負(fù)載型鎳基納米復(fù)合電極材料的合成、表征及應(yīng)用.pdf

1、納米材料由于其結(jié)構(gòu)的特殊性而表現(xiàn)出獨(dú)特的物理化學(xué)性質(zhì)，作為電極材料在電化學(xué)領(lǐng)域比如傳感器、光電催化等方面展現(xiàn)出巨大的應(yīng)用潛力，但是目前以貴金屬電催化劑為代表的納米材料由于成本等問題極大地限制其大規(guī)模應(yīng)用。鎳基納米材料由于價(jià)格低廉、儲(chǔ)量豐富、催化性能優(yōu)異等優(yōu)點(diǎn)成為理想的替代材料。但如何實(shí)現(xiàn)負(fù)載型鎳基納米結(jié)構(gòu)催化劑簡(jiǎn)易負(fù)載，以及如何構(gòu)建高效催化劑-半導(dǎo)體光電催化體系仍然具有很大挑戰(zhàn)。因此，針對(duì)目前負(fù)載型鎳基納米結(jié)構(gòu)催化劑合成過程繁瑣、形貌難

2、以控制以及界面相容性差等問題，本文系統(tǒng)研究了負(fù)載型鎳基納米片催化劑的一步法制備工藝，并詳細(xì)探究了復(fù)合電極材料結(jié)構(gòu)與電/光電催化性能之間的關(guān)系。本文為理性設(shè)計(jì)、合成類似負(fù)載型納米結(jié)構(gòu)復(fù)合電極提供了重要思路和借鑒。主要內(nèi)容如下:
　　1.通過一步表面活性劑模板法制備了垂直于石墨片(GD)基底電極生長(zhǎng)的NiO納米片(s-NiO)陣列，并探究了其在無(wú)酶電化學(xué)葡萄糖傳感器中應(yīng)用。研究表明該復(fù)合電極所呈現(xiàn)的三維多孔納米片陣列結(jié)構(gòu)能夠提供較多的

3、催化活性位點(diǎn)和較大的電極-電解質(zhì)界面接觸面積，有效地提高了復(fù)合電極對(duì)葡萄糖的催化氧化性能:靈敏度高、檢測(cè)范圍寬、選擇性和穩(wěn)定性好。此外，進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)該三維多孔納米片陣列結(jié)構(gòu)能夠提供足夠開放的空間，有利于氧氣泡的順利釋放，這對(duì)于復(fù)合電極的穩(wěn)定性至關(guān)重要。
　　2.采用簡(jiǎn)單的化學(xué)浴沉積法制備了NiO/TiO2納米陣列復(fù)合光陽(yáng)極，并將其應(yīng)用于光電化學(xué)葡萄糖傳感器。研究表明:NiO納米片薄層一方面可以有效地促進(jìn)TiO2光電極表面光生載流

4、子的快速轉(zhuǎn)移;另一方面能夠?qū)崿F(xiàn)葡萄糖高效催化氧化。NiO/TiO2復(fù)合光陽(yáng)極展現(xiàn)出優(yōu)異的光電催化氧化葡萄糖性能，能夠?qū)崿F(xiàn)低偏壓下對(duì)低濃度葡萄糖含量的定量檢測(cè)，而且表現(xiàn)出極好的選擇性和良好的穩(wěn)定性。
　　3.采用溫和的電沉積法成功地制備了NiFe(OH)x/BiVO4核-殼納米結(jié)構(gòu)復(fù)合光陽(yáng)極，并探究了其光電催化分解水性能。研究表明NiFe(OH)x二維納米片具有優(yōu)異的電催化性能，能夠有效地加速光陽(yáng)極表面水氧化反應(yīng)動(dòng)力學(xué)，促進(jìn)BiVO