本文關鍵詞：納米孔陣列薄膜的制備及其電化學性質

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【摘要】：本文在鍍金的氧化鋁模板表面,利用直流電沉積技術,制備了一系列的可轉移的納米孔陣列薄膜。在此基礎上,結合材料自身的特性,構筑了一系列的以多孔薄膜為基礎的納米器件,并對它們在不同電化學領域下的特性進行了研究。研究結果表明基于此方法構筑的多孔薄膜器件在納米科技中有著潛在的應用前景。本論文的具體研究內容如下:(1)采用二次陽極氧化技術,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。進而在制備的AAO模板表面濺射一層厚度約為30nm的Au作為導電電極,利用電沉積技術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-轉移技術將Fe_2O_3/Au薄膜轉移到了ITO表面,構筑了基于Fe_2O_3/Au的無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構,這使得薄膜表面非常的粗糙和疏松。XRD、TEM、SAED分析技術均表明,Fe_2O_3/Au為多晶結構。Fe_2O_3/Au薄膜對抗壞血酸的探測表現(xiàn)出優(yōu)異的電化學催化特性:靈敏度高達1281.9μA mM-1 cm-2,線性范圍為25μM to 10 mM,探測極限為1μM。該實驗結果表明,此傳感器是一種非常優(yōu)異的探測AA的器件。(2)以氧化鋁模板為基礎,利用直流電沉積技術制備了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-轉移的技術將PtFe/Au納米孔陣列薄膜轉移到了ITO表面,構筑了基于PtFe/Au的甲醇催化劑電極。堿性環(huán)境中的電化學測試表明,PtFe/Au納米孔陣列薄膜對甲醇催化表現(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合金化和納米孔結構對材料催化性能的重要性。(3)以氧化鋁模板為基礎,利用直流電沉積技術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-轉移技術將NiO/Au納米孔陣列薄膜轉移到了ITO表面,構筑了基于NiO/Au的電化學電容器。堿性環(huán)境中的電化學測試表明,NiO/Au薄膜是一種非常優(yōu)異的電化學電容器,充電電流為0.02mA時,體積比電容高達8.8×102 F/cm3;經過一百次的循環(huán)充放電之后,電容的放電時間基本保持不變,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。
【關鍵詞】：氧化鋁模板 電沉積 生物傳感器 甲醇催化 電化學電容
【學位授予單位】：西南大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：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10-14
• 1.2 納米孔陣列薄膜的性質14-16
• 1.2.1 電學性質14-15
• 1.2.2 光學特性15
• 1.2.3 磁學特性15-16
• 1.3 納米材料在電化學領域的應用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 納米電化學電容18
• 1.4 本論文的選題意義和研究內容18-21
• 1.4.1 本論文的選題意義18-19
• 1.4.2 本論文的主要研究內容19-21
• 第二章 Fe_2O_3/Au納米孔陣列薄膜的制備及對抗壞血酸的探測21-28
• 2.1 引言21
• 2.2 實驗部分21-23
• 2.2.1 陽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薄膜對抗壞血酸探測性能的研究25-27
• 2.4 本章小結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 實驗部分28-29
• 3.3 結果與討論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32-33
• 第四章 NiO/Au納米孔陣列薄膜的制備及其電化學電容性能33-38
• 4.1 前言33
• 4.2 實驗部分33-34
• 4.3 結果與討論34-37
• 4.3.1 NiO/Au薄膜的表征34-35
• 4.3.2 NiO/Au薄膜的電化學電容性能的研究35-37
• 4.4 本章小結37-38
• 第五章 全文總結與展望38-40
• 參考文獻40-48
• 研究生期間發(fā)表論文48-49
• 致謝49

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