【摘 要】
：
本文制备了一种以氮掺杂碳包覆海泡石为载体复合Cu2O纳米颗粒修饰玻碳电极(ASEP/C-N/Cu2O/GCE),用于电化学检测H2O2.结果 发现,该电极的电化学活性有效面积为0.422 cm2,反应速率常数为8.68×107 cm3·mol-1·s-1,电化学阻抗最小(165.20 Ω),检测H2O2的线性范围为5 μM～0.83 mM,灵敏度为1905.3μA·mM-1·cm-2,检测限为0.
【机 构】
：
中南大学化学化工学院,长沙410083
论文部分内容阅读
本文制备了一种以氮掺杂碳包覆海泡石为载体复合Cu2O纳米颗粒修饰玻碳电极(ASEP/C-N/Cu2O/GCE),用于电化学检测H2O2.结果 发现,该电极的电化学活性有效面积为0.422 cm2,反应速率常数为8.68×107 cm3·mol-1·s-1,电化学阻抗最小(165.20 Ω),检测H2O2的线性范围为5 μM～0.83 mM,灵敏度为1905.3μA·mM-1·cm-2,检测限为0.32μM(S/N=3).其优异的电化学性能是由于C-N@ASEP提高了材料的导电性,同时C-N@ASEP与Cu2O之间的协同效应也促进了电子传递,而且海泡石的存在有助于提高材料的导电性.因此,所制备的修饰电极可应用于快速、灵敏、准确地检测液相中H2O2的含量.前言：海泡石是一种含水的镁硅酸盐矿物,具有层状和链状纤维的过渡型结构特点,它具有热稳定性好、储量丰富、价格低廉、环境友好等优势.然而,天然的海泡石由于其本身的结构缺陷,导电性较差,因此需要对海泡石原矿作进一步的处理来改善黏土的结构及导电性,以便于在电化学中的应用.本文通过氮掺杂、碳包覆和负载Cu2O纳米材料等多种方式改善矿物的导电性,制备的黏土修饰电极具有较好的电化学性能.电极材料制备方法：首先对海泡石进行酸化改性,再与壳聚糖溶液充分搅拌,在一定温度下将混合溶液蒸干,所得前驱物于惰性气氛下(N2)煅烧得到氮掺杂碳包覆酸改性海泡石,在表面活性剂(PVP)与碱性条件(NaOH溶液)下,加入铜源(Cu (NO3)2.3H2O)及还原剂(N2H4·H2O),反应所得物即为氮掺杂碳包覆海泡石负载Cu2O复合物(ASEP/C-N/Cu2O).不同电极的阻抗如图1所示,ASEP/GCE的阻抗最大说明海泡石的导电性很差.相比之下,C-N包覆海泡石和海泡石负载Cu2O均能降低电极的阻抗,提高其导电性能.由图1可知,除了裸玻碳电极以外,ASEP/C-N/Cu2O/GCE的阻抗最小,仅165.20 Ω.研究海泡石对电极阻抗的影响发现,ASEP/C-N/GC的阻抗小于C-N/GCE的；ASEP/C-N/Cu2O/GCE的阻抗小于C-N/Cu2O/GCE的,说明海泡石不仅起着载体的作用,同时由于海泡石的亲水性能使制备的材料均匀分散,从而降低了电极的阻抗.图2(a)表明,10次重复检测的相对标准偏差为2.62％,说明电极重复性好.图2(b)表明,5个电极检测的相对标准偏差为2.65％,说明电极重现性好.图2(c)表明,电极放置在室温下空气中不稳定,因为活性成分Cu2O在空气中放置过久容易发生氧化,因此需保存在低温和干燥的环境中.图2(d)表明,草酸能产生较低的响应电流,若能消除草酸的干扰,ASEP/C-N/Cu2O/GCE将可用于H2O2的测定.结论：所制备的修饰电极可快速、灵敏、准确地检测液相中H2O2的含量,为海泡石基H2O2传感器的设计与应用提供了有价值的参考依据.
