SBA-16薄膜内生长碳纳米管阵列及其Fe的填充

以表面活性剂F-127、导电玻璃(ITO)为基底制备了三维体心立方结构(Im3m)的介孔SBA-16膜.该膜的(111)晶面垂直于ITO基底.采用电化学沉积技术将少量Fe沉积进入SBA-16膜的孔底,沉积Fe后的SBA-16膜于700℃下乙炔裂解生长碳纳米管,在SBA-16膜(孔)内生长直径均匀、间距相等的开口碳纳米管阵列.采用二次电沉积法可以制备高度有序的填充Fe的碳纳米管阵列.TEM的研究结果表明填充进碳纳米管的Fe具有单晶结构.     

多壁碳纳米管-Nafion膜修饰铂电极的电化学性质

使用多壁碳纳米管(MWCNTs)和Nafion溶液制备了多壁碳纳米管-Nafion膜修饰的铂电极。运用扫描电子显微镜(SEM)对多壁碳纳米管、Nafion膜、多壁碳纳米管-DMF膜和多壁碳纳米管-Nafion膜进行了形貌表征。通过电化学系统研究了铁氰化钾在多壁碳纳米管-Nafion膜修饰电极、多壁碳纳米管-DMF修饰电极以及未修饰铂电极的表面电化学行为。结果显示,多壁碳纳米管-Nafion膜修饰的电极对铁氰化钾有显著的电化学增强作用,于0.185 V处形成了一个尖锐的还原特征峰,比未修饰的铂电极还原峰增强近8.7倍;在0.231 V处形成了一个较强的氧化特征峰,比未修饰的铂电极氧化峰增强近2.7倍。由于多壁碳纳米管的比表面积大,利用其与Nafion修饰的电极能增强电子传输效率,使测定的峰电流增大,从而提高灵敏度,有助于检测低浓度物质。进一步研究发现,铁氰化钾在未修饰的铂电极表面反应为可逆反应,而在MWCNTsNafion膜修饰后的电极表面反应为不可逆反应。     

碳纳米管/超支化重氮盐自组装膜的制备及性能研究

利用静电吸附自组装技术将酸化处理后的单壁碳纳米管(SWNTs)与超支化重氮盐(DAS)组装成多层膜.利用紫外光谱、椭偏仪、原子力显微镜、扫描电镜、拉曼光谱等对自组装膜的生长过程、膜厚增长、自组装膜表面形貌以及纳米管在膜中的存在状态等进行了检测,并利用纳米压痕仪测试了自组装膜的硬度和弹性模量.研究结果表明,SWNTs与DAS不仅发生了静电吸附,而且还发生了化学交联.同时碳纳米管均匀分散在自组装膜中.这两种因素的共同作用使得自组装膜表现出良好的纳米力学性能,硬度达到2.0GPa左右,弹性模量达到10.0GPa左右,而且可以从基底上剥离下来成为独立支撑膜.     

毛细管电泳-修饰电极电化学检测法测定饮用水中溴酸盐

通过静电组装技术在碳圆盘电极（PGE）表面制备{聚二烯丙基二甲基氯化铵（PDDA）/多壁碳纳米管（MWCNT）}n/PDDA多膜,并采用循环伏安法在多膜表面电化学修饰一磷钼酸（PMo12）膜,构筑PGE/{PDDA/MWNTs}5/PDDA/PMo12复合膜修饰电极,研究该复合膜修饰电极电化学及其对溴酸盐（BrO3-）电催化还原性质.在此基础上建立毛细管电泳-PGE/{PDDA/MWNTs}5/PDDA/PMo12修饰电极电化学检法定饮用水中溴酸盐分析新方法.在优化实验条件下,电泳峰面积与溴酸根浓度在5.0×10-8～5.0×10-5mol/L范围内呈良好性关系（r=0.9954）,检出为2.0×10-8mol/L（S/N=3）.     

基于聚硫堇和层层组装碳纳米管/HRP的过氧化氢传感器研究

将电聚合和层层组装方法有效结合构筑了聚硫堇（PTH）电子介体修饰的碳纳米管（CNTs）/辣根过氧化物酶（HRP）多层膜无试剂H2O2传感器.利用电化学阻抗谱对CNTs/HRP多层膜的组装过程进行监测,用循环伏安法和计时电流法研究了该HRP电极的电化学行为.探讨了酶组装层数、工作电位、pH值和碳纳米管对电极响应的影响.该...     

碳纳米管/铜纳米结构电极材料在葡萄糖检测中的应用

利用电化学沉积法制备了碳纳米管/铜纳米结构电极材料, 采用扫描电子显微镜和电化学方法对电极表面的形貌和电化学性质进行了表征. 结果表明, 碳纳米管/铜纳米结构电极材料具有较大的电化学活性表面积、 高稳定性、 良好的导电性以及高葡萄糖电氧化活性, 有望用于葡萄糖的检测.     

