碳纳米管/聚苯胺复合电极的制备及其性能表征

采用柔性碳布作为复合电极的集流体,将高导电性的碳纳米管(CNTs)通过静电植绒的方式嵌入聚偏氟乙烯(PVDF)粘结剂中,得到具有更大电化学活性表面积的复合结构。然后将所得的材料通过电化学沉积的方式将具有赝电容特性的聚苯胺(PANI)镀在CNTs表面,得到了具有碳纳米管/聚苯胺(CNTs/PANI)两种活性物质的二元复合电极。采用扫描电子显微镜(SEM)对电极材料的结构进行表征。并将其与含有硫酸的聚乙烯醇(PVA)水凝胶电解质组装成具有对称结构的柔性固态超级电容器(SSC),并利用电化学工作站对其电性能进行测试,结果表明：在1 mA/cm²的电流下,具有517 mF/cm²的比容量;经过2500次的循环后,具有79.8%的容量保持率,库伦效率超过97%。该研究表明静电植绒技术可以作为制备高性能电极材料的一种有效途径。     

纳米纤维素/碳纤维-聚苯胺/碳纳米管电极的制备

目的以纳米纤维素/碳纤维复合膜为导电基底,制备纳米纤维素/碳纤维-聚苯胺/碳纳米管超级电容器电极。方法利用超声处理和真空抽滤制备纳米纤维素/碳纤维复合膜;利用原位聚合法制备聚苯胺和聚苯胺/碳纳米管复合材料;通过真空抽滤法制备纳米纤维素/碳纤维-聚苯胺电极和纳米纤维素/碳纤维-聚苯胺/碳纳米管电极。结果在纳米纤维素/碳纤维复合膜中,碳纤维形成了互穿导电网络结构,是良好的超级电容器电极导电基体;纳米纤维素/碳纤维-聚苯胺/碳纳米管电极具有良好的电化学性能,在扫描速率为5 mV/s的条件下,质量比电容为380.74 F/g,且在1000次循环测试后,电容保留率为88.05%。结论以纳米纤维素/碳纤维导电复合膜作为基体制备的纳米纤维素/碳纤维-聚苯胺/碳纳米管电极具有良好的电化学性能,可以作为超级电容器电极。     

碳纳米管/聚苯胺柔性自支撑复合电极材料的制备及其电化学性能研究

基于原位化学氧化聚合并结合真空辅助成型获得了聚苯胺(PANI)包裹碳纳米管(CNTs)的CNTs/PANI自支撑复合电极,采用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)和傅里叶红外光谱测试仪(FT-IR)对CNTs/PANI复合膜的微观形貌和结构进行表征,并利用电化学工作站对其电化学性能进行了测试。实验结果表明,CNTs被PANI颗粒均匀包覆。CNTs/PANI-15(CNTs与An的质量比为1∶15)复合电极的比电容为387F/g(电流密度为0.5A/g),且在3A/g电流密度下连续循环10000圈时,电容保持率为86%。而纯PANI在8000次循环充放电测试后,电容保持率低至66%,且结构几乎坍塌。其原因在所制备的CNTs/PANI复合电极材料兼具PANI的赝电容和CNTs的双电层电容的双重储能机理,通过二者的协同作用显著改善了CNTs/PANI复合膜的电化学性能。     

有机化学合成法制备碳纳米管/聚苯胺复合材料

通过有机化学合成法使苯胺单体接枝到碳纳米管表面,然后再经化学原位聚合法制备碳纳米管/聚苯胺复合材料.用傅立叶变换红外光谱和扫描电子显微镜对复合材料的成分和形貌进行表征.用循环伏安法、恒流充放电和电化学阻抗等电化学测试手段来表征复合材料的电化学性能.研究结果表明,所制备的复合材料比容量可达到152F/g(有机电解液),显著高于同样条件下的纯聚苯胺、纯碳纳米管及由原位化学聚合法所制备碳纳米管/聚苯胺复合材料的电化学容量(65、25、80F/g),显示出良好的应用前景.     

