多孔铜、纳米多孔铜基复合电极材料的制备及其应用研究

来源 :山东大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:leafxzc
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
本论文利用简单的氢气泡模板法和磁控溅射/脱合金法的方式分别在铜箔基体上制备了多孔铜材料和纳米多孔铜材料。在多孔铜基体上电化学沉积二硫化钼,制备了用作锂离子电池负极的NPCu/MoS2复合电极材料;通过原位氧化法将纳米多孔铜表面原位氧化成氧化铜,制备了用于葡萄糖无酶检测的NPCu/CuO复合电极材料;通过原位置换法在纳米多孔铜表面负载了贵金属铂,制备了用作电解制氢的NPCu/Pt复合电极材料。将所制备的复合电极材料进行了系统的表征。实验结果表明,NPCu/MoS2复合电极材料有着连续的三维空间结构。多孔铜的平均孔径在17.3μm左右,其孔壁由树枝状的铜组成,所负载的二硫化钼完全包覆在多孔铜基体上并呈现出直径为1.2μm的球状。将其组装成纽扣电池测试后,在电流密度为100 mA g-1时循环100圈后仍然有着705.5 mAh g-1的容量,而平板铜/二硫化钼复合电极材料只有35.4 mAh g-1的容量,当电流密度从100 mAg-1 到 200,500,1000 mA g-1 再回到 100 mA g-1 仍然有着 567.9 mAh g-1 的容量。除此之外,充放电循环测试后的电极材料同样在文中进行了表征和分析。我们详细的研究了单靶磁控溅射参数对由单个金属靶材溅射所得材料的厚度和表面颗粒度的影响,发现其随着溅射功率和溅射时间的增加,厚度和表面粒度分别呈现出线性的变化规律。基于不同溅射功率参数的匹配,我们成功制备了Cu77A123,Cu63A137和Cu58Al42三种不同元素原子比的前驱体材料,在腐蚀后发现由前驱体Cu58Al42所得的纳米多孔铜材料具有最大的比表面积,其粗糙系数为29.7,平均孔径尺寸在88.8±3.5nm,纳米多孔铜内部仍然有着连续的纳米多孔结构。由前驱体Cu58Al42脱合金所得的纳米多孔铜在表面原位氧化生成氧化铜后仍能保持其原有的结构,原位氧化所得的氧化铜呈现出花瓣状,并均匀的分布在纳米多孔铜表面。对葡萄糖进行检测时发现其葡萄糖浓度检测上限能够达到10 mM,下限可达1μM,与其他材料相比NPCu/CuO具有较高的灵敏度(362.0 μAcm-2 mM-1),并且具有很强的抗干扰能力和较高的工作稳定性。除此之外,不同前驱体材料脱合金原位氧化后对葡萄糖的响应也在文中进行了探讨。对由前驱体Cu63Al37和Cu58Al42腐蚀所得纳米多孔铜分别在氯铂酸溶液中原位置换负载了贵金属铂,由Cu58Al42所得材料负载铂的量要高于由前驱体Cu63Al37所得的材料,但是两种材料负载铂后还能保持着纳米多孔铜的基本结构但是孔洞明显变大。对由前驱体Cu63Al37脱合金负载Pt后所得的复合电极材料进行了电解制氢的初步实验,发现其具有较好的析氢效果,塔菲尔斜率为36 mV dec-1,且起峰电位基本接近于0V,与平板铜在相同条件下负载铂相比具有较大的优势,以及与纯Pt和其它Pt系材料相比具有较好的应用价值。
其他文献
数字媒介技术的革新加剧了"图像革命",造成了人的思考能力的滑坡,这一影响加之于儿童则更加明显。儿童作为特殊且脆弱的社会群体,极易陷入新媒介所搅动的文化漩涡中,传统阅读
中国民族民间舞蹈教育是一个从无到有的开创性事业。这些年我们不断在田野和庙堂之间寻找着民族"根性"文化精神的表达方式,不断在课堂和舞台之中实践着"学院派"中国民族民间
重庆非物质文化遗产在重庆独特历史环境条件下,与重庆人民的生活、生产方式有着非常直接而紧密的关联,在重庆独特的高山大河的地貌及移民为主的人口组成的深刻影响下,呈现出
贝叶斯统计推断是基于总体信息、样本信息和先验信息的一种统计推断方法,并已成为森林生长模型中的一种重要方法。本文以长白落叶松人工林为对象,基于1 687对林分优势高与年
以大果黑果枸杞嫩茎为外植体,以MS为基本培养基,研究激素组合对大果黑果枸杞组培苗初代、继代以及生根培养的影响,建立大果黑果枸杞组培快繁技术体系。结果表明:适合大果黑果
话本小说情节的主要模式就是戏剧性,这与其脱胎并继承"说话"艺术有很大关系。这种戏剧性的情节模式有着丰富的表现方式,其中冲突、转折、表演性和巧合是最为常见的。话本小说
建立健全农村宅基地流转与退出机制,对于改革集体建设用地使用权制度、保护农民合法权益、缓解城镇化与工业化进程中建设用地供给紧张局面具有重要意义。经济利益驱动、多方
大学语文课程在母语教育及中国传统文化教育、大学生人文素质教育方面具有重要的价值。国家教委提出:大学语文课程设置的目的是培养学生汉语语言文学方面的阅读、欣赏、理解
以国外5本广告传播类核心期刊在2003~2013年所发表有关交互性广告传播效果学术论文研究为对象,从核心概念、形成机制、测量效果模型及提升策略等四个方面对十年来国外学术界
迄今为止,国内外尚未见到拟水狼蛛生物学和生态学系统研究的报道。本文是对拟水狼蛛生物学特性的初步研究。在长沙地区,拟水狼蛛一年二代,繁殖季节分别发生在4~5月和8~9月。一