原位生长碳纳米管化学修饰电极制备及接枝改性.pdf

西南交通大学硕士研究生学位论文第1页摘要 T-CME),T)独特的电子特性、大的表面积、巨大的官能团等被用于电催化、电分析化学领域。如应用于检测水体污染、生物体细胞中某些物质的浓度及大气中废气的污染程度等。同时碳纳米管因具有内部空腔和较大外表面的结构,也使碳纳米管具有很多奇妙的特性。对碳纳米管的外表面进行修饰后有可能生成具有独特性能的催化剂。因此,碳纳米管的外表面进行修饰后,可以极大地改善碳纳米管化学修饰电极的电化学性能,使其在电化学分析领域具有更加广阔的应用前景。本文在课题组原位生长碳纳米管化学修饰电极(T-CME)的基础上,制备出 ToCME后,再通过接枝聚苯***、在表面还原石墨烯等来完成对碳纳米管表面的接枝改性,以提高电极的电化学性能。本文主要通过以下三个部分完成。(1)在课题组火焰法制备原位生长碳纳米管化学修饰电极的基础上,通过改变催化剂的引入方式,将直流电电化学沉积镍改为高温裂解二茂铁来预埋催化剂,制备出了 T-CME。T-CME形貌利用扫描电子显微镜(SEM)表征,在[)6]3’/[D6】4‘溶液中,T-CME的电化学性能进行表征。结果表明:ToCME具有优良的电化学性能,可满足电化学检测的稳定性与精准性。同时因预埋催化剂的方式,不仅提高了电极的制备效率,还降低了电极的制备成本。(2)引入导电聚合物一聚苯***(PANI)来提高电极的性能。通过原位聚合法将聚苯*** ToCME上,得到聚苯***包覆在碳纳米管外表面的聚苯***/碳纳米管化学修饰电极(PANI/)。制备出的PANI/T-CME形貌用扫描电子显微镜(SEM)表征,电化学性能在【)6】3/[)6]4。溶液中用循环伏安法(CV) 进行表征。结果表明:经过原位聚合,聚苯***均匀的包覆在碳纳米管的外表面,形成具有15rim厚度的聚苯***分子层。经过聚苯***接枝改性后的PANI/ T-CME具有更加优异的电化学性能。(3)利用新型碳材料一石墨烯(GR),来对碳纳米管修饰电极进行接枝改性。通过氢 ToCME表面,制备出石墨烯/碳纳米管化学修饰电极(GR/T-CME)。利用扫描电子显微镜(SEM)和循环伏安法(cv) 西南交通大学硕士研究生学位论文第1I页对制备电极进行形貌分析和电化学表征。结果表明:T-CME能使碳纳米管与石墨烯达到协同的作用,共同提高了电子的传递速度,使电极的电化学性能得到较大提高。关键词:碳纳米管化学修饰电极:聚苯***;石墨烯西南交通大学硕士研究生学位论文第1Il页 Abstract Because carbon nanotube hasremarkable electronicproperty,large surfaceareasand huge functiongroups,the carbon nanotube chemically modified T-CME)Was usuallyapplied totheelectro-catalysisandelectro·analytical chemistry fields,such舔the detectionof water pollution,the concentration ofcertain substances inthe cellsand thelevel ofexhaustgas pollution hollow structure and enormous outer surface ofcarbon nanotube give many wonderful example,the outer surface modification of carbon nanotube could generate unique ,the modification ofcarbon nanotube Cangreatlyimprove the electrochemical properties ToCME,which T-CME have a broad application prospect inthe fieldof electrochemical analysis. Inthisthesis,thegrown insitucarbon nanotube chemically modified electrode (T-CME)Was prepared on thebasis ofthegroup and modified bygrafting polyaniline (PANI)or graphene on T,which made theelectrochemical pro