普魯士藍(lán)及其衍生物納米有序結(jié)構(gòu)的合成組裝和電化學(xué)研究.pdf

1、普魯士藍(lán)及其衍生物是一種混合價態(tài)的化合物。一些普魯士藍(lán)及其衍生物已經(jīng)展現(xiàn)出有趣的電致變色性，光物理性，磁性，并具有良好的電化學(xué)穩(wěn)定性等優(yōu)點。在設(shè)備應(yīng)用方面，它們也有很大的潛力，所以普魯士藍(lán)及其衍生物在很多領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，比如，被用在電分析化學(xué)，電催化，化學(xué)傳感器以及生物傳感器，電致變色裝置，光感應(yīng)裝置，分子磁體，納米線，充電電池裝置等領(lǐng)域。近些年來，運用普魯士藍(lán)及其衍生物來修飾電極，在研究其高效的電催化性能以及檢測能力方面取得了一

2、些進展。
　　 本論文主要的工作是開展了用化學(xué)合成法和電化學(xué)合成法制備具有電活性的普魯士藍(lán)及其衍生物納米材料，利用透射電子顯微鏡(TEM)掃描電鏡(SEM)、紅外吸收光譜(FTIR)、紫外一可見吸收光譜(UV-vis)等測試手段對材料進行表征。本論文的研究工作包括四部分，分別如下:
　　 1、概述普魯士藍(lán)及其衍生物的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、制備以及化學(xué)修飾電極的應(yīng)用與研究，并介紹了納米材料的性質(zhì)、功能，為普魯士藍(lán)及其衍生物納米材料的

3、制備、性質(zhì)表征及應(yīng)用提供理論支持，并介紹了本論文的研究目標(biāo)及研究思路。
　　 2、介紹了一種由一步合成自組裝法制備的普魯士藍(lán)嵌入的聚吡咯薄膜。這種薄膜是通過在水面由甲苯的誘導(dǎo)形成的，因為甲苯的蒸發(fā)，在水表面的組裝過程伴隨著有機界面的收縮。一方面，由于向下的重力作用和向上的浮力作用，在水表面的甲苯溶解的吡咯溶液向下向外擴散。另一方面，由于甲苯聚吡咯溶液的強吸附作用和疏水作用，在水表面，溶液有向上在聚合的趨勢。所有的這些作用力形成了

4、含有普魯士藍(lán)嵌入的致密聚吡咯薄膜。由于聚吡咯的存在，嵌有普魯士藍(lán)的薄膜很容易轉(zhuǎn)移并固定在玻碳電極表面。
　　 3、研究了在攪拌條件下通過化學(xué)合成法、由甲苯誘導(dǎo)制備的普魯士藍(lán)和聚毗咯包裹的普魯士藍(lán)復(fù)合納米粒子(PBPPy)的表征，組裝和電化學(xué)分析。從SEM圖中可以看出PBPPy納米復(fù)合粒子的形貌。由UV-Vis和FTIR光譜證明該粒子確實是由普魯士藍(lán)和吡咯組成的。接著，將普魯士藍(lán)和PBPPy納米顆粒固定在玻碳電極上。循環(huán)伏安實驗表

5、明:普魯士藍(lán)和PBPPy修飾的玻碳電極對H2O2都表現(xiàn)出它們固有的電化學(xué)特性和高的電催化活性。
　　 4、以普魯士鎳相對應(yīng)的氧化物或氫氧化物，通過電化學(xué)轉(zhuǎn)化方法成功制備了普魯士鎳。據(jù)我們現(xiàn)在所知，氫氧化物通過電化學(xué)轉(zhuǎn)化成相應(yīng)的鐵氰化合物還沒有報道過。研究了修飾有氫氧化鎳納米薄膜的電極在鐵氰化鉀或者亞鐵氰化鉀的溶液中進行電化學(xué)循環(huán)掃描的情況。結(jié)果表明在鐵氰化鉀溶液中更有益于氫氧化鎳轉(zhuǎn)換成普魯士鎳。形成的復(fù)合物及其形貌結(jié)構(gòu)通過掃描電