碳纳米管微结构的改变对其容量性能的影响

以KOH为活性剂，通过在高温下将碳纳米管进行活化处理来实现对碳纳米管管壁结构的改变，得到了比表面积和孔容分别是活化处理前约3倍和1.5倍的活性碳纳米管.将活化处理前后两种碳纳米管分别制作成电化学超级电容器电极，在充满氩气的无水手套箱组装成模拟电化学超级电容器，在恒流充放电模式下进行电化学可逆容量的测试，发现活性碳纳米管的电化学容量远高于活化前碳纳米管，是它的2倍.从而发现碳纳米管被打断，管壁变粗糙的活性碳纳米管比一般碳纳米管更适合用于电化学超级电容器电极材料.     

碳纳米管在电化学和光化学纳米生物传感器中的应用

碳纳米管(CNTs)因具有独特的物理化学及电化学性质,如较大的比表面积、较强的电子转移能力和良好的吸附性能等而引起人们的广泛关注.碳纳米管可以通过物理吸附、静电或疏水作用等非共价结合方式或共价连接方式固定生物大分子(如蛋白质、DNA、抗体等),有效地促进生物大分子与电极间直接、快速的电子转移,可应用于多种电化学生物传感器中.碳纳米管本身在近红外光区具有独特的荧光和拉曼光谱,可以利用多种光谱手段对多种生物分子实现定量检测,因此近年来碳纳米管在光化学生物传感器中的应用也逐渐受到了研究者的重视.本文对碳纳米管在电化学和光化学生物传感器中的应用进行了简要综述和展望.     

静电纺丝制备质子交换膜燃料电池催化剂层综述

质子交换膜燃料电池催化剂层在成本、耐久性以及性能上的局限是制约燃料电池汽车商业化的瓶颈. 已有文献证明静电纺丝技术制备的纳米纤维催化剂层能提高催化剂利用率、增加三相界面和三相通道以及提高耐久性. 作者结合所在课题组的工作综述了静电纺丝技术制备质子交换膜燃料电池催化剂层的研究进展. 首先,介绍了质子交换膜燃料电池催化剂层的发展历程,并从制备方式和结构两个方面对其进行分类和总结;接下来,从静电纺丝纳米纤维催化剂层的制备、物理特性表征、电化学性能分析及耐久性表征等方面进行了总结;最后,从三相界面、三相通道以及量产适用性的视点比较了三种结构的催化剂层,介绍了质子交换膜燃料电池催化剂层的发展趋势,并梳理了静电纺丝法制备质子交换膜燃料电池催化剂层领域待研的问题.     

纳米电极界面的构建和茶碱的直接电氧化测定

以镍铬合金为基体制备嵌入式超薄碳糊前驱膜,然后在薄膜表面构筑单壁碳纳米管/聚L-酪氨酸复合电极.SEM结果表明膜表面的碳纳米管复合物呈立体枝状渗透性结构,电化学实验证明表面膜上的复合纳米结构改变了基体的电化学性质,使之可用作研究电极.以茶碱为目标物考察其在该电极上的伏安行为,在0.1 mol/L的HClO4底液中,茶碱的2.5次微分峰电流与其浓度在1.0×10-6～8.0×10-4 mol/L 范围内呈良好的线性关系,相关系数为0.9971,方法可用于茶碱的定量测定.     

刚果红功能化水溶性碳纳米管膜电极的制备及在电化学传感器中的应用

基于刚果红(CR)表面修饰多壁碳纳米管(MWNTs)在干燥时所具有的良好成膜性能,在玻碳电极表面制备了一种水溶性MWNTs(MWNTs-CR)膜,用扫描电镜(SEM)、傅立叶红外光谱(FTIR)和交流阻抗谱(ElS)对其进行了表征.结果表明,MWNTs-CR能在电极表面形成一层致密、均匀含有大量纳米级微孔的纳米结构薄膜.和裸玻碳电极相比,MWNTs-CR膜修饰电极能极大的增强雌酮和羟甲香豆素的电化学响应.在体系中加入表面活性剂后,其电化学响应能得到进一步的提高.羟甲香豆素的浓度在8.0×10-8～4.0×10-6 mol/L范围内,其氧化峰电流与浓度呈现出良好的线性关系.在开路条件下富300 s后,HMC的检出限为2.0×10-8 mol/L.实验证明水溶性MWNTs膜是构建碳纳米管电化学传感器的理想材料.     

碳纳米管的电化学贮氢性能研究

研究了碳纳米管电极的电化学性能 ,其电化学储氢量达到 2 0 0mAh·g 1且具有高的电化学活性和良好的循环寿命 .采用循环伏安法研究了氢在碳纳米管电极上吸附 /氧化机理 .     

