金属有机骨架衍生的 NiFe2O4/Co9S8复合催化剂的合成及其电催化析氧性能

以金属有机骨架(metal-organic frameworks, MOFs)化合物为前驱体, 通过退火、硫化等后续处理方法成功制备了由 NiFe₂O₄ 纳米棒与 Co₉S₈ 空心球组装而成的杂化纳米结构. 该复合催化剂因具有较大的比表面积以及各组分间强力的协同作用, 在电催化析氧反应(oxygen evolution reaction, OER)中表现出了优异的催化活性. 在 1 mol/L KOH 电解质中, 当电流密度达到 10 mA/cm² 时, 仅需 290 mV 的过电位, 且 Tafel 斜率仅为 63.02 mV/dec. 此外, 1 000 次循环伏安(cyclic voltammetry, CV)测试后仍然具有良好的催化活性, 表明该复合催化剂具有优异的稳定性. 研究成果不仅为设计廉价、高效且稳定的析氧催化剂提供了设计思路, 也为其他新型纳米复合材料的合成和应用奠定了基础.     

纳米晶CoB粉末的制备、表征及电催化析氧性能研究

通过无水氯化钴和硼氢化钠固相反应制备纳米晶CoB粉末,系统研究微观结构及电催化析氧性能。研究表明,纳米晶CoB粉末在1.0 mol/L KOH碱性环境中,电流密度为10 mA·cm^-2时,过电位为280 mV,Tafel斜率为75.89 mV dec^-1,该值优于商业RuO₂的过电位323 mV和Tafel斜率108.09 mV dec^-1,表明纳米晶CoB粉末具有良好的析氧活性。该电催化剂具有良好的稳定性和循环耐久性。     

Mo掺杂CoSe2纳米片阵列的制备及电催化性质研究

利用一步水热法在碳布上制备了不同Mo掺杂量的CoSe₂纳米片阵列,并对其电催化性质进行了详细研究.结果表明,当Mo物质的量为0.3 mmol时,样品具有最佳的HER催化活性和OER催化活性.在10 mA/cm²的电流密度下,HER过电势为135 mV;在50 mA/cm²的电流密度下,OER过电势为350 mV.     

磷化钴/碳纳米管纳米复合电极材料的电催化制氢性能研究

采用化学气相沉积法,在316L不锈钢基底上原位生长碳纳米管,然后在一定浓度的CoSO_4、NaH_2PO_2、NaOAc混合溶液中,用电化学沉积法在碳纳米管表面负载磷化钴纳米颗粒,得到磷化钴/碳纳米管复合结构。利用SEM、EDS和拉曼光谱,对CoP/CNTs复合材料的形貌、成分及物相组成进行分析;通过阴极极化曲线、交流阻抗等电化学测试,重点考察了复合电极在0.5mol/L H_2SO_4溶液中的电催化析氢性能。结果表明,所制CoP/CNTs复合结构中,CoP呈颗粒状均匀分布在CNTs表面;CoP的引入提高了碳纳米管材料的电催化性能,当沉积圈数为4圈时,所制CoP/CNTs复合电极具有最佳的电催化活性;极化曲线测试表明,该电极在电流密度为10mV·cm~(-2)时的过电位与沉积2圈和6圈的CoP/CNTs复合电极相比,正移了约140 mV和90mV,同时也呈现出良好的循环稳定性。     

聚多巴胺-银纳米粒子修饰电极的制备及对氟他胺的电化学传感检测

利用聚合物原位化学还原法,制备了聚多巴胺(PDA)功能化银纳米粒子(AgNPs)复合材料修饰金电极(GE),并用扫描电子显微镜(SEM)对所合成材料的形貌进行表征,通过电化学交流阻抗(EIS)及伏安法研究该修饰电极电化学性质及对氟他胺(FLT)的电催化性能.结果表明,该修饰电极对FLT的还原具有良好的电催化作用,可用于FLT的电化学传感检测,其对FLT的线性响应范围为1.6~70.0μmol·L~(-1),检测限为0.7μmol·L~(-1)(S/N=3),且具有良好的抗干扰性、重现性和稳定性.因此,PDA-AgNPs纳米复合材料在氟他胺传感检测方面具有很好的应用前景.     

