氧化亚铜基纳米复合材料的制备及其在电催化中的应用

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氧化亚铜基纳米复合材料具有独特的物理、化学性能,近年来已经成为材料领域的研究热点之一。本论文采用不同的方法合成了多种尺寸和形貌的氧化亚铜基纳米复合材料,并通过多种测试手段分析了样品的形貌、尺寸、元素组成以及电化学性能,最后将合成的纳米复合材料用于构建电化学传感器检测过氧化氢和葡萄糖。具体工作包括以下两个方面:1.通过两步电沉积法在掺杂氟的Sn O2导电玻璃(fluorine-doped tin oxide,FTO)基底上合成Pd-Cu/Cu2O纳米复合材料用于构建H2O2传感器。利用X射线衍射、扫描电子显微镜、X射线光电子能谱分析探究了Pd-Cu/Cu2O纳米复合材料的晶体结构、形貌和元素价态。最佳条件下,与Cu2O/FTO和Cu/Cu2O/FTO电极相比,Pd-Cu/Cu2O/FTO在电催化还原H2O2方面表现出更加优异的电催化性能,线性范围为5–4000μM、检测限为1.8μM、抗干扰能力强,并成功用于牛奶中H2O2的检测。2.通过两步化学还原法制备截八面体Pd-Cu2O纳米复合材料用于构建葡萄糖传感器。利用X射线衍射、扫描电子显微镜、X射线能谱分析和X射线光电子能谱分析研究了Pd-Cu2O纳米复合材料的晶体结构、形貌和元素价态。与Cu2O相比,Pd-Cu2O纳米复合材料具有更大的比表面积和优良的导电性,同时Pd和Cu2O之间晶格不匹配导致的界面相互作用大大增强了其电催化氧化葡萄糖的性能。Pd-Cu2O/GCE传感器在电催化氧化葡萄糖方面表现出优异的电催化活性,线性范围为0.05–3000μM。该传感器具有较高的灵敏度(2560.6 m A m M–1cm–2)和低检测限(0.028μM)。
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