双层聚吡咯/普鲁士蓝复合膜的制备与性能研究

采用层层电沉积方法制备了双层聚吡咯/普鲁士蓝复合膜修饰复合陶瓷碳电极(D-Ppy/PB/CCE),采用循环伏安法和计时安培法研究了修饰电极对过氧化氢(H2O2)的电催化性能,并优化了制备修饰电极的实验条件.结果表明,第一层Ppy膜提高了PB在电极表面的分散性;第二层Ppy膜的存在极大地提高了修饰电极的化学及电化学稳定性.该修饰电极对H2O2的还原有良好的电催化活性,安培法检测H2O2的线性范围为2.0×10-6～2.5×10-3mol/L,检出限为6.5×10-7 mol/L,灵敏度为3 593.2μA/(mmol/L)cm2.     

对苯二酚在金纳米粒子/碳纳米管修饰玻碳电极上的电化学行为

制备了金纳米粒子/碳纳米管复合膜修饰的玻碳电极(GNP/CNT/GC),研究该电极上对苯二酚的电化学行为。结果表明:复合膜修饰玻碳电极综合了碳纳米管和金纳米粒子的电催化活性,提高了对苯二酚电化学反应的可逆性,增强了电化学信号,与空白玻碳电极相比,氧化电流增加6倍;对苯二酚在GNP/CNT/GC电极上的电化学反应:低浓度(5×10~(-5)mol/L)时对苯二酚的电极反应受扩散过程控制,而高浓度(5×10~(-4)mol/L)时对苯二酚的电极反应受吸附过程控制。此外还研究了碳纳米管用量,复合膜的层数,扫速等条件对电化学响应信号的影响。     

3 巯基丙酸自组装金电极的制备及其对尿酸的电化学

采取自组装的方法制备3 巯基丙酸（3 mercaptoacetic propionic acid,MPA）自组装膜修饰金电极,进而采用循环伏安、交流阻抗等电化学方法对该电极进行表征,计算电极有效表面积为1.97×10-2 cm2.研究了尿酸（uric acid,UA）在该修饰电极上的电化学行为,结果表明,MPA/SAM/Au电极具有良好的稳定性和电化学活性,在pH=6.0的磷酸氢二钠 柠檬酸（Na2HPO4 C6H8O7）缓冲溶液中,相比裸金电极,MPA/SAM/Au电极对UA响应的峰电流较大.其氧化峰电流与尿酸的浓度在1.6×10-4～1×10-6 mol/L浓度范围内呈良好的线性关系,线性回归方程为ip/(μA)=0.738 9+0.040 46 c0/(μmol/L),相关系数R=0.998 6,检测限为5×10-7 mol/L.     

自组装3-氨丙基三甲氧基硅烷-磷钼酸膜修饰电极

通过在C-O-Si键在电化学活化玻碳电极表面自组装3-氨丙基三甲氧基硅烷(3-aminopropyltrimethoxysilane, APMS),再于其表面连接Keggin型结构杂多酸阴离子PMo12O403-,制备了复合膜修饰玻碳电极,采用XPS和循环伏安法研究了复合膜的基本性质。结果表明,PMo₁₂O₄₀^3-通过库仑作用力与APMS的表面-NH₂结合 (PMo₁₂O₄₀^3--APMS),可极大提高电极的稳定性,与溶液中的PMo₁₂O₄₀^3-相比,PMo₁₂O₄₀^3--APMS修饰电极表现出具有较小峰-峰分裂的PMo₁₂O₄₀^3-的三对可逆氧化还原过程,并能在较大pH范围内保持稳定。研究了修饰电极对ClO₃^-、BrO₃^-、IO₃^-还原的催化性能,与PMo₁₂O₄₀^3-修饰玻碳电极相比,该电极对三种离子均具有良好的电催化活性,对应的检出限分别为1.5×10^-5、1.0×10^-6、5×10^-7mol／L。     

双酚A在聚茜素红/碳纳米管电极上的伏安行为

在含茜素红的磷酸盐缓冲溶液中,用循环伏安法在制备好的碳纳米管修饰电极上电聚合茜素红膜,得到聚茜素红/碳纳米管复合修饰电极,并对复合修饰电极进行了电化学表征.研究了复合膜修饰电极对双酚A电催化作用的最佳条件.结果表明:双酚A的浓度在5.0×10-7~1.0×10-5mol/L范围内与峰电流呈良好的线性关系;检测限可达5.0×10-8mol/L.该复合修饰电极可作为电化学传感器用于双酚A的含量测定及环境水体中实际样品的分析.     

