無機(jī)納米材料的合成及其電化學(xué)性能研究.pdf

1、近年來，人們一直致力于解決能源和環(huán)境等領(lǐng)域日益突出的問題，研究開發(fā)更加有效的能源存儲(chǔ)與轉(zhuǎn)換技術(shù)和高性能傳感器成為科研領(lǐng)域的熱點(diǎn)。納米材料因?yàn)榫哂刑厥獾睦砘再|(zhì)，在傳感器、超級(jí)電容器、鋰離子電池等領(lǐng)域均具有很大的應(yīng)用潛力。研究納米材料簡單低耗的制備方法，探索納米材料新的應(yīng)用，開發(fā)新型納米材料等研究近年來一直處于國際材料界研究的前沿?zé)狳c(diǎn)領(lǐng)域。本論文介紹了納米材料的分類、特性、制備方法及其在生物傳感器和超級(jí)電容器中的應(yīng)用，概述了生物傳感器和超

2、級(jí)電容器納米活性材料的研究進(jìn)展。在此基礎(chǔ)上，我們采用簡單的一步法制備了幾種納米材料，對(duì)材料的形貌和物相進(jìn)行了表征分析，并對(duì)材料的電化學(xué)性能進(jìn)行了研究。主要研究內(nèi)容如下:
　　在第二章中，我們采用簡單的室溫溶液攪拌法成功制備了類石墨烯狀褶皺的超薄MnO2納米片，并以之為電極活性材料構(gòu)建非酶過氧化氫生物傳感器。電化學(xué)檢測(cè)結(jié)果表明基于這種超薄MnO2納米片的電極，在pH為7.0的磷酸緩沖液中對(duì)過氧化氫的電催化活性非常好。這種非酶生物傳感

3、器的線性范圍寬，從5×10-6M到3.5×10-3M，檢測(cè)下限為1.5μM，靈敏度為130.56μAmM-1cm-2，是一種很有應(yīng)用潛力的非酶生物傳感器。
　　在第三章中，我們采用簡單低耗的一步水熱法，將泡沫鎳直接硫化得到了大面積的Ni3S2超薄納米片陣列。電化學(xué)測(cè)試結(jié)果表明，這種Ni3S2超薄納米片陣列超電容性能優(yōu)越，在15mA/cm2的電流密度下，容量高達(dá)1.342F/cm2，且經(jīng)過3000個(gè)循環(huán)后，能保持初始容量的93.6％

4、。這種自身硫化法有望用于制備其他金屬的硫化物陣列，并應(yīng)用于電化學(xué)領(lǐng)域。
　　在第四章中，我們采用簡單的一步水熱法結(jié)合退火處理在泡沫鎳基底上合成了大規(guī)模的鈷酸鎳納米線陣列。基于反應(yīng)時(shí)間對(duì)產(chǎn)物形貌的影響，我們研究了納米線陣列的形成過程。對(duì)鈷酸鎳納米線陣列進(jìn)行超電容性能檢測(cè)，在2mA/cm2的電流密度下，容量達(dá)到1.532F/cm2。在10mA/cm2電流密度下，經(jīng)過3000個(gè)循環(huán)，初始容量保持率在91.9％，這樣優(yōu)越的超電容性能說明N