针状Co3O4电极材料的制备及其在电化学传感中的应用

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在本论文中,研究了 Co3O4/CC和NiO-Co3O4/CC电极的制备及其在葡萄糖、磷酸根电化学传感和乙醇电化学传感中的应用。第一章简要概述了钴、镍过渡金属氧化物材料的性质、制备方法以及应用;并且介绍了葡萄糖电化学传感器、磷酸根电化学传感器和乙醇电化学传感器的基本原理、电极材料的制备以及这三种传感器在实际分析中的应用。第二章设计了一种基于针状Co3O4的简单、新颖、高灵敏的葡萄糖、磷酸根电化学传感器。Co3O4经由一个温和的水热反应直接在柔软的碳布基底上生成,所制备的Co3O4/CC电极在碱性环境中对于葡萄糖和磷酸根离子皆有优良的电化学活性。该传感器检测葡萄糖的检出限为0.10 mmol L-1(S/N=3),线性范围为0.10~10 mmol L-1,灵敏度为2.5 mA mM-1 cm-2。该传感器检测磷酸根时,检出限为10 μmol L-1(S/N=3),线性范围为0.010~30 mmol L-1,灵敏度为0.16 mA mM-1 cm-2。制备的Co3O4/CC传感器展现了杰出的稳定性,并且成功应用于实际样品检测。第三章构建了一个在碱性环境中进行测试,以NiO-Co3O4/CC为电活性物质的乙醇电化学传感器。该电极对乙醇的检出限为0.86 μmol L-1(S/N=3),线性范围为0.010~3.0 mmol L-1和3.0~1.2×102 mmol L-1。此外,该复合材料在连续30圈的电位扫描和长期存储方面表现出良好的稳定性。上述研究证明了该NiO-Co3O4复合材料在乙醇燃料电池和乙醇传感器方面皆有很好的应用前景。
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