氧化石墨烯(GO)與磺化氧化石墨烯(SGO)的制備及其修飾電極電化學(xué)研究.pdf

1、通過(guò)Hummers法合成了氧化石墨烯(GO),并在氧化石墨烯基礎(chǔ)上引入了磺酸基形成了磺化氧化石墨烯(SGO)。將肌紅蛋白(Mb),Nafion和氧化石墨烯或磺化氧化石墨烯組裝到玻碳電極上,形成了Mb-GO-Nafion復(fù)合膜修飾電極和Mb-SGO-Nafion復(fù)合膜修飾電極。利用傅里葉變換紅外光譜(FT-IR)、掃描電子顯微鏡(SEM)、X射線光電子能譜(XPS)、差示掃描量熱法(DSC)、熱重分析(TG)對(duì)通過(guò)實(shí)驗(yàn)制備的氧化石墨烯和磺

2、化氧化石墨烯進(jìn)行了表征;采用紫外可見(jiàn)分光光譜(UV-vis)、循環(huán)伏安法(CV)、交流阻抗法(ACImpedance)、方波伏安法(SWV)、計(jì)時(shí)安培法等多種方法對(duì)Mb-GO-Nafion復(fù)合膜修飾電極和Mb-SGO-Nafion復(fù)合膜修飾電極的制備及其性質(zhì)進(jìn)行了表征。這兩種復(fù)合膜修飾電極對(duì)過(guò)氧化氫、氧氣和亞硝酸鹽的電化學(xué)催化性能也通過(guò)循環(huán)伏安進(jìn)行了研究。并通過(guò)實(shí)驗(yàn)估算出有關(guān)電化學(xué)動(dòng)力學(xué)的重要參數(shù)如電子轉(zhuǎn)移速率常數(shù)(ks)和式電位(E0

3、')等。
　　 通過(guò)對(duì)形態(tài)和官能團(tuán)的表征,證明了在氧化石墨烯中引入了羧基、羥基和環(huán)氧基等氧化性基團(tuán);在磺化氧化石墨烯中引入了磺酸基和氧化性基團(tuán)。紫外結(jié)果表明肌紅蛋白在GO-Nafion復(fù)合膜和SGO-Nafion復(fù)合膜上都可以保持其原有的結(jié)構(gòu)。電化學(xué)實(shí)驗(yàn)表明,這兩種復(fù)合膜修飾電極在相應(yīng)的電解質(zhì)溶液中均表現(xiàn)出較快的準(zhǔn)可逆的氧化還原過(guò)程。該氧化還原反應(yīng)在一定的范圍內(nèi),氧化還原電對(duì)隨著溶液的pH的增大而產(chǎn)生負(fù)移表明,該電子轉(zhuǎn)移的過(guò)程中