基于钯/壳聚糖/氧化还原石墨烯修饰电极的制备 及对利发霉素的检测

制备了钯(Pd)/壳聚糖-还原氧化石墨烯(CS-RGO)修饰电极。采用循环伏安法研究了利发霉素在该修饰电极上的电化学行为,并利用示差脉冲伏安法对其进行测定。在0.1 mol·L~(-1)的磷酸盐缓冲溶液(PBS,pH=7.0)中,利发霉素的氧化峰电流大小与其浓度在1.0×10~(-7)～1.0×10~(-3) mol·L~(-1)浓度范围内成良好的一次线性关系,检出限为7.4×10~(-9) mol·L~(-1)(S/N=3)。此外,该修饰电极具有很好的稳定性和抗干扰能力。     

碱性介质中W,Ni和Sn掺杂的Pt-Ru/C电催化氧化甲醇的性能

直接以Pt, Ru, W, Ni和Sn的金属盐为前驱体, 通过溶胶法制备了不同原子比的Pt-Ru-M/C(M=W, Ni, Sn)碳载纳米合金催化剂, 用X射线衍射(XRD)和X光电子能谱(XPS)表征催化剂的晶相结构、表面组成及价态形式, 采用循环伏安法测试催化剂电催化氧化甲醇活性. 结果表明, 掺杂Ni和W可明显提高Pt-Ru/C催化活性, 掺杂Sn则降低了Pt-Ru/C催化活性. 其中Pt5-Ru4-Ni0.7/C的活性最高, 在1.0 mol/L NaOH＋1.0 mol/L CH3OH溶液中峰电流达835.2 mA/mg, 甲醇起始氧化电位比Pt5-Ru5/C低约0.11 V.     

壳聚糖修饰炭黑负载Pt-Au催化剂对甲醇氧化的电催化性能

以炭黑及自制的壳聚糖-炭黑(CHI-C)复合材料为载体,采用溶胶负载法制备了Pt_m＾Au/C及Pt_m＾Au/CHI-C催化剂(＾ 代表Au、Pt为分步负载,m代表Pt/Au原子比),通过紫外-可见吸收光谱、X射线衍射、透射电镜及X射线光电子能谱对催化剂进行了表征。利用循环伏安法和计时电流法分别测定了Pt-Au催化剂对甲醇电催化氧化反应的活性和稳定性,考查了Pt/Au原子比及CHI改性对电催化活性和稳定性的影响。结果表明,Pt_1.0＾Au/C具有最高的催化活性,炭黑中加入少量CHI能提高Pt_1.0＾Au/C催化剂的稳定性。     

微波辅助法制备氢氧化镍-石墨烯纳米复合结构及在葡萄糖检测中的应用

采用微波辅助合成法制备了氢氧化镍-石墨烯[Ni(OH)_2-graphene]纳米复合结构,利用扫描电子显微镜(SEM)、X射线光电子能谱(XPS)、电子能谱(EDS)、X射线衍射(XRD)及电化学阻抗谱(EIS)对其结构和性质进行了表征.电化学实验结果表明,与单独的Ni(OH)_2相比,Ni(OH)_2-graphene纳米复合结构对葡萄糖氧化反应表现出更高的电催化活性;同时,据此构建的无酶葡萄糖传感器具有良好的性能,检测线性范围为10μmol/L~7.5 mmol/L,灵敏度为174.7μA·cm~(-2)·mmol·L~(-1),检出限为2.0μmol/L(S/N=3),且该传感器具有良好的稳定性和选择性,可用于实际样品检测.     

