本文關(guān)鍵詞：納米孔陣列薄膜的制備及其電化學(xué)性質(zhì)

  更多相關(guān)文章： 氧化鋁模板 電沉積 生物傳感器 甲醇催化 電化學(xué)電容

【摘要】：本文在鍍金的氧化鋁模板表面,利用直流電沉積技術(shù),制備了一系列的可轉(zhuǎn)移的納米孔陣列薄膜。在此基礎(chǔ)上,結(jié)合材料自身的特性,構(gòu)筑了一系列的以多孔薄膜為基礎(chǔ)的納米器件,并對(duì)它們?cè)诓煌娀瘜W(xué)領(lǐng)域下的特性進(jìn)行了研究。研究結(jié)果表明基于此方法構(gòu)筑的多孔薄膜器件在納米科技中有著潛在的應(yīng)用前景。本論文的具體研究?jī)?nèi)容如下:(1)采用二次陽(yáng)極氧化技術(shù),在0.3mol/L草酸50V電壓條件下,制備了高度有序的AAO模板。模板的孔間距約為120nm,孔徑約為70nm。進(jìn)而在制備的AAO模板表面濺射一層厚度約為30nm的Au作為導(dǎo)電電極,利用電沉積技術(shù)以及隨后的退火氧化過程制備了Fe_2O_3/Au納米孔陣列薄膜。隨后用堿性溶液將作為基底支撐的氧化鋁模板完全去除干凈,利用漂浮-轉(zhuǎn)移技術(shù)將Fe_2O_3/Au薄膜轉(zhuǎn)移到了ITO表面,構(gòu)筑了基于Fe_2O_3/Au的無(wú)酶型抗壞血酸傳感器電極。SEM圖片表明,薄膜的孔洞按規(guī)則的六角密排順序排列,孔間距約為120nm,孔徑約為50nm,且沿著孔洞的方向,薄膜呈現(xiàn)出不平整的山巒起伏結(jié)構(gòu),這使得薄膜表面非常的粗糙和疏松。XRD、TEM、SAED分析技術(shù)均表明,Fe_2O_3/Au為多晶結(jié)構(gòu)。Fe_2O_3/Au薄膜對(duì)抗壞血酸的探測(cè)表現(xiàn)出優(yōu)異的電化學(xué)催化特性:靈敏度高達(dá)1281.9μA mM-1 cm-2,線性范圍為25μM to 10 mM,探測(cè)極限為1μM。該實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,此傳感器是一種非常優(yōu)異的探測(cè)AA的器件。(2)以氧化鋁模板為基礎(chǔ),利用直流電沉積技術(shù)制備了Pt Fe/Au納米孔陣列薄膜。用堿性溶液將氧化鋁去除后,利用漂浮-轉(zhuǎn)移的技術(shù)將PtFe/Au納米孔陣列薄膜轉(zhuǎn)移到了ITO表面,構(gòu)筑了基于PtFe/Au的甲醇催化劑電極。堿性環(huán)境中的電化學(xué)測(cè)試表明,PtFe/Au納米孔陣列薄膜對(duì)甲醇催化表現(xiàn)出較高的電流密度(59.0 mA/cm2),明顯優(yōu)于PtFe/Au平面薄膜(2.87m A/cm-2)和Pt/Au納米孔陣列薄膜(10.9 mA/cm-2)的甲醇催化活性,有力的證明了Pt Fe合金化和納米孔結(jié)構(gòu)對(duì)材料催化性能的重要性。(3)以氧化鋁模板為基礎(chǔ),利用直流電沉積技術(shù)以及隨后的退火氧化過程制備了NiO/Au納米孔陣列薄膜。用堿性溶液將作為基底支撐的氧化鋁模板去除后,利用漂浮-轉(zhuǎn)移技術(shù)將NiO/Au納米孔陣列薄膜轉(zhuǎn)移到了ITO表面,構(gòu)筑了基于NiO/Au的電化學(xué)電容器。堿性環(huán)境中的電化學(xué)測(cè)試表明,NiO/Au薄膜是一種非常優(yōu)異的電化學(xué)電容器,充電電流為0.02mA時(shí),體積比電容高達(dá)8.8×102 F/cm3;經(jīng)過一百次的循環(huán)充放電之后,電容的放電時(shí)間基本保持不變,僅同比下降了1.4%,表現(xiàn)為較高的比電容和良好的循環(huán)伏安穩(wěn)定性。
【關(guān)鍵詞】：氧化鋁模板 電沉積 生物傳感器 甲醇催化 電化學(xué)電容
【學(xué)位授予單位】：西南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TB383.2;O646
【目錄】：

• 摘要6-8
• Abstract8-10
• 第一章 緒論10-21
• 1.1 納米材料及其制備技術(shù)10-14
• 1.1.1 納米材料及其基本物理特性10
• 1.1.2 納米薄膜材料的制備技術(shù)10-14
• 1.2 納米孔陣列薄膜的性質(zhì)14-16
• 1.2.1 電學(xué)性質(zhì)14-15
• 1.2.2 光學(xué)特性15
• 1.2.3 磁學(xué)特性15-16
• 1.3 納米材料在電化學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用16-18
• 1.3.1 納米生物傳感器16-17
• 1.3.2 納米燃料電池17-18
• 1.3.3 納米電化學(xué)電容18
• 1.4 本論文的選題意義和研究?jī)?nèi)容18-21
• 1.4.1 本論文的選題意義18-19
• 1.4.2 本論文的主要研究?jī)?nèi)容19-21
• 第二章 Fe_2O_3/Au納米孔陣列薄膜的制備及對(duì)抗壞血酸的探測(cè)21-28
• 2.1 引言21
• 2.2 實(shí)驗(yàn)部分21-23
• 2.2.1 陽(yáng)極氧化鋁模板的制備21-22
• 2.2.2 Fe_2O_3/Au薄膜的制備22-23
• 2.3 結(jié)果與討論23-27
• 2.3.1 Fe_2O_3/Au薄膜的表征23-25
• 2.3.2 Fe_2O_3/Au薄膜對(duì)抗壞血酸探測(cè)性能的研究25-27
• 2.4 本章小結(jié)27-28
• 第三章 Pt Fe/Au納米孔陣列薄膜的制備及其甲醇催化性能28-33
• 3.1 引言28
• 3.2 實(shí)驗(yàn)部分28-29
• 3.3 結(jié)果與討論29-32
• 3.3.1 PtFe/Au薄膜的表征29-31
• 3.3.2 PtFe/Au薄膜的甲醇催化性能研究31-32
• 3.4 本章小結(jié)32-33
• 第四章 NiO/Au納米孔陣列薄膜的制備及其電化學(xué)電容性能33-38
• 4.1 前言33
• 4.2 實(shí)驗(yàn)部分33-34
• 4.3 結(jié)果與討論34-37
• 4.3.1 NiO/Au薄膜的表征34-35
• 4.3.2 NiO/Au薄膜的電化學(xué)電容性能的研究35-37
• 4.4 本章小結(jié)37-38
• 第五章 全文總結(jié)與展望38-40
• 參考文獻(xiàn)40-48
• 研究生期間發(fā)表論文48-49
• 致謝49

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