

2 王晨;石墨烯的微觀結(jié)構(gòu)及其對(duì)電化學(xué)性能的影響[D];北京化工大學(xué);2011年

3 苗偉;石墨烯制備及其缺陷研究[D];西北大學(xué);2011年

4 蔡宇凱;一種新型結(jié)構(gòu)的石墨烯納米器件的研究[D];南京郵電大學(xué);2012年

5 金麗玲;功能化石墨烯的酶學(xué)效應(yīng)研究[D];蘇州大學(xué);2012年

6 黃凌燕;石墨烯拉伸性能與尺度效應(yīng)的研究[D];華南理工大學(xué);2012年

7 劉汝盟;石墨烯熱振動(dòng)分析[D];南京航空航天大學(xué);2012年

8 雷軍;碳化硅上石墨烯的制備與表征[D];西安電子科技大學(xué);2012年

9 于金海;石墨烯的非共價(jià)功能化修飾及載藥系統(tǒng)研究[D];青島科技大學(xué);2012年

10 李晶;高分散性石墨烯的制備[D];上海交通大學(xué);2013年

，

本文編號(hào)：662199