基于聚多巴胺/纳米银修饰的多壁碳纳米管电化学传感器用于检测对苯二酚

本工作成功开发了一种基于多壁碳纳米管/聚多巴胺/银纳米粒子复合材料(MWCNTs/PDA/AgNPs)和壳聚糖(CS)的新型电化学传感器,并用于对苯二酚的检测.在最佳实验条件下,对苯二酚的峰电流与其浓度在0.20～2.72μmol/L范围内呈良好的线性关系,检出限为11.6 nmol/L.结果表明该传感器对对苯二酚有良好的电催化性能,且该传感器具有较好的稳定性、重现性和准确性,具有潜在的应用价值.     

基于银纳米颗粒/铜纳米线复合材料的电化学无酶葡萄糖传感器

以抗坏血酸为还原剂在均匀的铜纳米线(CuNWs)表面将硝酸银还原，成功制备出不同负载量的Ag纳米颗粒均匀生长在铜纳米线(AgNPs/CuNWs)上的复合材料.利用循环伏安法检测AgNPs/CuNWs修饰电极对葡萄糖的电催化性能，发现Ag颗粒负载量质量分数为5.57%时具有最佳的电流响应，同时对葡萄糖分子表现出良好的电催化活性，灵敏度高达693.1μA (mmol/L)^-1 cm^-2,宽线性范围0.01～4.18 mmol/L,低检测限为3.4μmol/L(S/N>3),对血液中的一些干扰物具有出色的抗干扰性，并具有超过两周的高稳定性.此无酶葡萄糖传感器表现出良好的稳定性和高选择性，在电化学无酶葡萄糖检测中具有良好的应用前景.     

AuNPs/PEI/GO纳米复合物修饰电极的制备及电化学应用

利用高分子聚合物壳聚糖链上富含的氨基修饰石墨烯,制备了具有独特性质的石墨烯基纳米复合材料,并利用壳聚糖对金纳米粒子良好的保护作用,使金纳米粒子固载到石墨烯纳米复合材料的表面,合成了一种具有生物相容性的金纳米粒子/氧化石墨烯纳米复合材料.同时,利用UV-vis、FT-IR、Zeta电位仪、XRD粉末衍射仪、TEM等对所制备石墨烯基纳米复合材料进行了表征.结果表明,PEI/GO/GC,AuNPs/PEI/GO/GC修饰电极对H2O2具有更好的电化学催化性能.     

三维多孔结构氧化石墨烯-二茂铁的合成及其过氧化氢化学传感

利用一步法制备了三维多孔结构的氧化石墨烯-二茂铁纳米复合材料,并利用其构建了过氧化氢电化学传感器。实验结果表明,该纳米复合材料具有三维多孔的结构,因而具有更大的比表面积,提供了更多的电化学活性位点,有利于电子的传输,并对过氧化氢具有良好的电催化活性。其对过氧化氢浓度响应的线性范围为25.0μmol/L~3.0 mmol/L,检测限约为3.5μmol/L。此材料合成方法简单,构建的过氧化氢传感器具有响应快、稳定性好、灵敏度高、重现性好等特点。     

在超临界流体中将PtRu纳米粒子沉积在石墨烯片层及其电催化性能研究

在超临界二氧化碳的辅助下,使用乙酰丙酮铂和乙酰丙酮钌作为前驱体,甲醇作为共溶剂,H2作为还原剂,在200℃将PtRu纳米颗粒还原负载在石墨烯（EG）上.制备产物的形貌和微结构用X射线衍射（XRD）、X射线光电子能谱（XPS）和透射电子显微镜（TEM）进行了分析.同时,用相同的方法制备了PtRu/C（炭黑Vulcan XC-72）复合材料,将其与PtRu/EG对于甲醇氧化的电催化活性和稳定性也通过循环伏安和计时电流法进行了比较.研究证实,用超临界流体方法沉积在石墨烯上的PtRu纳米颗粒具有较小的平均粒径和尺寸分布.与PtRu/C相比,PtRu/EG复合材料对于甲醇电氧化展示出更高的电催化活性和稳定性.