三维结构氧化石墨烯载铂催化剂对甲醇电催化性能

喷雾干燥法制备具有三维结构的氧化石墨烯(PGO),在其表面进一步负载活性成分Pt,得到纳米Pt/PGO复合催化剂。采用X射线粉末衍射(XRD)、透视电镜(TEM)和扫描电镜(SEM)等对催化剂的形貌和结构进行表征。结果表明,PGO具有类似于长4-6μm和宽2.0-3.0μm的三维纸团结构,平均粒径为4.2 nm的Pt纳米粒子均匀分布在其表面。采用循环伏安和计时电流法研究了在酸性溶液中催化剂对甲醇的电催化氧化性能。结果表明,Pt/PGO催化剂对甲醇呈现出更高的电催化氧化活性和稳定性。PGO所具有的三维结构和双功能作用机理有利于甲醇在铂表面的电催化氧化过程的发生。     

石墨烯负载Pt-Pd催化剂的制备、催化制氢性能及机理研究

以氧化石墨烯为载体,采用乙醇共还原法制备了石墨烯负载Pt-Pd双金属纳米催化剂,并将其用于催化碱性硼氢化钾(KBH_4)水解制氢研究.采用X射线衍射(XRD)分析和透射电子显微镜(TEM)等手段表征了催化剂的微观形貌和结构,发现当金属催化剂中Pt/Pd摩尔比为1∶1时,Pt-Pd双金属催化剂颗粒可均匀地负载于石墨烯载体表面,而且粒径比单金属催化剂和其它组成的双金属催化剂粒径更小,约为5.6 nm.将该催化剂用于催化碱性条件下KBH_4水解制氢实验,结果表明,金属催化剂的化学组成对其催化性能有明显影响,当Pt/Pd摩尔比为1∶1时其催化活性高于其它化学组成(Pt/Pd摩尔比为4∶1或1∶4)的Pt-Pd双金属催化剂,催化活性可达4380 mol_(H2)·mol_M~(-1)·h~(-1),比Pt单金属催化剂活性提高约52%,为Pd单金属催化剂活性的4倍.通过催化反应动力学研究发现,Pt-Pd双金属催化剂催化KBH_4水解制氢反应的活化能约为20.90k J/mol,催化剂具有较佳的耐久性,连续使用3次后催化效率仍可达首次催化反应效率的83%.利用密度泛函理论研究了催化剂催化KBH_4水解反应的机制,发现双金属纳米催化剂可以明显降低硼氢化物水解反应决速步骤基元反应的势垒,从而显著提高催化剂的催化活性.     

炭黑负载Pt-Fe双金属催化剂对甲醇的电催化氧化性能

采用浸渍还原法制备了炭黑负载Pt及Pt-Fe双金属催化剂,通过X光衍射、扫描电镜及X射线光电子能谱对催化剂进行了表征.利用循环伏安法和计时电流法研究了溶液pH值和Pt/Fe原子比对Pt-Fe/C催化剂的甲醇电催化氧化活性与稳定性的影响.结果显示,当溶液pH值为9.0,Pt/Fe原子比为1∶1时,所得Pt-Fe/C催化剂对甲醇的电催化氧化活性与稳定性明显优于Pt/C催化剂.Fe的引入不仅提高了Pt粒子的分散与电化学活性表面积,而且有利于富Pt表面的形成,从而提高了Pt的有效利用率与催化性能.     

铂金纳米/壳聚糖/石墨烯修饰玻碳电极的制备及电化学性质研究

利用电沉积法制备了铂金纳米/壳聚糖/石墨烯修饰电极。利用扫描电镜(SEM)和能量色散X射线光谱(EXD)对铂金纳米/壳聚糖/石墨烯修饰电极进行了表征;采用循环伏安法(CV)对修饰电极电化学性质进行了研究,考察了电沉积时间和电位对修饰电极制备的影响,探讨了修饰电极对鸟嘌呤(G)的电催化作用。利用示差脉冲法(DPV)对G进行检测,在1.0×10~(-7)～1.4×10~(-6) mol·L~(-1)浓度范围内,G的氧化峰电流和浓度呈良好的线性关系,相关系数为0.9985,检出限(S/N=3)为6.1×10~(-8) mol·L~(-1)。该修饰电极可望用于实际样品中鸟嘌呤的测定。     

