銅負(fù)載納米氧化亞銅電極的制備及其在超級電容器和生物傳感中的應(yīng)用.pdf

1、納米銅氧化物和氫氧化物由于具有理論比電容高、低成本及對環(huán)境無污染的特點(diǎn)，成為超級電容器中非常有前景的電極材料。但是，制備電容性能優(yōu)異的商用銅氧化物和氫氧化物材料仍然具有很大的挑戰(zhàn)性。本論文工作采用一種兩步電化學(xué)法制備了原位生長于泡沫Cu表面的Cu2O納米針陣列材料。每個獨(dú)立的納米針具有單晶特性，并且表面有介孔分布。作為超級電容器的電極材料，其比電容在掃描速度為1 mVs-1時高達(dá)862.4 F g。1，并能在循環(huán)20000圈后仍具有很好

2、的電容保持率。此外，我們以該材料為正極，活性炭為負(fù)極組裝了非對稱型超級電容器。該電容器在比功率為0.9 kW kg-1時的比能量為35.6 W h kg-1，在6.3 kWkg-1時的比能量為6.7 W h kg-1，并能在循環(huán)10000圈后保持初始電容值的92％。在充電1分鐘后，我們的電容器可以驅(qū)動LED顯示器，并能為手機(jī)充電。這些突出的性能可以很好地證明該電極在商用儲能器件中具有廣闊的應(yīng)用前景。
　　具有高靈敏度和高可靠性的生

3、物傳感器在臨床、環(huán)境、工業(yè)和農(nóng)業(yè)中都起到很重要的作用。研究者們在開發(fā)電化學(xué)性能優(yōu)異的廉價生物傳感材料方面亦做出了很多努力。將我們制備的泡沫Cu負(fù)載的Cu2O電極用于無酶葡萄糖探測時，表現(xiàn)出多階段線性探測范圍、超高的靈敏度（高達(dá)97.9 mA mM-1 cm-2）以及極低的探測限（低至5 nM）。另外，該電極也具有很好的選擇性以及優(yōu)異的穩(wěn)定性。在分析人體血清中的血糖濃度時，也具有較高的可靠性，證明了該電極廣闊的應(yīng)用潛力。如此優(yōu)異的葡萄糖探

4、測能力可歸因于高比表面積Cu2O納米針本身的電催化活性，以及活性物質(zhì)(Cu2O)與集流體（泡沫Cu）間的緊密接觸，從而為葡萄糖探測過程提供了很好的電子/離子導(dǎo)電性。
　　新型可折疊或可彎曲的便攜式電子產(chǎn)品激發(fā)了研究者們對于柔性、輕質(zhì)和環(huán)保儲能器件的研究。我們通過簡易的電化學(xué)法在柔韌性較好的Cu箔表面生長了具有微米球-納米片分級結(jié)構(gòu)的Cu2O，并且該方法操作簡單、成本較低、可以實現(xiàn)材料的批量制備。文中，我們探究了陽極氧化參數(shù)對于Cu