本文關鍵詞：多酸功能化石墨烯復合材料的制備及其電催化性能研究

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【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構的前提下實現(xiàn)多電子可逆的氧化還原反應過程,這些特性使得多金屬氧酸鹽在電催化領域有著潛在的應用價值。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域中的應用。為了能夠提高多酸的電催化活性與穩(wěn)定性,我們需要選擇一個合適的載體來負載多酸。石墨烯是一種單原子層厚度形成的蜂窩狀網(wǎng)狀結構的特殊材料,具有大的比表面積,高的電導率和穩(wěn)定性,在許多領域引起了人們極大的關注。因此,石墨烯可以作為一種優(yōu)秀的催化劑載體來負載多酸。本文中,我們利用經(jīng)濟易得的硫脲作為還原劑,通過簡單的的化學還原法制得了多酸功能化的石墨烯復合材料,即首先磷鉬酸被硫脲還原變成雜多藍,接著氧化石墨烯被雜多藍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,即可得到預期的磷鋁酸功能化的石墨烯復合材料(PMo~(12)-rGO)。該方法簡單、經(jīng)濟、適合類似結構的多酸,為多酸功能化石墨烯復合材料的制備提供了新的思路和方法。通過進一步研究發(fā)現(xiàn),多酸功能化的石墨烯復合材料可以簡單分散在乙醇溶液中并滴在玻碳電極表面制得該復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的作用力,因此該電極有著較強的穩(wěn)定性,同時與純多酸修飾電極相比,該電極對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：1.石墨烯較高的電導率可以加速目標分子與電極之間電子的轉移。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.更重要的一點是,具有褶皺的,多孔的,與紙一樣的形態(tài)結構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。
【關鍵詞】：多酸 石墨烯 功能化 復合材料 電催化
【學位授予單位】：東北師范大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：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 石墨烯納米復合材料的研究21-23
• 1.4 選題目的和依據(jù)23
• 1.5 實驗試劑與測試方法23-24
• 1.5.1 實驗試劑23
• 1.5.2 測試儀器23-24
• 第二章 多酸功能化石墨烯復合材料的制備24-30
• 2.1 引言24
• 2.2 實驗部分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 結果與討論25-29
• 2.3.1 石墨烯材料的表征25-29
• 2.4 小結29-30
• 第三章 多酸功能化石墨烯復合材料電催化性質研究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 結果與討論31-37
• 3.3.1 修飾電極的電化學性質31-33
• 3.3.2 pH值對PMo_(12)-rGO-GCE電化學行為的影響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37-38
• 第四章 結論38-39
• 參考文獻39-46
• 致謝46-47
• 在學期間公開發(fā)表論文及著作情況47

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