樹枝狀納米銀及其復(fù)合材料的制備與電催化活性的研究.pdf

1、納米材料具有特殊的物理與化學(xué)性質(zhì)，它們的制備和研究已成為一個(gè)重要的研究領(lǐng)域。對(duì)不同類型的金屬-高分子材料的研究，目前已成為研究熱點(diǎn)，這是因?yàn)樗鼈冊(cè)诨A(chǔ)科學(xué)研究和不同的科學(xué)技術(shù)的應(yīng)用中具有重要的價(jià)值。納米銀顆粒對(duì)一些小分子的氧化或還原反應(yīng)具有優(yōu)異的電催化活性，其研究具有非常重要的理論和實(shí)際應(yīng)用意義。因此，制備銀系納米材料并對(duì)其加以修飾具有較高的研究?jī)r(jià)值。
　　本文采用電沉積法制備出了形貌不同的納米銀顆粒、銀和其它金屬的合金。研究了沉

2、積條件對(duì)納米銀形貌的影響，并對(duì)得到的銀系列的電催化劑的組成、形貌結(jié)構(gòu)進(jìn)行了系統(tǒng)的表征和分析。在堿性溶液中，利用各種電化學(xué)測(cè)試技術(shù)，如循環(huán)伏安、線性掃描和恒電位階躍等手段對(duì)甲醛和葡萄糖氧化以及氧還原的電催化活性進(jìn)行了探討，得出的主要研究結(jié)論如下：
　　(1)采用電沉積法，制備出新穎的樹枝狀結(jié)構(gòu)的銀納米顆粒，研究了沉積電位、Ag(NH3)2+溶液濃度、溶液溫度、基底、堿土金屬離子等條件發(fā)生改變時(shí)，對(duì)這種銀納米顆粒形貌的形成產(chǎn)生的影響。

3、
　　(2)采用電沉積法，在電位-1.6 V(vs Ag)時(shí)，在鈦片上制備出具有新穎的樹枝狀結(jié)構(gòu)的銀納米顆粒(Ag/Ti)，研究了這種銀納米顆粒對(duì)甲醛氧化的電催化活性。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，甲醛的檢測(cè)靈敏度S為0.27 mA·cm-2·(mmol·L-1)，其檢測(cè)下限為0.662 mmol·L-1，表明納米Ag/Ti電催化劑可望用于檢測(cè)甲醛的電化學(xué)傳感器中。
　　(3)采用恒電位電沉積法，通過改變Ag(NH3)2+溶液濃度，在鈦基底

4、上制備出不同形狀的樹枝狀納米銀顆粒。研究了這些電極對(duì)葡萄糖的電催化氧化活性。發(fā)現(xiàn)葡萄糖的檢測(cè)靈敏度為0.57 cm、檢測(cè)下限為13.94μmol。所制備的納米銀電極在檢測(cè)葡萄糖時(shí)，對(duì)抗壞血酸、過氧化氫、谷胱甘肽、蔗糖和乳糖等的抗干擾性較強(qiáng)，表明其對(duì)葡萄糖的電氧化具有很好的電催化活性，該電極有望作為傳感器用于檢測(cè)較低濃度的葡萄糖。
　　(4)采用恒電位法，在Ag(NH3)2++ Cu(NH3)42+溶液中，在鈦基底上制備出形貌不同的

5、納米銀銅雙金屬顆粒。研究發(fā)現(xiàn)，添加少量的銅到納米銀材料中，可以增強(qiáng)納米銀電極對(duì)氧還原反應(yīng)(ORR)的電催化活性。
　　(5)采用電沉積法，制備出以 Ti為基體的樹枝狀結(jié)構(gòu) Ag顆粒(Ag/Ti)。以此 Ag/Ti電極為工作電極，在稀鹽酸溶液中，利用循環(huán)伏安法將Sn沉積在Ag/Ti上，制備出與Ag顆粒不同的樹枝狀納米AgSn顆粒。在堿性溶液中，所制備的Ag/Ti、AgSn/Ti電極對(duì)ORR均表現(xiàn)出優(yōu)異的電活性，交換電流密度為4.55

6、×10-4cm-2，表明這種電催化劑可作為燃料電池的陰極材料。
　　(6)采用電沉積法，制備出納米AgCo雙金屬顆粒，并用聚苯胺對(duì)其進(jìn)行了修飾，研究此電極對(duì)ORR的電催化活性。在堿性溶液中，所制備的Ag/Ti、AgCo/Ti以及聚苯胺修飾后的相應(yīng)電極對(duì)ORR均表現(xiàn)出優(yōu)異的電催化活性，在-0.12 V(vs Ag/AgCl)時(shí)，ORR的電流密度達(dá)到1.2 cm-2。堿性溶液中若存在甲醇或乙醇，所制備的電極對(duì) ORR的電催化活性不變，