TiO-,2-納米線的制備及其在H-,2-O-,2-傳感器和鋰離子電池中的應用.pdf

1、一維半導體納米材料由于其形狀的各向異性而具有優(yōu)異的物理化學性能,因此吸引了全世界的關注。作為一種典型的半導體,二氧化鈦(TiO2)一維納米材料在很多領域被廣泛研究,這是因為TiO2具有價廉、無毒、穩(wěn)定等優(yōu)良的物理化學性能。但是,至今關于利用二氧化鈦納米線(TNWs)固定生物分子制備生物傳感器的仍少見報道。在本研究中,我們采用水熱法合成了TNWs,并利用TNWs制備了過氧化氫(H2O2)傳感器,同時,本文研究了TNWs作為鋰離子電池負極材

2、料的性能。本文的主要內容歸納如下。
　　 在第二章,本文采用改進的水熱法合成了直徑約50 nm的TNWs,利用掃描電子顯微鏡(SEM)和透射電子顯微鏡(TEM)對其形貌進行了表征,采用X射線衍射儀(XRD)表征了納米線的晶體結構,制備了基于殼聚糖(CHIT)共固定TNWs和辣根過氧化物酶(HRP)于玻碳電極表面(GCE)的H2O2生物傳感器,優(yōu)化了傳感器的工作條件。在最佳工作條件下,H2O2生物傳感器檢測H2O2的線性范圍為0.

3、004mM-1.15 mM,靈敏度為124μA mM-1cm-2。在信噪比為3且相關系數(shù)為0.99996的基礎上,傳感器的檢測下限為0.32μM,響應時間少于3 s,米氏常數(shù)為4.31mM。綜合來說,傳感器具有靈敏度高、響應速率快、檢測下限低、檢測范圍寬等優(yōu)點,這為傳感器的實際應用奠定了基礎。
　　 在第三章,本文制備了TNWs,并且利用數(shù)碼相機(DC)、SEM研究了H2O2處理對TNWs的外觀、形貌和元素組成的影響,采用能譜儀

4、(EDS)表征了退火處理對TNWs的形貌和元素組成的影響。研究結果表明,水熱處理導致TiO2由銳鈦礦相的顆粒轉變?yōu)門iO2-B相的TNWs；TNWs的穩(wěn)定性好,H2O2處理和退火處理對TNWs的形貌無影響,只是TNWs的元素組成有影響。H2O2處理后TNWs的O/Ti原子比上升,退火處理后其比值下降。最后,本文制備了基于TNWs的紐扣電池,研究TNWs作為鋰離子電池負極材料的電化學性能。沒有經H2O2處理的TNWs作為鋰離子電池負極材料