长春地辛在硫化铜纳米花/石墨烯修饰玻碳电极上的电化学行为

通过改进的Hummers法和溶剂热法分别制备了石墨烯和硫化铜纳米花。采用滴涂法进一步依次将石墨烯和硫化铜纳米花修饰于玻碳电极,制备了硫化铜纳米花/石墨烯修饰玻碳电极(Nanoflower CuS/GR/GCE)。利用循环伏安法和差分脉冲伏安法等研究了长春地辛在该修饰电极的电化学行为。结果表明:长春地辛的浓度在1.0×10~(-8)~1.0×10~(-7) mol·L~(-1),1.0×10~(-7)~1.1×10~(-5) mol·L~(-1)及1.1×10~(-5)~1.0×10-4 mol·L~(-1)内与其对应的峰电流的减小量呈线性关系,检出限(3S/N)为4.9×10~(-9 )mol·L~(-1)。对1.0×10~(-6) mol·L~(-1)长春地辛标准溶液连续测定5次,测定值的相对标准偏差为1.2%。方法用于长春地辛药品样品的分析,加标回收率在97.1%~103%之间。     

三维石墨烯/纳米银复合物修饰电极的制备及对岩白菜素的测定

以水热合成法制备纳米银,并与三维石墨烯(3DGR)复合制得3DGR/Ag材料,再滴涂于玻碳电极(GCE)表面,制成3DGR/Ag/GCE修饰电极。采用紫外可见光谱法(UV-Vis)、扫描电镜(SEM)、X射线衍射法(XRD)、电化学交流阻抗谱(EIS)对修饰电极材料进行了表征。以循环伏安法(CV)、差分脉冲伏安法(DPV)和恒电位库伦分析法(CPC)研究了岩白菜素在该修饰电极上的电化学行为。实验结果表明:在0.20mol·L~(-1)Na_2HPO_4-NaH_2PO_4溶液(pH5.8)中,该修饰电极对岩白菜素的氧化反应有催化增敏作用,氧化峰电流与岩白菜素浓度在2.0×10~(-6)mol·L~(-1)~1.0×10~(-4)mol·L~(-1)范围内呈现良好的线性关系,检出限(S/N=3)为1.62×10~(-7)mol·L~(-1)。将3DGR/Ag/GCE用于岩白菜素片的测定,回收率在99.8%~106.8%之间。该方法灵敏度高,检出限低,操作简便,可用于实际样品的测定。     

扫帚状氧化铈制备及其对Pt基阳极催化剂催化性能的影响

采用水热合成法,合成了比表面积为175 m~2·g~(-1),孔径在2~4nm范围内的扫帚状CeO_2。通过微波辅助乙二醇还原氯铂酸法制备了Pt-CeO_2/RGO催化剂,探究扫帚状CeO_2的添加对Pt基催化剂电催化性能的影响。利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、N_2吸附-脱附、X射线光电子能谱(XPS)对所制备的CeO_2及催化剂进行表征。利用电化学工作站对催化剂进行电化学性能测试。结果表明,催化剂中CeO_2保持原有扫帚状,Pt纳米粒子均匀分布于石墨烯载体表面;当m_(RGO)∶m_(CeO2)=1∶2时,添加了扫帚状CeO_2的Pt-CeO_2/RGO催化剂的电催化性能最优,电化学活性表面积为102.83 m~2·g~(-1),对乙醇氧化的峰值电流密度为757.17A·g~(-1),1 000 s的稳态电流密度为108.17 A·g~(-1),对乙醇催化氧化反应的电荷转移电阻最小,活化能最低。     

Ru,Sn和Co促进的Pt/C催化剂电催化氧化甲醇的性能

 采用溶胶法制备了用于阴离子膜直接甲醇燃料电池的Pt-M/C(M=Ru, Sn和Co)阳极电催化剂,并用X射线衍射和X射线能谱技术对催化剂进行了表征. 结果表明,制备的Pt-M合金颗粒分布均匀,粒径为2～6 nm, 其组成与前驱体中相应金属的原子比基本吻合. 用循环伏安法测定了催化剂在不同碱性条件下的活性. 结果显示,随着碱性的增加,甲醇的起始氧化电位降低,峰电流和催化剂的活性增大; 相同碱强度下催化剂活性顺序为Pt50Ru50/C>Pt50Sn50/C>Pt75Co25/C, 添加Ru可明显提高Pt/C催化剂的活性. Pt50Ru50/C在1.0 mol/L NaOH+1.0 mol/L CH3OH溶液中的峰电流密度可达634.7 mA/mg.     