其他文献
由于环境、生态问题以及化石燃料资源的减少,导致对绿色和清洁能源的需求增加,推动了以生物基化学品为原料的新一代化学工艺的发展.过去十多年来使用生物基原料生产精细化学品受到科学和工业界越来越多的关注.甘油是一种生物基平台化学品;以甘油三脂的形式存在动植物体中.工业上,以甘油三脂为原料的皂化制皂、水解制脂肪酸和酯交换生产生物柴油等过程均会产生甘油副产物.此外,甘油还可以通过微生物发酵淀粉、酶催化淀粉转化
将等离子裂解煤的固体产物制成水煤浆,对不同条件下所表现出的流变学性能进行了系统研究,主要考察分散剂对于固体产物制备水煤浆的流变性能影响.分别对比了3种离子型分散剂(萘磺酸钠甲醛缩聚物、木质素磺酸钠、马来酸钠—丙烯酸钠共聚物)和1种非离子型分散剂(磺酸盐月桂醇聚氧乙烯醚)作为分散剂时固体产物制备水煤浆流变性能,发现无分散剂加入时,该体系是典型的"剪切变稀型"流体.当固含量为50％时,分散剂的加入使得
撞击流(简记IS)的概念最初由前苏联Elperin提出,早期主要应用于气固相体系,是一类特殊的可以显著强化相间传递的流动结构.近年来,人们开始关注撞击流促进微观混合的特性及其应用潜力,并努力将这一特性应用于矿物加工分离工艺,如液相、液固相反应和反应—沉淀或结晶等过程.撞击流反应器正是利用撞击流促进微观混合的特性而设计,其内部特殊的流动状况使撞击流反应器的传热、传质效率得到了明显强化,在矿物加工工程
许多非金属矿物材料因其独特的结构而具有良好的吸附和离子交换性能,且储量大,价格低,对环境无污染,是一类环境友好、很有发展前景的优质廉价吸附剂,被广泛应用于污水治理等行业.目前非金属矿物材料在天然河道、湖泊等水处理过程应用时主要直接以粉体或高温烧结成陶粒形式使用.当水体中投入大量粉体吸附材料时,这些吸附材料难以回收,最终沉积到水底,造成了该水域淤泥增加和二次脱附污染.而高温烧结成陶粒存在着能耗高,同
近年来,国内外文献报到了水滑石及水滑石基复合氧化物在有机污染物降解中的应用.研究发现,经过高温焙烧而得到的复合氧化物比水滑石具有更好的光催化活性.另一方面,因为稀土元素电子结构的特殊性,常被用作各类材料的重要掺杂元素.将稀土元素掺杂进水滑石中制得水滑石前驱体,最后再经高温焙烧有望形成高催化活性的复合氧化物.因此,用稀土元素掺杂水滑石形成复合氧化物光催化剂具有重要的研究意义和实用价值.
月桂酸是一种常见的有机相变材料,具有优异的化学稳定性、热稳定性和高潜热(175～220J/g),经常作为复合相变材料的封装材料,据报道月桂酸与高岭石、海泡石、膨胀蛭石等多孔材料制备的复合相变材料虽有许多优异的性能,但同时具有诸多缺点,例如基体对月桂酸的相变行为的限制作用及不令人满意的封装量(30wt.％～70wt.％)等.本研究制备了一种新的封装基体——多孔碳化木,用以封装月桂酸制备月桂酸/多孔碳
梯度化介孔沸石结合了高酸度和热稳定性,与传统沸石类似,具有极高的传质性能.模板化,脱铝和脱硅是常见的用于形成附加介孔的策略.其中碳纳米粒子和中尺度阳离子聚合物一般用模板法合成.脱铝和脱硅是基于优先从沸石骨架中提取铝或硅的方法,在沸石合成后通过酸或碱进行二次处理.通过改变碱或酸的浓度、处理的持续时间和温度,可以形成不同沸石孔道的类型.实验成功合成了梯度化富含介孔结构沸石,其介孔直径分布在3～5nm.
硅酸钙材料具有多种结构形式,主要包括C-S-H(水化硅酸钙)、活性硅酸钙、硬硅钙石、多孔硅酸钙等.C-S-H是一种无定形的物质,在常温条件下呈凝胶态,比表面积大、孔径均匀、无毒环保,是硅酸盐水泥成分中主要水化产物;也可以作为污水重金属吸附材料;活性硅酸钙晶体呈针状结构,表面经过改性处理以后,常用于造纸、橡胶等领域;硬硅钙石晶体结构为纤维状或针状,耐热温度高,常用作保温和阻燃材料.多孔硅酸钙材料具有