多孔碳材料的制備及其在電分析和燃料電池中的應(yīng)用.pdf

1、多孔碳是由相互貫通的孔洞所構(gòu)成的網(wǎng)狀材料，表現(xiàn)出發(fā)達(dá)的孔結(jié)構(gòu)、較強(qiáng)的機(jī)械性、大的比表面積等優(yōu)點(diǎn)，可運(yùn)用在能源、催化和生物等不同的領(lǐng)域。模板法是合成多孔碳材料的常用方法，它可通過調(diào)節(jié)合成條件實(shí)現(xiàn)碳材料的孔隙結(jié)構(gòu)和摻雜元素的調(diào)控，但仍存在成本偏高、耗時(shí)、對(duì)環(huán)境有害等方面的不足，這阻礙了多孔碳材料的發(fā)展。本文發(fā)展了一種制備低成本、高質(zhì)量的多孔碳的方法，并研究了所制碳材料在電分析化學(xué)、燃料電池等領(lǐng)域的應(yīng)用。主要內(nèi)容如下:
　　(1)以麥芽

2、糖為碳源，以氯化銨為發(fā)泡劑，以硝酸鈷為石墨化催化劑前驅(qū)體，制備了石墨化的碳納米片(GCN)。該材料具有豐富的孔隙率，大的比表面積和高的石墨化程度。利用差分脈沖伏安法在GCN修飾的玻碳電極(GCE)上同時(shí)測(cè)定了對(duì)苯二酚(HQ)和鄰苯二酚(CC)，HQ的線性響應(yīng)范圍為1×10-7-3×10-5 M，CC的線性響應(yīng)范圍為5×10-7-5×10-5 M，HQ的檢測(cè)限為2×10-8 M，CC的檢測(cè)限為5×10-8 M。并在實(shí)際水樣品中測(cè)定HQ和C

3、C，獲得了令人滿意的回收率。
　　(2)制備了聚多巴胺(PDA)修飾的大孔石墨碳泡沫(MGCF)電極，并將之作為微生物燃料電池(MFC)的高性能陽極。MGCF材料能提供大的表面積負(fù)載細(xì)菌，PDA可進(jìn)一步提高M(jìn)GCF材料的親水性和生物兼容性，因此，以MGCF-PDA作為MFC的陽極顯示出超高的細(xì)菌負(fù)載能力。以MGCF-PDA為陽極的MFC最大功率密度高達(dá)1735 mW cm-2，是以商業(yè)碳?xì)譃殛枠O的MFC的6.7倍，這說明了MGCF