Fe3O4化学修饰电极的制备及其在抗坏血酸中的电化学研究

为了解抗坏血酸有机酸类去污剂对核电站化学去污的电化学行为,提高其去污效果,通过Nafion溶液的固定作用,将核电站管道中的主要腐蚀产物Fe_3O_4制作成化学修饰电极。通过三电极体系研究其电化学行为,考察了其扫描速度的影响、溶液浓度的影响和反应的类型。同时进行了循环伏安曲线、极化曲线和交流阻抗等测试。分析了其电化学行为,得到了一系列电化学数据。     

原位生长缺陷碳纳米管化学修饰电极的研制

利用浸渍法将碳纳米管(CNT)催化剂附着在石墨电极表面,用化学气相沉积法制备得到原位生长碳纳米管化学修饰电极(GSCNT-CME).通过控制催化剂及反应气体的配比,在石墨电极表面得到的管壁多缺陷的CNT,研究表明这种 GSCNT-CME具有良好的电化学检测性能.研究还发现这种GSCNT-CME具有高稳定性的原因是CNT是基于石墨电极上碳原子的晶格而生长的.     

导电分子印迹膜化学修饰电极的制备及其对胭脂红的电化学检测

报道了一种聚丙烯酰胺(PAAM)-植酸(PA)-聚多巴胺(PDA)导电分子印迹膜(PAAM-PA-PDA MIP)化学修饰电极的制备、表征及其在电化学定量检测食品添加剂胭脂红(P4R)中的应用。即通过原位电聚合和碱液洗脱的方法在玻碳电极(GCE)表面制得具有分子识别作用的导电分子印迹膜(PAAM-PA-PDA MIP)化学修饰电极,并利用SEM、循环伏安法(CV)及交流阻抗法(EIS)对该导电分子印迹膜化学修饰电极的表面形貌和电化学性能进行表征。研究结果表明该方法所制备的导电分子印迹膜化学修饰电极具有良好的电化学检测性能和应用前景,其对P4R的线性检测区间为10~200 μmol/L,灵敏度为0.085 A/mol/L,检测限可达23.6 nmol/L,并可有效地应用于P4R实际样品的分析检测。      

合成扫速对聚苯胺/碳纳米管材料电容量性能的影响

采用循环伏安法在不锈钢上电化学制备碳纳米管/聚苯胺(CNTs/PANI)复合材料,并研究了不同扫速下(10、20、50、100、200mV/s)碳纳米管/聚苯胺复合材料的电化学性能。研究结果表明,复合材料中由于CNTs自身的大比表面积和强的导电率改善了复合物微观结构和导电性能,并且使聚苯胺更易电沉积到CNTs的表面形成核-壳结构,从而增加聚苯胺与电解液的接触机会。并且在扫速为20mV/s时生成的聚苯胺/碳纳米管膜具有导电率高,比容量大的电容性能,在22A/m2的电流密度下充放电测试,测其单电极比容量高达397F/g,远高于纯聚苯胺的比容量205F/g。     

米粒状氧化铜化学修饰电极的制备及其对葡萄糖的检测

采用水热合成法与原位分解法相结合, 在不使用软模板和强碱条件下制备得到了米粒状氧化铜(CuO)。将得到的CuO材料与Nafion溶液混合, 制作成化学修饰电极(CME), 开展葡萄糖的无酶检测。采用X射线衍射仪(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)分别对所制备的材料和电极的结构、形貌进行表征、分析。采用线性扫描伏安法、循环伏安法、安培响应和交流阻抗技术对所制备电极进行电化学性能测试。研究结果表明: 所制备的CuO形貌在微观下酷似米粒, 长度为0.5~ 1.0 μm, 直径为250~320 nm。当CuO修饰量为0.35 mg (电极表面积为0.22 cm²)时, 修饰电极对葡萄糖具有较好的电化学检测性能。在0.0357~2.361 mmol/L浓度范围内存在良好的线性关系, 其线性方程为: I_pa(mA)= -0.00187+0.05239c (mmol/L), R²=0.998。检出限为 0.0647 μmol/L, 灵敏度为950.36 μA·L/(mmol·cm²), 且具有良好的选择性和可靠性。     

定向加压过滤法制备碳纳米管/聚苯胺纸基复合电极材料及其电化学性能

采用定向加压过滤技术获得直径约为120 mm、厚度约为10μm的碳纳米管/聚苯胺(CNT/PANI)自支撑纸基柔性电极.在电极中CNT均匀弥散分布,PANI均匀地嵌入CNT网络中.PANI为纳米至亚微米级球形颗粒,其负载量最高为2.7 mg·cm?2.PANI负载量为2.2 mg·cm?2的电极的孔隙率为70.33％,...     

