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镍纳米复合材料的合成及其电催化氧化有机小分子性能研究

作　者: 王志刚
导　师: 吴廷华
学　校: 浙江师范大学
专　业: 物理化学
关键词: 石墨烯葡萄糖传感器甲醇微波法回流法溶剂热法硫化镍 WO3
分类号: O614.813
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要

本论文丰富和发展了微波法,回流法和溶剂热法合成纳米结构材料的制备技术,采用微波法合成了石墨烯／镍纳米粒子碳基复合材料,利用溶剂热法合成了NiS和Ni(OH)2纳米材料,采用回流法合成了镍纳米线和Ni3S2纳米线,并分别对它们的电化学性能进行了研究。此外,还利用溶剂热法,镍离子诱导合成了WO3·0.5H2O八面体。主要内容如下：1.以石墨烯和硝酸镍(Ni(NO3)2·6H2O)作反应物,乙二醇(EG)作溶剂,采用简易的微波法于300W反应20min,制备了石墨烯／镍纳米球结构。电化学测试结果表明制备的石墨烯／镍纳米球复合结构对低浓度的葡萄糖直接氧化有明显的催化活性,且响应电流与葡萄糖浓度呈良好的线性关系,具备一定的对抗坏血酸和尿酸的抗干扰能力。2.以硝酸镍(Ni(NO3)2·6H2O)和硫脲为反应物,乙二醇(EG)作溶剂,PVP控制形貌,溶剂热法合成了NiS纳米材料。进行了甲醇电催化氧化的性能研究。结果表明,硫化镍比Ni(OH)2具有更优越的性能。主要表现在：NiS比Ni(OH)2在碱液中更稳定,在相同的电位,NiS比Ni(OH)2对甲醇氧化的具有更大的氧化电流。NiS在甲醇燃料电池将有更广泛的潜在应用。3.研究了Ni3S2在碱性介质中催化甲醇氧化比Ni(OH)2有优势。对硫化前后的Ni纳米线的性能进行了比较。Ni3S2显示在扫描多个间隔的羟基化现象。它们的组成,形态和结构,利用扫描电子显微镜(SEM),粉末X-射线衍射(XRD)和傅里叶变换红外光谱(FTIR)的技术进行了表征。初步给定了反应机理。硫化镍是一个潜在的利用于甲醇燃料电池阳极的材料。4.利用溶剂热法,镍离子诱导合成了WO3·0.5H2O八面体。在水和乙醇的体系中,加入硝酸镍和Na2WO4在180℃的条件下反应12小时,得到了尺寸均一的WO3·0.5H2O八面体。并对其生长机理进行了初步探索。该物质可以用作模板。

全文目录

摘要  3-5
ABSTRACT  5-9
第一章绪论  9-15
  1.1 葡萄糖传感器综述  9-12
    1.1.1 酶电化学葡萄糖传感器  9
    1.1.2 非酶型的电化学葡萄糖传感器  9-11
    1.1.3 非酶型的葡萄糖传感器优点  11
    1.1.4 非酶葡萄糖传感器存在的主要问题  11-12
  1.2 甲醇燃料电池阳极材料  12-13
  1.3 本论文的研究思路  13-15
第二章一步微波辅助合成Ni/rGO纳米杂化物用于葡萄糖传感器  15-23
  2.1 引言  15-16
  2.2 实验部分  16-17
    2.2.1 一步微波法生长Ni纳米球在rGO上  16-17
  2.3 表征  17
  2.4 电化学测试  17
  2.5 结果讨论  17-22
  2.6 结论  22-23
第三章 NiS纳米粒子电催化甲醇氧化  23-31
  3.1 引言  23
  3.2 实验步骤  23-24
    3.2.1 硫化镍的制备  23-24
    3.2.2 Ni(OH)_2的制备  24
  3.3 结果分析  24-30
  3.4 结论  30-31
第四章硫化镍纳米线提高在碱性中对甲醇的电催化氧化  31-37
  4.1 引言  31
  4.2 实验部分  31-32
    4.2.1 Ni纳米线的制备  31
    4.2.2 硫化镍纳米线结构的制备  31-32
    4.2.3 FT-IR光谱  32
    4.2.4 电化学测试  32
    4.2.5 表征  32
  4.3 结果与讨论  32-36
  4.4 总结  36-37
第五章镍离子诱导溶剂热合成WO_3·0.5H_2O八面体  37-43
  5.1 引言  37
  5.2 实验部分  37-38
  5.3 结果和讨论  38-42
  5.4 结论  42-43
参考文献  43-55
攻读学位期间取得的研究成果  55-56
致谢  56-57

镍纳米复合材料的合成及其电催化氧化有机小分子性能研究

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