聚甲苯胺蓝-(多壁碳纳米管/PDDA)_n杂化膜修饰印刷电极的制备及其对NADH的测定

利用静电层层组装的方式在印刷电极表面制备了(多壁碳纳米管/邻苯二甲酸二乙二醇二丙烯酸酯(PDDA))n多层膜,采用电位扫描电聚合法在修饰有多层膜的印刷电极表面聚合甲苯胺蓝,制备了聚甲苯胺蓝-(多壁碳纳米管/PDDA)n杂化膜修饰电极。扫描电镜实验表明,多壁碳纳米管均匀分布在杂化膜中,且多壁碳纳米管的掺杂使杂化膜表现出明显的多孔性。电化学实验表明,杂化膜具有良好的导电性且多壁碳纳米管的掺杂显著增加了聚甲苯胺蓝在电极表面的担载量,提高了检测灵敏度。在pH7.4的磷酸盐缓冲液中,杂化膜修饰电极对β-烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(NADH)的氧化具有良好的催化作用,与裸电极相比氧化电位降低了560 mV,灵敏度明显提高。在8.7×10-8~1.3×10-4mol/L范围内,NADH的浓度与氧化电流呈线性关系,检出限为2.8×10-8mol/L,该修饰电极可用于NADH的测定。     

纳米复合物修饰电极的电化学传感器检测芦丁

研制了纳米复合物修饰电极,碳纳米管与表面含有大量氨基的壳聚糖在玻碳电极表面首先形成碳纳米管/壳聚糖膜,通过膜表面丰富的氨基与纳米Au的强静电吸附,在玻碳电极表面获得均匀致密的纳米金修饰层.这种基于纳米复合材料制备的新型电化学传感器对芦丁具有很好的响应,可以快速地实现电极与芦丁之间的直接电子转移,有良好的稳定性.芦丁的测定线性范围为4.00×10-7～1.77×10-5 mol/L,最低检测限为1.29×10-7 mol/L.由于抗坏血酸在该修饰电极上的氧化电位出现显著负移,因此可避免抗坏血酸对芦丁测定的干扰.该方法可以不经预分离直接检测药物中的芦丁含量.     

碳纳米管负载铂催化剂的制备、结构及电化学加氢特性

采用浸渍沉淀法制备Pt/CNTs和Pt/C催化剂,并对其结构及电催化性能进行比较,表征.实验表明,以碳纳米管作催化剂载体可使催化剂的负载量,载体上铂的分散度以及其活性中心大大提高.与Pt/C(JohnsonMatthey)催化剂相比,Pt/CNTs的电化学性能表现出更大的活性.碳纳米管作为阴极材料在质子交换膜燃料电池加氢反应器合成化学品中的作用十分明显.     

新型多壁碳纳米管/白藜芦醇印迹溶胶-凝胶层层组装电化学传感器研究

采用电化学沉积方法将印迹溶胶-凝胶膜沉积到功能化碳纳米管(MWNT-COOH)修饰的碳电极表面,成功研制一种新型多壁碳纳米管/白藜芦醇印迹溶胶-凝胶电化学传感器.采用扫描电镜(SEM),循环伏安法(CV),方波伏安法(SWV)和计时电流法(i-t)详细考察该印迹溶胶-凝胶膜的形态和电化学性能.结果表明该传感器对白藜芦醇具有较高的选择性和亲和性.与无多壁碳纳米管修饰的印迹传感器比较,MWNT层修饰的印迹传感器电流响应信号明显提高.白藜芦醇与印迹溶胶-凝胶膜的特异性结合使该传感器的电流发生变化,电流变化与白藜芦醇浓度在5.0×10-7～8.0×10-5mol?L-1范围内呈良好线性关系,检测限为5.1×10-8mol?L-1,该传感器成功应用于葡萄酒中白藜芦醇含量的检测.     

碳纳米管的水热-182模板合成及在锂离子电池中的应用

结合模板技术与水热法合成了具有管端开口结构的碳纳米管.采用X射线衍射与电镜对该碳纳米管进行了结构与形貌的表征.电化学测试结果表明,相对于气相沉积法合成的多壁碳纳米管,该方法合成的碳纳米管具有更高的比容量和更好的循环性能.     

碳纳米管的水热-模板合成及在锂离子电池中的应用

结合模板技术与水热法合成了具有管端开口结构的碳纳米管. 采用X射线衍射与电镜对该碳纳米管进行了结构与形貌的表征. 电化学测试结果表明, 相对于气相沉积法合成的多壁碳纳米管, 该方法合成的碳纳米管具有更高的比容量和更好的循环性能.     

纳米金/碳纳米管复合材料修饰电极催化鲁米诺电致发光体系的研究

制备了纳米金/多壁碳纳米管(MWNT)复合材料修饰电极,并将此电极应用于鲁米诺电化学发光体系.电化学发光实验表明,此复合材料修饰电极同时具备了纳米金和碳纳米管的催化性能.此外通过电极活性表面积测算、电化学交流阻抗实验等方法研究了纳米金和碳纳米管在此体系催化过程中的作用.纳米金/碳纳米管修饰电极具有良好的重现性,可以广泛应用于鲁米诺电化学发光测定体系.     

纳米材料修饰电极在电化学分析中的应用研究进展

综述了纳米材料修饰电极在电化学分析中的应用研究.主要总结了国内外纳米金属材料、纳米金属氧化物材料、碳纳米管与碳纳米管复合物以及其他纳米材料在电化学分析中的应用研究,并指出了纳米材料修饰电极在电化学分析应用中存在的问题.