多壁碳纳米管-离子液体修饰电极测定Cu~（2＋）

采用涂覆法制备多壁碳纳米管（MWCNT）-离子液体（[BMIM]PF6）修饰电极,研究Cu2＋在该修饰电极上的阳极溶出伏安行为。考察了实验条件对Cu2＋电化学行为的影响。研究表明,Cu2＋在修饰电极上可得到灵敏的溶出峰。在优化的实验条件下,Cu2＋在1.0×10-6～1.0×10-5mol/L浓度范围内与其氧化峰电流呈良好的线性关系,相关系数为0.998 4,检出限为9.0×10-8mol/L。该修饰电极制备简单,重现性好,用于微量铜的检测,效果良好。     

聚多巴胺修饰电极用于水中痕量Pb2+的测定

环境中Pb²⁺的浓度是环保管控领域重要的监测指标之一,过量Pb²⁺的存在对人类健康及环境生态稳定构成严重威胁。通过简易原位电致聚合的方法,成功地将聚多巴胺涂层修饰于电极表面,并将其应用于水中痕量Pb²⁺的电化学检测分析。结果表明,Pb²⁺能与聚多巴胺表面丰富的功能基团（-OH、-NH₂等）发生螯合作用,并被富集于电极表面;通过阳极溶出伏安法,Pb²⁺会从电极表面再次溶出,从而形成灵敏且具有特异性的电化学信号。通过考察电解质、pH及富集时间等实验参数对Pb²⁺溶出电流信号强度的影响,进一步优化了该方法对水中Pb²⁺的检测性能,其检测范围为50~800 nmol/L,理论检测限能够达到32 nmol/L。将其拓展至实际水样中Pb²⁺的测定,平均回收率可达到95%左右。该简易电极修饰策略能够为便携式环境痕量重金属离子灵敏性检测分析传感器设计提供新的思路。     

基于纳米钯/石墨烯增敏效应对双酚A的电化学检测

利用纳米钯/石墨烯材料构建一种测定双酚A的高灵敏电化学传感器. 本实验在石墨烯基底上电沉积钯纳米颗粒,得到纳米钯/石墨烯-壳聚糖复合物修饰玻碳电极（Pd/GR-Chit/GCE）,并通过扫描电子显微镜和电化学技术对其进行表征. 研究了双酚A（BPA）在Pd/GR-Chit/GCE上的电化学行为,发现其氧化峰电流在Pd/GR-Chit/GCE表面得到显著的增强,表明修饰电极对BPA表现出明显的电催化效果. 优化了钯纳米颗粒的沉积条件、石墨烯的滴涂量、pH值、富集电位和富集时间等测定参数,建立了一种快速简便测定BPA电化学新方法,实验结果显示,在pH 7的磷酸盐缓冲溶液中,BPA峰电流与其浓度在1.0×10^-7 mol/L~6.0×10^-5 mol/L范围内呈良好的线性关系,检测限可达到1.0×10^-8 mol/L.     

辛基酚的碳化硅@膨胀石墨修饰电极法检测

采用气相沉积法在膨胀石墨（EG）层片间生长碳化硅（SiC）晶须,制备出复合材料碳化硅@膨胀石墨（SiC@EG）,并通过改变气相沉积的温度（分别为1 200 ℃、1 300 ℃、1 400 ℃）制备出不同形貌的SiC@EG. 所得材料用扫描电镜和循环伏安法及交流阻抗技术进行表征,结果表明1 300 ℃下制得的SiC@EG具有较好的电化学性能,将其作为新型修饰电极材料应用于对酚类环境激素的检测,研究了辛基酚在SiC@EG修饰电极上的电化学行为. 通过考察辛基酚在SiC@EG修饰电极上氧化行为的影响因素,对实验条件进行了优化. 在最优条件下,辛基酚的氧化峰电流和浓度在0.1 μmol / L~10 μmol/L范围内呈现良好的线性关系,检测限达35 nmol/L.     

