樹枝狀納米銀及其復合材料的制備與電催化活性的研究.pdf

1、納米材料具有特殊的物理與化學性質，它們的制備和研究已成為一個重要的研究領域。對不同類型的金屬-高分子材料的研究，目前已成為研究熱點，這是因為它們在基礎科學研究和不同的科學技術的應用中具有重要的價值。納米銀顆粒對一些小分子的氧化或還原反應具有優(yōu)異的電催化活性，其研究具有非常重要的理論和實際應用意義。因此，制備銀系納米材料并對其加以修飾具有較高的研究價值。
　　本文采用電沉積法制備出了形貌不同的納米銀顆粒、銀和其它金屬的合金。研究了沉

2、積條件對納米銀形貌的影響，并對得到的銀系列的電催化劑的組成、形貌結構進行了系統的表征和分析。在堿性溶液中，利用各種電化學測試技術，如循環(huán)伏安、線性掃描和恒電位階躍等手段對甲醛和葡萄糖氧化以及氧還原的電催化活性進行了探討，得出的主要研究結論如下：
　　(1)采用電沉積法，制備出新穎的樹枝狀結構的銀納米顆粒，研究了沉積電位、Ag(NH3)2+溶液濃度、溶液溫度、基底、堿土金屬離子等條件發(fā)生改變時，對這種銀納米顆粒形貌的形成產生的影響。

3、
　　(2)采用電沉積法，在電位-1.6 V(vs Ag)時，在鈦片上制備出具有新穎的樹枝狀結構的銀納米顆粒(Ag/Ti)，研究了這種銀納米顆粒對甲醛氧化的電催化活性。實驗結果表明，甲醛的檢測靈敏度S為0.27 mA·cm-2·(mmol·L-1)，其檢測下限為0.662 mmol·L-1，表明納米Ag/Ti電催化劑可望用于檢測甲醛的電化學傳感器中。
　　(3)采用恒電位電沉積法，通過改變Ag(NH3)2+溶液濃度，在鈦基底

4、上制備出不同形狀的樹枝狀納米銀顆粒。研究了這些電極對葡萄糖的電催化氧化活性。發(fā)現葡萄糖的檢測靈敏度為0.57 cm、檢測下限為13.94μmol。所制備的納米銀電極在檢測葡萄糖時，對抗壞血酸、過氧化氫、谷胱甘肽、蔗糖和乳糖等的抗干擾性較強，表明其對葡萄糖的電氧化具有很好的電催化活性，該電極有望作為傳感器用于檢測較低濃度的葡萄糖。
　　(4)采用恒電位法，在Ag(NH3)2++ Cu(NH3)42+溶液中，在鈦基底上制備出形貌不同的

5、納米銀銅雙金屬顆粒。研究發(fā)現，添加少量的銅到納米銀材料中，可以增強納米銀電極對氧還原反應(ORR)的電催化活性。
　　(5)采用電沉積法，制備出以 Ti為基體的樹枝狀結構 Ag顆粒(Ag/Ti)。以此 Ag/Ti電極為工作電極，在稀鹽酸溶液中，利用循環(huán)伏安法將Sn沉積在Ag/Ti上，制備出與Ag顆粒不同的樹枝狀納米AgSn顆粒。在堿性溶液中，所制備的Ag/Ti、AgSn/Ti電極對ORR均表現出優(yōu)異的電活性，交換電流密度為4.55

6、×10-4cm-2，表明這種電催化劑可作為燃料電池的陰極材料。
　　(6)采用電沉積法，制備出納米AgCo雙金屬顆粒，并用聚苯胺對其進行了修飾，研究此電極對ORR的電催化活性。在堿性溶液中，所制備的Ag/Ti、AgCo/Ti以及聚苯胺修飾后的相應電極對ORR均表現出優(yōu)異的電催化活性，在-0.12 V(vs Ag/AgCl)時，ORR的電流密度達到1.2 cm-2。堿性溶液中若存在甲醇或乙醇，所制備的電極對 ORR的電催化活性不變，