基于石墨烯-壳聚糖-辣根过氧化物酶的H2O2生物传感器的研制

制备了石墨烯-壳聚糖(GR-CS)纳米复合材料,并将之与辣根过氧化物酶(HRP)混合,构建了基于石墨烯-壳聚糖-辣根过氧化物酶的生物传感器(GR-CS-HRP/GC)。探针及循环伏安研究表明,该界面具有优异的电子传导能力、较大的比表面积和良好的生物相容性,对H2O2的还原显示出较好的电催化活性,在工作电位为-0.2 V,0.05 mol/L的磷酸盐缓冲盐溶液(PBS,pH 6.8)中,该酶传感器对过氧化氢响应灵敏度高,检测范围宽,测定H2O2的线性范围为5.0×10-7～2×10-3mol/L(相关系数为0.998)。检出限为2.0×10-7mol/L(S/N=3)。并且表现出良好的稳定性和高选择性。该电极用于实际样品中H2O2的测定,结果令人满意。     

La15Fe77B8型储氢合金的结构和电化学性能

研究了快淬和退火态La15Fe77B8型储氢合金的组织结构和电化学性能。应用中频感应熔炼-快淬方法制备了La15Fe77B8型储氢合金,其组成为La15Fe2Ni72Mn7B2Al2。结构分析表明:快淬La15Fe2Ni72Mn7B2Al2合金为多相结构,包括LaNi5相、La3Ni13B2相和(Fe,Ni)相,快淬合金经1223 K保温3 h,然后在873 K保温3 h退火处理后,LaNi5相增加,La3Ni13B2相几乎消失,(Fe,Ni)相增加且形态变大。电化学测试表明,退火合金的最大容量(307 mAh.g-1)略小于快淬合金(309 mAh.g-1),而循环稳定性有所改善。退火合金电极的倍率放电能力(HRD)低于快淬合金,原因在于交换电流密度(I0)及氢在合金中的扩散系数(D)降低。快淬和退火合金电极在低温233 K时均能放出55%的容量。     

石墨烯及其复合材料在锂离子电池中的应用

石墨烯是一种单原子层厚度的石墨材料,具有独特的二维结构和优异的电学、力学以及热学性能。同时它也是一种具有良好应用前景的锂离子电池电极材料。电极材料的微观结构对其性能有很大影响,利用石墨烯获得具有特殊形貌和微观结构的电极材料,能有效改善材料的各项电化学性能。本文综述了石墨烯及其复合材料在锂离子电池中的应用研究进展。在负极复合材料中,石墨烯不仅可以缓冲材料在充放电过程中的体积效应,还可以形成导电网络提升复合材料的导电性能,提高材料的倍率性能和循环寿命。通过优化复合材料的微观结构,例如夹层结构或石墨烯片层包覆结构,可进一步提高材料的电化学性能。在正极复合材料中,石墨烯形成的连续三维导电网络可有效提高复合材料的电子及离子传输能力。此外,相比于传统导电添加剂,石墨烯导电剂的优势在于能用较少的添加量,达到更加优异的电化学性能。最后对石墨烯复合材料的研究前景进行了展望。     

Fe-Ni/TiO2纳米管阵列电极的制备、表征及光电催化还原五氯酚活性

采用阳极氧化法和浸渍电沉积联用法制备了不同负载量的Fe-Ni/TiO2纳米管阵列电极. 通过扫描电子显微镜(SEM)、 X射线光电子能谱(XPS)和电化学测量等手段对样品的微观形貌、 晶体结构和光电响应等特性进行分析. 考察了在0.6 V偏压下, 所制备的电极对五氯酚的光电催化还原性能. 结果表明, 适量的Fe和Ni纳米颗粒的负载, 降低了TiO2纳米管阵列光生电子-空穴对的复合几率; 浸渍电沉积5次的Fe-Ni/TiO2纳米管阵列电极光电催化还原降解五氯酚的效率为91.35%, 明显高于TiO2纳米管阵列电极.     

溶剂热法制备Ag/TiO2纳米材料及其光催化性能

以乙醇为溶剂, 钛酸四丁酯为前驱体, 用溶剂热法制备了Ag表面修饰的负载型纳米二氧化钛光催化剂. 利用X射线衍射(XRD)、N₂吸附-脱附(BET)、透射电子显微镜(TEM)、X射线光电子能谱(XPS)、紫外-可见(UV-Vis)光谱等技术对其进行了系统的表征, 以亚甲基蓝(MB)溶液的脱色降解为模型反应, 考察了不同Ag含量样品的光催化性能. 结果表明: 用溶剂热法制备的样品中TiO₂皆为锐钛矿相, 金属Ag颗粒沉积在TiO₂表面, 粒径为2 nm左右, 比表面积较溶胶凝胶法制备的样品大大增加, 最高可达151.44 m²·g^-1; UV-Vis光谱和光催化实验表明: Ag修饰使TiO₂对光的吸收能力大大增强, 吸收带边红移至可见光区, 亚甲基蓝在该复合材料上的光催化降解反应遵循一级反应动力学模型; 溶剂热法制备样品的光催化性能明显好于溶胶凝胶法制备的样品, 在紫外光和可见光下, Ag摩尔分数为5%的样品表现出最佳的光催化活性.     