电化学活化玻碳电极制备铂纳米对多巴胺的电催化氧化

以电化学还原预吸附在活化玻碳电极表面层上的PtCl62-,制备铂纳米粒子。利用X-光电子能谱（XPS）、场发射扫描电镜（FE-SEM）和电化学方法研究了电极表面的性质。在大量抗坏血酸存在下,利用修饰电极实现了对多巴胺的检测,显示了良好的稳定性和灵敏度。传感器对多巴胺的线性检测范围在5.0×10-8～2.2×10-5 mol/L,检测限为1.0×10-8 mol/L。通过研究发现,多巴胺在修饰电极表面的电化学行为是典型的吸附控制过程。该传感器具有良好的灵敏度、稳定性、重复性和抗干扰性能。     

功能化石墨烯四溴双酚A的电化学传感研究

以N,N-二甲基甲酰胺为剥离溶剂,柠檬酸钠为剥离助剂,通过超声剥离得到了功能化石墨烯纳米片,并构建出高性能的电化学传感器. 对所得产物进行透射电子显微镜表征,结果发现与原块体材料相比,所得产物为单层或少数几层的石墨烯纳米片. 通过优化超声时间、石墨烯质量浓度和溶液的pH值,构建了对四溴双酚A （TBBPA）具有高灵敏度的功能化石墨烯电化学传感器. 该传感器的电化学阻抗结果表明,剥离后的石墨烯具有更快的电子传递速率. 更重要的是, 所构建的功能化石墨烯电化学传感器对TBBPA呈现出的线性范围为0.1 μmol/L~14 μmol/L和较低的检出限［5×10^-8 mol/L（S/N=3）］,并且成功地将其应用于实际水样的检测,其加标回收率在98%~101%之间. 该电化学传感器不仅表现出较高的准确性和灵敏度,而且还具有较好的选择性和稳定性.     

Bi2S3-MoS2/石墨烯复合材料的合成及电化学储锂性能

为了研发高性能的锂离子电池负极材料,采用水热法合成了Bi₂S₃-MoS₂/石墨烯复合材料,利用X-射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）、高分辨透射电镜（HRTEM）、热重分析（TGA）和X-射线光电子能谱（XPS）对复合材料进行表征,讨论复合材料的微观结构对电化学储锂性能的影响. 特别是,当Bi与Mo的物质的量之比为1∶4时,Bi₂S₃-MoS₂/石墨烯的电化学储锂可逆比容量可以达到1 140 mA·h/g,并具有稳定的循环性能. 当充放电电流密度为1 000 mA/g时,其高倍率特性为886 mA·h/g. Bi₂S₃-MoS₂/石墨烯复合材料优异的电化学储锂性能主要由于MoS₂具有更少的层数和较多的边缘以及Bi₂S₃纳米粒子具有更均匀的粒径,并能很好地分散在石墨烯表面,增强了复合材料容纳锂离子的能力,改善了储锂电极过程的动力学性能.     

MoS2/硼掺杂石墨烯的电化学析氢和储锂性能

为了研发高效低成本的析氢反应(HER)电催化剂和高性能的电化学储锂电极材料,通过一步水热法制备MoS₂/硼掺杂石墨烯（MoS₂/BG）复合材料. 结果表明,少堆积MoS₂纳米片均匀地分散在硼掺杂石墨烯上,并具有较多的无序结构和扩大的层间距. 作为析氢反应电催化剂,MoS₂/BG复合材料表现出较高的电催化活性和较低的Tafel斜率（46.3 mV/dec）;作为电化学储锂电极材料,MoS₂/BG复合材料表现出优异的电化学储锂性能,可逆比容量为1 205 mA·h/g,并具有稳定的循环性能和显著增强的高倍率特性. MoS₂/BG复合材料电化学性能优异是由于硼掺杂改变石墨烯的电子性质和表面特性,以及无序结构较多的弱堆积MoS₂层均匀地分散在硼掺杂石墨烯表面,增加电催化析氢反应的活性位点和电化学储锂能力,降低电极反应的电子转移阻抗,增强电极反应的动力学性能.     

四氧化三锰/石墨烯超级电容器的制备及分析

为了最大程度上保留石墨烯的晶格结构以提高其电导并简化过渡金属氧化物与石墨烯复合物的制备过程,通过氢电弧放电和简易的高温处理成功制备得到四氧化三锰/石墨烯纳米复合材料,并将其用作超级电容器的电极.通过XRD、Raman光谱和TEM对产物的形貌、结构及成分进行了表征.电化学测试结果表明,由该材料制得的超级电容器具有良好的电容性质、出色的电化学稳定性(循环3 000圈后大约保持96%)以及较低的等效串联电阻.同时,四氧化三锰的掺入可使其比电容提高到纯石墨烯电极的3倍.因此,此方法为制备以新型石墨烯复合过渡金属氧化物作为高性能超级电容器电极的研究提供了新思路.     

