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随着人们对生活环境和工作环境质量要求的不断提高,化肥、制药、美发、医疗、建筑、装修材料加工等行业产生的刺激性臭味的氨气已日益受到人们的重视,加之氨气的毒性较大,即使是微量的浓度也会对人体造成很大的伤害,因此开发成本低廉、准确度高、能够进行氨气在线监测的传感器具有重要意义。
本论文主要研究了在中性高氯酸钠电解液中对氨氧化有较高电催化性能的贵金属催化剂、不同Ir载量的Ir/C催化剂对氨氧化的电催化性能、Ir/C催化剂的抗干扰性能和不同炭载体负载的金属铱催化剂对氨氧化的电催化性能,得到的主要结果如下:
1、不同金属催化剂对氨氧化的电催化性能
用普通的液相还原法制备了Ir/C、Au/C、Pd/C和Pt/C催化剂,并研究了它们在中性NaClO4电解质溶液中对氨氧化的电催化性能。结果表明,在0.85V(vs.SCE)时,不同催化剂对氨氧化的电催化活性分别为:Ir>Pd>Au>Pt。说明炭载铱金属催化剂对氨氧化拥有良好的电催化性能。
2.不同Ir载量的Ir/C催化剂对氨氧化的电催化性能影响
用液相还原法制备了一系列Ir载量不同的Ir/C催化剂,比较了它们在中性NaClO4电解液中对氨氧化的电催化性能和稳定性,实验表明,在NaClO4中性电解液中,Ir/C催化剂对氨氧化的电催化性能与Ir载量有关。其中以Ir载量为10％的Ir/C催化剂对氨氧化的电催化性能最好,稳定性和灵敏度也最高。
3.Ir/C催化剂的抗干扰性能
用水、乙醇二元体系制备了Ir载量为10％的超细、高分散Ir/C催化剂。并依次测试了CO、SO2、H2S对Ir/C的干扰性。发现CO对Ir/C催化剂对氨的电催化氧化没有干扰；H2S对氨氧化存在着强烈的干扰行为；SO2则使Ir/C催化剂完全毒化,催化剂对氨氧化的电催化活性完全消失。
4.不同炭载体负载的金属铱催化剂对氨氧化的电催化性能
分别利用未处理、处理过的XC-72活性炭和处理后的碳纳米管作为载体制各了炭载Ir金属催化剂。电化学测试表明,Ir/CNTs催化剂对氨氧化有较高的电流密度、较低的起始氧化电位和较好的稳定性,表明碳纳米管是优良的载体物质。其在电流型电化学氨气传感器中有良好的潜在应用前景。