碳布基底聚吡咯/铂镍合金复合电极的制备及其氨氮敏感性能研究

来源 :吉林大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:baronsong2009
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
氨氮是水体中的主要污染物之一,对水生生物具有毒害作用,对水生生态系统造成破坏,氨氮超标还会威胁人类饮用水安全,因此对水中氨氮进行准确检测以及监测十分重要。电化学法作为氨氮检测的方法逐渐被科研工作者所重视,其中纳米材料修饰电极法具有直接、高效等优点,制备出灵敏度高、选择性好的氨氮敏感电极是科研工作者研究的主要目标。基于对氨电氧化优秀的催化活性,贵金属Pt及其合金作为氨氮敏感电极引起了研究人员的关注,目前有关Pt-非贵金属合金作为敏感材料用于水体氨氮的检测却鲜有报道。因此本文创新性的将PtNi合金作为氨氮敏感材料,采用惰性材料碳布作为基底,引入聚吡咯(PPy)作为中间层,制备了氨氮敏感电极,并优化制备条件,获得对氨氮具有良好敏感特性的电极。具体研究内容如下:首先,将PtNi作为氨氮敏感材料,通过电沉积法将PtNi材料沉积到碳布上制备碳布基底/铂镍合金(CC-PtNi)敏感电极。通过扫描电子显微镜(SEM)观察到PtNi材料是由片状及条状体组成,通过X-射线衍射(XRD)分析材料的晶体结构证明了PtNi合金的形成。研究了电沉积前驱液中H2PtCl6和NiSO4的摩尔浓度比,电化学沉积过程中的循环次数对敏感电极氨氮敏感性能的影响,优化了制备条件,优化后的敏感电极在1-40μM浓度范围内对氨氮的灵敏度为0.024 mA cm-2μM-1,线性度为0.99,检测限为0.6μM。相较于在完全相同条件下制备的碳布基底/铂(CC-Pt)敏感电极(灵敏度:0.016 mA cm-2μM-1),灵敏度提升了三分之一,说明Pt的合金化对敏感电极的氨氮敏感性能有所提升。相较于文献报道的敏感电极的氨氮敏感性能可以发现,制备的CC-PtNi敏感电极具有较好的灵敏度及线性度。在上述研究基础上,我们引入PPy作为中间层,将PPy与PtNi材料复合制备CC@PPy-PtNi敏感电极。首先在碳布上电化学沉积PPy,随后进行PtNi合金的沉积,将制备的敏感电极利用SEM、XRD、XPS进行表征,证明了沉积在PPy层上的PtNi是以合金形式存在的。随后研究分析了PPy沉积时间以及前驱体中PtNi比例对CC@PPy-PtNi敏感电极氨氮敏感特性的影响,优化了制备条件。经优化后敏感电极在1-40μM范围内灵敏度为0.03 mA cm-2μM-1、检出限为0.6 3μM、线性度为0.99,同时具有良好的选择性。研究表明PPy的引入不仅降低了接触电阻,而且还提升了敏感电极的氨氮敏感特性。相较于文献报道的敏感电极的氨氮敏感特性,制备的CC@PPy-PtNi敏感电极具有更高的灵敏度以及更低的检出限,说明我们制备的敏感电极具有良好的氨氮敏感特性。综上所述,本文创新性的将PtNi合金作为氨氮敏感材料,碳布作为基底,并引入PPy作为中间层制备氨氮敏感电极,利用Pt与Ni合金化以及PtNi合金与PPy之间的协同作用提升敏感电极的氨氮敏感特性,为电化学氨氮传感器的研制提供了新的思路。
其他文献
湖南虽然降水丰沛,水利设施较为配套齐全,便每年仍有部分地区和部分时段出现旱灾,常年发生旱灾的面积为30万 ̄60万公顷,减产粮食5亿 ̄10亿公斤。为此,研究和推广了一系列抗旱节水栽培技术,取得
滤过性非相干性强脉冲光对皮肤表浅的血管扩张疗效比较好。如面部毛细血管扩张疗效非常好,对血管畸形(如鲜红斑痣)也有较好的疗效。而血管瘤则不建议使用脉冲强光治疗,因为血管瘤损害太深,治疗效果不很好。脉冲光虽然不是激光,但其工作原理与激光一样,在美容皮肤科中,同样遵循选择性光热作用原理[1]。以美容为目的,我科采用脉冲强光治疗全身泛发性毛细血管扩张症1例,取得良好美容效果,现报道如下。  1 病例介绍
在比较常规早稻与杂交早稻在生育期,产量及对气候适应性的差别后,认为常规早稻在湖南省粮食生产上的地位是十分重要的。
研究目的:本文通过单中心回顾性分析药物涂层球囊(Drug-coated balloon,DCB)、单纯球囊扩张血管成形术(Plain old balloon angioplasty,POBA)、金属裸支架置入(Bare metal st
目的:探讨APACHEⅢ评分与氧合指数在判断老年重症肺炎治疗效果及预后中的价值。方法:将2009年1月-2011年12月我科收治的87例老年重症肺炎患者根据治疗结局分为存活组和死亡组,根
随着信息技术的飞速发展,教育目的、内容、形式、方法都有所变革。作为站在教育第一线的教师.我们也有必要对教学过程树立一个重新的认识.多媒体技术的出现.使得教育形式发生了根
文章采用不同方法对星地链路的雨衰进行了研究,并与国外已具有测试结果的Milstar链路雨衰进行了比较,得到了吻合的计算结果。根据我国在世界雨区图上的分布(K区、M区、N区),文章分
特色小镇是新型城镇化的重要组成,是城市化发展的必然产物,是推进经济转型升级的主要空间载体,是优化城镇布局和形态的重要抓手。特色小镇的建设对推动城乡融合发展、促进小
综述了近年来国内外聚氯乙烯(PVC)管材(硬PVC管材、抗冲改性PVC管材、氯化PVC管材)的研究进展,并对PVC管材使用寿命的评估方法进行了分析和展望。