电化学合成PtCo/石墨烯复合催化剂及对甲醇的电催化氧化

以ITO导电玻璃为基体,采用恒电位沉积法制备了PtCo/石墨烯(GN)复合催化剂.通过扫描电镜(SEM),X射线能量散射谱(EDX)及电化学方法对催化剂进行了表征.SEM结果表明,石墨烯能够促进催化剂粒子的均匀分布,降低催化剂粒径;当Pt和Co物质的量之比为1∶2.93时,该催化剂粒径最小,分布最为均匀.电化学测试结果表明,石墨烯作为载体能够提高催化剂抗CO中毒性能,有利于对甲醇的催化氧化,这主要是由石墨烯优异的电子导电性和表面含氧活性基团所决定的.而且由于Co特殊的电子效应,它的加入也能够影响该催化剂的催化活性.结果证明,当Pt和Co物质的量之比为1∶2.93时,该复合催化剂表现出对甲醇氧化最为优越的催化性能,甲醇氧化峰电流密度可达到662A gpt-1,正反扫电流(If/Ib)比为2.34,是传统PtCo/C催化剂(If/Ib=1.32)的近1.8倍.     

一步法制备还原态氧化石墨烯载铂纳米粒子及其对甲醇氧化的电催化性能

以天然石墨为原料,采用改进的Hummers法制备氧化石墨.然后采用简单的一步化学还原法在乙二醇(EG)中同时还原氧化石墨烯(GO)和H₂PtCl₆制备高分散的铂/还原态氧化石墨烯(Pt/RGO)催化剂.采用傅里叶变换红外(FTIR)光谱、X射线衍射(XRD)和透射电子显微镜(TEM)对催化剂的微结构、组成和形貌进行表征.结果表明, GO已被还原成RGO, Pt纳米粒子均匀分散在RGO表面,粒径约为2.3 nm.采用循环伏安法和计时电流法评价催化剂对甲醇氧化的电催化性能,测试结果表明, Pt/RGO催化剂对甲醇氧化的电催化活性和稳定性与Pt/C和Pt/CNT相比有了很大提高.另外其对甲醇电催化氧化的循环伏安图中正扫峰电流密度(I_f)和反扫峰电流密度(I_b)的比值高达1.3,分别是Pt/C和Pt/CNT催化剂的2.2和1.9倍,表明Pt/RGO催化剂具有高的抗甲醇氧化中间体CO_ad的中毒能力.     

镍(Ⅱ)-玫瑰红酸钠修饰碳糊电极对丹宁酸的电催化氧化及应用

通过电化学方法使玫瑰红酸(Rh)与镍(Ⅱ)[Ni(Ⅱ)]生成Ni(Ⅱ)-Rh配合物,并聚合、沉积于碳糊电极(CPE)表面,制成Ni(Ⅱ)-Rh修饰的CPE电极[记为Ni(Ⅱ)-Rh-CPE]。试验表明:丹宁酸在此修饰电极上产生电催化氧化反应,在0.1mol·L~(-1)氢氧化钠溶液中,在电位0.2~0.6V范围内,扫描速率为0.1V·s-1的条件下进行伏安测定,丹宁酸的浓度在0.2~1.0μmol·L~(-1)和1.0~50.0μmol·L~(-1)两个区间与其阳极峰电流间呈线性关系,检出限(3S/N)为0.14μmol·L~(-1)。以自来水和河水作基体,用标准加入法对方法的回收率进行试验,测得回收率在95.2%~104%之间。     

电还原氧化石墨烯/多壁碳纳米管复合修饰电极检测萘普生

将氧化石墨烯/多壁碳纳米管复合材料滴涂于玻碳电极表面,并运用恒电位还原法对氧化石墨烯进行直接电化学还原,制备了电还原氧化石墨烯/多壁碳纳米管复合修饰电极(rGO/MWCNTs-GCE),利用X-射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、拉曼光谱等对其进行初步表征。采用循环伏安法(CV)和差分脉冲伏安法(DPV)研究了萘普生在该复合修饰电极上的电化学响应,并对检测条件进行考察。结果表明,萘普生的浓度为2.0×10~(-4)～5.0×10~(-6) mol·L~(-1)间,氧化峰电流与其浓度成线性相关,检出限达到2.0×10~(-6) mol·L~(-1)。该复合修饰电极稳定性强、重现性好,可用于萘普生的快速检测。     