桑色素功能化碳纳米管修饰电极对多巴胺与抗坏血酸的电化学行为研究

通过电聚合的方法构置了桑色素功能化碳纳米管修饰电极(morin/MWNTs/GCE),以多巴胺(DA)和抗坏血酸(AA)为模型化合物,考察了该修饰电极的电催化作用与机理.结果表明:DA与AA在Morin/MWNTs/GCE上的峰电流比裸电极、碳纳米管修饰电极明显增大,氧化峰电位差达210 mV,可实现多巴胺的灵敏测定.AA存在下,DA在1.0×10-7～5.0×10-4mol/L浓度范围内与峰电流有良好的线性关系,方法检出限2.0×10-8mol/L.     

基于溶胶-凝胶技术结合多壁纳米碳管化学修饰电极的方法制备高灵敏葡萄糖生物传感器的研究

基于多壁纳米碳管修饰铂电极与二氧化硅溶胶-凝胶(sol-gel)固定化酶相结合的技术制备了葡萄糖氧化酶传感器,充分利用了溶胶-凝胶固定化酶稳定的优点和纳米碳管的高灵敏电催化作用,优化了该酶传感器的制备过程,提高了传感器的电流响应和反应线性.结果表明,sol-gel构建的优化条件是:H2O:TEOS为2.5～3.5,TritonX-100浓度为5%,pH值为5.5.在本实验条件下,多壁纳米碳管的最适固定量为5μl(0.25g/L),溶胶-凝胶与酶的优化体积比为3:2.工作电位 0.55V、pH 6.5、25℃为制备传感器的最适工作条件.该传感器对葡萄糖在0.5～6 mmol/L呈线性响应,响应时间为20 s,检出限为0.05mmol/L,45天时的响应值仍保持90%.     

铋膜电极阳极溶出伏安法检测痕量Cd金属

镉氧化产生的溶出电流与样品中Cd²⁺的浓度有关。本研究通过方波阳极溶出伏安法(SWASV)在活化铋膜电极(Activated BFE)上对低浓度μg/L水平的Cd(II)进行测定。通过电化学方法对电极进行初步改性, 然后电沉积制备铋膜再次对电极进行改进, 从而增强了对痕量目标Cd²⁺的敏感性。对改性前后的玻碳电极(GCE)表面进行SEM、CV、EIS和SWV的表征。为了将这种伏安法传感器应用于含有低浓度Cd²⁺的实际样品中, 对检测Cd²⁺的实验参数进行了研究。使用选定的条件, 在10 min的预富集条件下Cd²⁺的检测限为1 μg/L。     

碳纳米管用作镍氢电池负极材料的充放电性能研究

本文比较了碳纳米管在不同放电电流密度下以及在Ar气氛及真空条件下进行热处理后的电化学充放电性能.采用三电极体系,Ni(OH)2/NiOOH为对电极,CNTs-Ni(质量比1:9)电极为工作电极,Hg/HgO电极为参比电极,6Mol/LKOH为电解液.试验结果显示,在同样的制作条件和同样的放电条件下,采用Ar气氛1000℃热处理的碳纳米管的电化学充放电性能最好,放电量最大为541.2mAh/g,相应的放电平台为1.1V,最大放电量是未经热处理的碳纳米管放电量的1.37倍.可见,热处理是提高碳纳米管电化学充放电性能的一个有效途径;采用不同的放电电流对碳纳米管的电化学充放电性能进行研究,发现在2000mA.g放电电流下还有300mAh/g的放电容量,结果表明碳纳米管具有较好的大电流放电性能.     

MnO2/SMWCNT/PANI三元复合材料的合成及其电化学电容性能

用液相沉淀法制备了二氧化锰/酸化多壁碳纳米管(MnO₂/SMWCNT)和二氧化锰/酸化多壁碳纳米管/聚苯胺(MnO₂/SMWCNT/PANI)电极材料。通过循环伏安、恒电流充放电等方法测试了样品的电化学性能。结果表明, 当MnO₂:SMWCNT:PANI的质量比为1:1:0.4时,它的电化学性能最好, 在0.1 A/g电流密度下的比电容为318.6 F/g, 氧化电流为6.02 A/g, 循环100次后电流保持率保持在92.7%。