含磷有机硅杂化环氧树脂固化体系性能研究

通过磷酸与γ-环氧丙氧基三甲氧基硅烷反应得到含磷有机硅氧烷,并加入到环氧树脂/4,4'-二氨基二苯基甲烷体系中混合,通过溶胶-凝胶的方法制备了含磷有机硅杂化环氧树脂固化物.对固化体系进行了玻璃化转变温度、热失重、阻燃、拉伸强度、冲击强度测试分析.结果表明,该固化体系的阻燃性得到提高,极限氧指数在25.8～29.3,玻璃化转变温度得到提高,在161～179℃;虽然初始分解温度比纯环氧树脂固化物低,但800℃残炭率可以达到26.5%,提高了36%;拉伸强度得到提高,在71～94 MPa,冲击强度可以达到14.36 kJ/m2,提高了14%.该固化体系具有较好的阻燃性能和热性能,同时具有较好的力学性能.     

用于DNA杂交检测的丝网印刷型生物传感器的研究

将单链DNA(ssDNA)固定到丝网印刷碳电极上构成电化学DNA传感器,采用电化学指示剂,建立DNA杂交的检测方法.Co(phen)33+电化学指示剂通过钴盐与配体邻菲罗啉络合制备,采用等离子发射光谱法(ICP-AES)和核磁共振法(NMR)表征功能基团,采用循环伏安法(CV)分析指示剂的电化学特性,并以此为基础研究ssDNA在电极表面的固定及DNA杂交过程.本研究探讨了直接吸附、静电吸附与键合等3种ssD-NA在电极表面的固定方法,结果表明,静电吸附法和键合法具有较高的ssDNA固定量,采用静电吸附法固定探针的电极杂交目标DNA后,Co(phen)33+易于嵌入双链DNA (dsDNA)中,CV峰电流(ip)信号随目标DNA浓度增加.本研究采用静电吸附ssDNA的电极检测DNA杂交,实验表明,当探针固定液中ssDNA浓度为5 mg/L时,目标DNA浓度在6.65×10- 8～4.26× 10-6mol/L范围内,Co(phen)33+在dsDNA修饰电极上ip值与DNA浓度呈良好的线性关系,R2为0.9819.本研究为建立新的微生物分子分型手段提供了初步依据.     

化学修饰铋膜电极的制备和应用研究进展

本文综述了近年来化学修饰铋膜电极的制备和应用的研究进展。首先介绍了铋膜电极的制备方法,然后介绍铋膜电极的应用和研究进展,包括铋膜电极在检测重金属离子、硝基酚类化合物、药物、杀虫剂及一些生物活性物质等方面的应用。     

不锈钢基/β-PbO2-TiO2-Co3O4复合镀层制备及其性能表征

使用直流复合电沉积方法制备不锈钢基β-PbO2、TiO2掺杂β-PbO2、Co3O4掺杂β-PbO2、TiO2和Co3O4共掺杂β-PbO2复合镀层材料.采用SEM、EDS、XRD和电化学测试等对复合电极进行形貌、成分、组成和催化活性表征,并且将不锈钢基/β-PbO2-TiO2-Co3O4电极应用到锌电积实验中.结果表明,添加Co3O4能提高PbO2电极的催化活性;添加TiO2可以起到细化晶粒,增大比表面积的作用;不锈钢基β-PbO2-TiO2-Co3O4复合镀层阳极与Pb-Ag合金阳极相比,锌电积槽电压降低为2.97V,电流效率提高到91.2％,使用寿命延长.     

纳米材料电化学与生物传感器——有机微污染物检测新途径

本文介绍了近年来纳米材料电化学与生物传感器在有机微污染物检测中的研究现状,分析了这些传感器中纳米材料修饰电极的特点,重点阐述了纳米材料在有机微污染物检测中的重要作用,列举了一些纳米材料电化学与生物传感器在有机微污染物检测中的应用。最后对纳米材料电化学与生物传感器用于有机微污染物的检测研究进行了简要评述和展望。