电化学合成Pt-Au复合催化剂及其对甲醇的电催化氧化

在ITO导电玻璃上, 采用循环伏安法制备Pt-Au复合催化剂. 通过扫描电镜(SEM), X射线能量色散谱(EDX), X射线衍射(XRD)及其电化学方法对催化剂样品进行了表征. SEM结果表明, Pt-Au复合催化剂的形貌近似球状粒子. 循环伏安法和计时电流法的测试结果表明, 复合催化剂中Au的加入有利于甲醇的电催化氧化, 并提高了Pt对甲醇氧化的抗毒化能力. 同时研究了复合催化剂中Au的不同含量对甲醇氧化的影响, 结果表明, 当 Pt和Au物质的量比为1.07∶1时, Pt-Au/ITO催化剂具有最佳的甲醇电催化氧化活性.     

中空树枝状三氧化钨载铂催化剂对甲醇的电催化氧化性能研究

采用水热法和牺牲模板法相结合制备具有中空树枝结构的三氧化钨载体(d-WO₃),在其表面进一步负载活性成分Pt,得到纳米Pt/d-WO₃复合催化剂。采用X射线粉末衍射(XRD)、透射电镜(TEM)和比表面积和孔结构分析(BET)等对催化剂的形貌和结构进行了表征。结果表明,三氧化钨具有长6 μm和宽2 μm的中空树枝状结构,孔径分布主要集中在20~120 nm,比表面积为24 m²/g,平均粒径为7.2 nm的Pt纳米粒子均匀分布在其表面。采用循环伏安和计时电流法研究了Pt/d-WO₃催化剂在酸性溶液中对甲醇的电催化氧化性能。结果表明,Pt/d-WO₃催化剂比Pt/C和Pt/WO₃催化剂对甲醇有更高的电催化氧化活性和稳定性。d-WO₃所具有的中空介孔结构和双功能作用机理有利于甲醇在铂表面的直接脱氢氧化过程。     

氧化石墨烯修饰碳糊电极的方波溶出伏安法测定锌

实验采用改进的Hummers法合成氧化石墨烯并将其修饰在碳糊电极(CPE)的表面制备了氧化石墨烯修饰碳糊电极(GO/CPE),以该修饰电极为工作电极,采用方波溶出伏安法对锌离子进行测定。结果表明:在十二烷基苯磺酸钠的增敏作用下,在0.1mol·L~(-1)KCl溶液中,该修饰电极对锌的氧化溶出有良好的催化作用,溶出峰电流与Zn~(2+)的浓度在4.0×10-8mol·L~(-1)~2.0×10-7mol·L~(-1)呈良好的线性关系,检出限为1.8×10~(-10)mol·L~(-1).该修饰电极用于实际样品中锌的含量分析,结果令人满意。     

氮掺杂还原氧化石墨烯负载铂催化剂的制备及甲醇电氧化性能

采用高温热解聚苯胺修饰的氧化石墨烯(PANI-GO),得到了氮掺杂的还原氧化石墨烯碳材料(N-RGO),以其负载Pt制备了Pt/N-RGO纳米结构电催化剂.采用透射电镜(TEM)、X射线光电子能谱(XPS)、X射线衍射(XRD)谱及拉曼光谱等技术对N-RGO和Pt/N-RGO的形貌及结构进行了表征,用循环伏安、计时电流等电化学技术研究了Pt/N-RGO电极催化剂对CO溶出反应和甲醇电氧化反应的催化性能.结果表明:高温热解PANIGO可同时实现GO的还原及其氮掺杂的过程,氮掺杂引起还原氧化石墨烯碳材料表面缺陷结构和导电性的增加;与相应的未掺杂氮样品Pt/RGO相比较,Pt/N-RGO样品上Pt颗粒的分散更均匀,显示出更强的抗CO毒化能力和更高的甲醇电氧化催化活性及稳定性.