基于PDMAEMA復(fù)合材料的電化學(xué)性能研究.pdf

1、環(huán)境響應(yīng)型聚合物聚甲基丙烯酸二甲氨基乙酯(PDMAEMA)，其結(jié)構(gòu)中既含有親水性的叔胺基和羰基，又含有疏水性的烷基基團(tuán)，在酸性介質(zhì)中可以被質(zhì)子化，因而它具有一定的pH值敏感性和溫敏性等環(huán)境剌激響應(yīng)的特性。有關(guān)PDMAEMA及其嵌段共聚物的合成已經(jīng)研究得比較多，但是基于PDMAEMA與無(wú)機(jī)功能材料結(jié)合起來(lái)的復(fù)合材料研究的不多，尤其是基于PDMAEMA的復(fù)合材料的電化學(xué)研究。因此本論文提出基于PDMAEMA復(fù)合材料的制備并研究其相關(guān)電化學(xué)性

2、能的構(gòu)思，主要研究?jī)?nèi)容如下：
　　(1)含PDMAEMA的二嵌段共聚物聚環(huán)氧乙烷-b-聚甲基丙烯酸二甲氨基乙酯(PEO-b-PDMAEMA)結(jié)合多壁碳納米管(MWCNTs)的復(fù)合材料對(duì)亞硝酸鈉(NaNO2)電催化研究：將二嵌段共聚物PEO-b-PDMAEMA與MWCNTs結(jié)合組成復(fù)合材料修飾于玻碳電極上(記為PEO-b-PDMAEMA/MWCNTs/GCE)，構(gòu)建了一種用于測(cè)定亞硝酸鹽的無(wú)酶電化學(xué)傳感器。實(shí)驗(yàn)研究了PEO-b-PD

3、MAEMA溫敏性對(duì)該傳感器性能的影響。隨著溶液溫度的上升，PEO-b-PDMAEMA/MWCNTs/GCE對(duì)亞硝酸鹽氧化的電催化作用增強(qiáng)。該傳感器顯示出對(duì)亞硝酸鹽濃度較寬的線性檢測(cè)范圍(1.0×10-6至1.0×10-4 M)，低的檢測(cè)限(1.0×10-6 M)和高的靈敏度(562.16μA/mM·cm2)以及良好的穩(wěn)定性和重復(fù)性。
　　(2)基于聚合物PDMAEMA的多孔碳材料(NC)的制備及其對(duì)氧氣的電催化：因?yàn)镻DMAEMA

4、中含有C和N元素，以PDMAEMA為碳源和氮源，以KOH為活化物質(zhì)，采用高溫煅燒法將聚合物PDMAEMA熱解成為含氮的多孔碳材料(NC)。研究了有無(wú)KOH和不同煅燒溫度對(duì)于材料制備的影響。采用掃描電鏡(SEM)、X射線衍射儀(XRD)和比表面積分析儀對(duì)所制備的多孔碳材料進(jìn)行了表征。結(jié)果顯示，NC具有蜂巢狀的多孔結(jié)構(gòu)、高達(dá)954 m2/g的比表面積和12.7 wt.％的含氮量。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)NC修飾的電極對(duì)陰極氧還原反應(yīng)(Oxygen Redu

5、ction Reaction，ORR)有較高的電催化活性、優(yōu)異的循環(huán)穩(wěn)定性和良好的抗甲醇性能。
　　(3)基于聚合物PDMAEMA制備碳包覆磁性納米四氧化三鐵(C/Fe3O4)復(fù)合材料及其對(duì)雙氧水(H2O2)的電催化：采用SEM、EDS、XRD等方法對(duì)該復(fù)合物的形貌進(jìn)行了表征。實(shí)驗(yàn)表征發(fā)現(xiàn)C/Fe3O4為粒徑在340 nm左右的球形納米顆粒，具有良好的導(dǎo)電性能。C/Fe3O4修飾的玻碳電極對(duì)H2O2具有良好的電催化活性和低的檢測(cè)限