基于电还原石墨烯-铁氰酸钴膜电极的过氧化氢传感器研制开题报告

 2022-12-09 12:00:06

1. 研究目的与意义

1.1本课题研究的背景:石墨烯作为一种新型碳材料,具有独特的结构和优异的性能。它具有非常高的机械强度、大的比表面积以及极强的电子传导能力,且成本低廉,可加工性好;对于待测物质具有一定的电催化作用,可以实现良好的重现性和可再生性。近年来,石墨烯在理论与实验方面都得到了很大的关注和发展,已经在电子、储能和转换以及生物科学和生物技术方面得到有效的开发和应用。 石墨烯是一种单层化的二维碳材料,具有很高的纯度(不含过渡金属、Fe、Ni等),这为研究碳材料的电催化性质提供了有效的平台;经过功能化的石墨烯具有两亲性,既可溶于水又可溶于有机溶剂,拥有比碳纳米管更好的性质和优势,能够有效实现电子的高效率传导。

1.2本课题研究的目的:修饰电极对过氧化氢的电化学催化进行初步研究,并制备出适合测定的工作电极、比较其电极各种电化学性能和电解条件的选择,包括电解电压、电解质浓度等对过氧化氢测定的影响以及方法测量的所需的最佳条件。

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2. 研究内容与预期目标

石墨烯,作为一种新型的碳材料,自2004年被英国曼彻斯特大学的Geim课题组发现以来越来越受到人们的关注,并迅速成为电分析化学研究热点之一。由于石墨烯具有较大的表面积及超强的电子传导能力等性能,使其在电化学检测及电化学传感器方面得到了有效的利用。本课题拟采用简便的电化学还原法构建石墨烯-铁氰酸钴膜电极,研究其电化学特性及对过氧化氢的响应。

主要研究内容:

  1. 查阅石墨烯制备电化学传感器相关文献,熟悉各种石墨烯修饰电极的制备方法;

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    3. 研究方法与步骤

    主要研究方法:

    本课题拟采用简便的电化学还原法构建石墨烯-铁氰酸钴膜电极,研究其电化学特性及对过氧化氢的响应。因此需要制备出适合的工作电极。同时研究适合的测量条件和该方法的测量范围以及该传感器的线性范围、检出限、重现性和抗干扰性能。

    主要拟定步骤:

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    4. 参考文献

    1 褚颖,刘娟,方庆,等.碳材料石墨烯及在电化学电容器中的应用[J].电池,2009,39(4)220-221..

    2 代波,邵晓萍,马拥军,等.新型碳材料--石墨烯的研究进展[J].材料导报:综述篇,2010,24(2):17-21.

    3黄毅,陈永胜.石墨烯的功能化及其相关应用[J].中国科学B辑:化学,2009,39(9):887~896.

    4 杨常玲,刘云芸,孙彦平.石墨烯的制备及其电化学性能[J].电源技术.

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    5杜庆来,张立逢,郑明波,等.功能型单层石墨烯的热剥离法制备及其超电容性能[J].化学研究.2010.21(3):18-23.

    6 刘岳树.程爱民.金根娣. 铁氰化钴修饰碳糊电极过氧化氢传感器的研究[J].扬州职业大学.2011年12月04期

    7 贾晶晶.铁氰化钴修饰珀电极的制备及其对过氧化氢的电催化作用[J].中国西部科技。2009年10月

    8 赵鸿彩.张璞.李杜红.罗红霞.铁氰化钴修饰石墨烯平面电极对过氧化氢的传感作用。分析化学研究报告.2017年6月06期

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    1997年04期

    10Photophysical Behaviors of Azobenzene inSolvent-Swollen Nafion Membranes[J].Chinese Chemical Letters.1996年10期

    11 Fan Luo;Shijun Liao;Dan Chen.Platinum catalystssupported on Nafion functionalized carbon black for fuel cellapplication[J];Journal of Energy Chemistry.2013年01期

    12余军.Nafion/SiliconOxide Composite Membrane for High Temperature Proton Exchange Membrane FuelCell[J];Journal of Wuhan University of Te

    chnology(Materials Science Edition).2007年03

    5. 工作计划

    1. 2022年3月5日至3月12日,完成论文文献的查阅工作,制定研究工作计划,完成开题报告,及实验所需器材的定制及各种化学药品的准备工作。

    2. 2012年3月15日至5月19日,完成论文的各项实验研究。

    ⑴2012年3月13日至4月10日:

    自制工作电极,并进行比较得出适合的工作电极。

    合适的电解条件的选择

    ⑵2012年4月11日至4月24日:研究修饰电极的电化学行为。

    ⑶2012年4月25日至5月1日:对传感器的制备条件进行优化。

    ⑷2012年5月2日至5月8日:研究传感器对过氧化氢的响应性能。

    ⑸2012年5月9日至5月15日:研究最合适电极的线性范围、检出限、重现性和抗干扰性能。

    ⑺2012年5月16日至5月20日:数据的处理,得出结论。

    3. 2012年5月22日至6月17日,完成论文的写作及答辩工作。

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