毛柄金钱菌碳材料修饰电极测定过氧化氢

以毛柄金钱菌为碳前驱体制备了一种生物质多孔碳材料(BPC), 并将其修饰到玻碳电极(GCE)表面,以此构筑了一种电化学传感器(BPC/GCE).采用扫描电镜(SEM)、 X射线粉末衍射(XRD)、 X射线光电子能谱(XPS)、 拉曼(Raman)光谱和氮气吸附 - 脱附测试对BPC的形貌和结构进行了表征.运用循环伏安法(CV)、 交流阻抗法(EIS)及电流 - 时间曲线研究了过氧化氢(H₂O₂)在该传感器上的电化学行为.结果显示,基于BPC/GCE电极的H₂O₂传感器在15～300 μmol/L范围内, H₂O₂的浓度与传感器信号呈线性关系,检出限为 7.5 μmol/L,且抗干扰能力强.利用所制备的H₂O₂传感器检测人尿中的H₂O₂显示,其加标回收率为95.9%～101.2%,相对标准偏差为2.8%～8.7%,因此该方法可用于人体液中H₂O₂的检测.     

石墨烯化石墨/聚苯胺电极的制备及电容特性

通过电解剥落得到的表面石墨烯化的石墨电极(graphene layers/graphite plate, GL/GP)为基底,在硫酸介质中以苯胺为单体,采用循环伏安法(cyclic voltammetry, CV)制备了表面石墨烯化的石墨/聚苯胺(graphene layers/graphite plate/polyaniline, GL/GP/PANI)电极,并探究聚合圈数对GL/GP/PANI电极比电容的影响。利用场发射扫描电镜(scanning electron microscope, SEM)对电极材料的形貌进行表征。在0.5 M H₂SO₄电解液中,对合成的电极材料进行循环伏安、恒电流充放电(chronopotentiometry, CP)和电化学稳定性测试。结果表明,在表面石墨烯化的石墨电极上合成的PANI具有棒状结构,电流密度为0.085 mA/cm²时, GL/GP/PANI电容器的比电容可达1 042.8 F/g。提供了一种新的超级电容材料基底电极的构建方式。     

Fe3O4磁性石墨烯分散固相萃取水中的有机氯污染物

开发负载胶束的磁性Fe₃O₄纳米微粒修饰的石墨烯作为新型分散固相萃取材料,并用于水中有机氯的检测。磁性石墨烯由氧化石墨烯和Fe²⁺通过氧化还原法一步合成,负载阳离子表面活性剂CTAB形成纳米混合胶束作为提取系统。应用本方法分析水中的29种有机氯,检测限达到1.5~5.0 ng/L,样品加标回收率范围在75.22%~97.15%。复重性的相对标准偏差小于9.995%,与传统的固相萃取法相比,方法的灵敏度提高了50~113倍。该方法快速、灵敏、准确,可以同时测定水中多种有机氯农残,适合于大批量样品的测定。     

Ni掺杂MoS2/石墨烯催化剂的制备及其电催化析氢活性

为了制备高效、低成本的析氢反应电催化剂,采用一步水热法制备镍掺杂二硫化钼/石墨烯复合材料(Ni_x-MoS₂/G,x=0.03,0.05,0.10),并用X-射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）、高分辨透射电镜（HRTEM）和X-射线光电子能谱（XPS）对其进行表征,讨论镍掺杂对复合材料的微观结构和电催化析氢性能的影响. 结果表明,与MoS₂/G催化剂相比,镍掺杂的MoS₂/G催化剂显示了更高的电催化析氢性能,尤其当水热反应体系中的Ni和Mo的摩尔比为1∶20时,制备的Ni_0.05-MoS₂/G显示了最强的电催化析氢性能,其塔菲尔斜率为50.8 mV/dec. 电催化活性的增强主要是由于少量镍的掺杂改变了复合催化剂的形貌,使MoS₂纳米片更好地负载在石墨烯表面,暴露出更多的催化活性位点,同时镍掺杂提高了MoS₂边缘活性位的固有催化活性.     

VB1催化下的糠偶姻的绿色合成

以呋喃甲醛为原料,VB1为催化剂,Na₂CO₃为碱性试剂,通过安息香缩合反应绿色合成了糠偶姻,分别探讨了溶剂配比、VB1的用量、碱的用量、反应温度、反应时间对反应的影响,并通过熔点测定和IR光谱测定进行了结构确认。实验结果表明,最好的实验条件是：呋喃甲醛（10 mL,0.12 mo1)中加入95%乙醇（20 mL）、VB1（1.80 g）和10% Na₂CO₃（8.0 mL）,在 60 ℃反应1.0 h,收率最高可达到84.56%。