【摘 要】
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纳米多孔金属是一种新型的金属功能材料,其内部含有大量相互贯通的纳米级的孔洞结构,具有较大的比表面积、高的电化学活性、优异的电子传导率等,在能源、催化、传感等领域具有十分重要的应用。非晶合金具有相组成单一、避免化合物相、组元可调范围较宽等优势,是制备纳米多孔复合材料理想的前驱体。本文采用非晶合金为基础,通过脱合金和不同的复合方式制备出一系列具有较好结构和功能特性的纳米多孔复合材料,并对其在葡萄糖传感
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纳米多孔金属是一种新型的金属功能材料,其内部含有大量相互贯通的纳米级的孔洞结构,具有较大的比表面积、高的电化学活性、优异的电子传导率等,在能源、催化、传感等领域具有十分重要的应用。非晶合金具有相组成单一、避免化合物相、组元可调范围较宽等优势,是制备纳米多孔复合材料理想的前驱体。本文采用非晶合金为基础,通过脱合金和不同的复合方式制备出一系列具有较好结构和功能特性的纳米多孔复合材料,并对其在葡萄糖传感器和超级电容器领域的应用进行了评价。主要内容可以分为如下几个方面:（1）基于Zr50Cu50非晶合金,通过脱合金和阳极氧化法制备纳米多孔铜/氢氧化铜复合材料及其催化氧化葡萄糖性能研究。以Zr50Cu50非晶合金作为前驱体,通过化学脱合金的方法制备出孔径均一、机械性能良好的纳米多孔铜,在此基础上使用简单的一步氧化法生长了均匀的氢氧化铜纳米结构,并探究了不同氧化电压和时间对氢氧化铜的影响。复合电极在葡萄糖传感器的测试中表现出较高的电化学活性,其灵敏度可达1.866 m A cm-2 m M-1,响应范围为10μM-10 m M,可实现对血糖浓度的检测并表现出良好的循环稳定性,且表现出较好的抗干扰能力。（2）纳米多孔铜负载镍/氢氧化镍纳米颗粒复合材料的制备及储能性能研究。通过电化学沉积法在纳米多孔铜基底上沉积镍/氢氧化镍纳米颗粒,探究了不同沉积电压和沉积时间对表面颗粒形貌和分布的影响,制得了颗粒分布均匀的复合电极材料。这一结构结合了镍/氢氧化镍的高容量和纳米多孔铜的良好电子传导率,电化学测试表明活性物质具有高达505.5 C/g的比电容,在较高的电流密度下仍能保持一定的容量和循环稳定性,具有应用于高功率和能量密度的非对称超级电容器正极材料的潜力。（3）通过基体中添加Ni元素制备纳米多孔铜/镍及其性能研究。基于Zr50Cu50非晶合金通过直接在基体添加不同比例的镍元素（0.5,1,3,5 at.%）然后脱合金的方式制备纳米多孔铜/镍,镍的加入明显细化了纳米多孔材料的孔径。相较于氧化后（Cu/Ni）（OH）2,未氧化的纳米多孔铜/镍表现出更高的电化学活性。电化学测试了活性最高的纳米多孔铜/镍(由Zr50Cu45Ni5制得)作为超级电容器的性能,其具有较高的容量和良好的循环稳定性,对葡萄糖催化氧化的灵敏度也可达2.707（10μM-4.5 m M）和1.806（4.5-10 m M）m A cm-2 m M-1,在两领域均具有较大的应用潜力。
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