基于碳納米纖維復(fù)合材料的制備及其性能研究.pdf

1、碳納米纖維(CNFs)是一種由具有不同取向的納米級(jí)石墨烯片堆積而成的一維碳納米材料。由于其特殊的結(jié)構(gòu)以及優(yōu)異的性能,CNFs以及基于CNFs的復(fù)合材料在傳感、催化、電學(xué)、鋰離子電池、超級(jí)電容器以及儲(chǔ)氫等領(lǐng)域都顯示出了很大的應(yīng)用潛能。本論文中,主要以經(jīng)過表面功能化處理的CNFs為基底,制備了部分過渡金屬氫氧化物和氧化物與CNFs形成的復(fù)合材料,同時(shí)對(duì)復(fù)合材料的生物傳感性能進(jìn)行了研究。主要包含以下幾個(gè)方面的工作:
　　1.以CNFs為

2、基底,氯化鎳、水合肼以及氨水等為反應(yīng)原料,通過水浴回流法一步合成了 CNFs/Ni(OH)2納米復(fù)合材料。利用掃描電鏡(SEM)以及X-射線粉末衍射(XRD)對(duì)產(chǎn)物進(jìn)行了表征。用電化學(xué)阻抗手段表征了由納米復(fù)合物和純Ni(OH)2修飾電極的界面特性。同時(shí)利用循環(huán)伏安法以及計(jì)時(shí)電流法研究了不同電極在堿性溶液中對(duì)葡萄糖的電催化氧化。結(jié)果顯示利用復(fù)合物制備的傳感器有寬的線性范圍、低的檢測(cè)限、快速的響應(yīng)時(shí)間、高的靈敏度、好的重現(xiàn)性以及高穩(wěn)定性。同

3、時(shí)實(shí)現(xiàn)了該無酶?jìng)鞲衅鲗?duì)實(shí)際樣品中葡萄糖的檢測(cè)。
　　2.以CNFs為基底,硫酸鎳為鎳源,碳酸氫銨調(diào)節(jié)體系pH值,結(jié)合室溫?cái)嚢杓案邷仂褵ê铣闪薈NFs/NiO納米復(fù)合材料。利用SEM,XRD和透射電鏡(TEM)等對(duì)產(chǎn)物形貌和結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征并對(duì)CNFs/NiO納米復(fù)合材料的電催化性能做了初步的研究。
　　3.在氫氧化鈉提供的堿性條件下,以CNFs為基底,醋酸銅為銅源,抗壞血酸作為還原劑,通過簡(jiǎn)單的化學(xué)還原法成功制得了CNFs/

4、Cu2O納米復(fù)合材料。利用SEM, XRD和TEM等對(duì)產(chǎn)物形貌和結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征。研究發(fā)現(xiàn)銅源的用量直接影響著Cu2O納米顆粒的粒徑和在CNFs表面的負(fù)載情況。
　　4.以 CNFs為基底,醋酸銅為銅源,在乙醇-水體系的作用下,利用醋酸銅的緩慢水解,通過水浴加熱回流法合成了CNFs/CuO納米復(fù)合材料。利用SEM,XRD和TEM等對(duì)產(chǎn)物形貌和結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征。研究發(fā)現(xiàn)醇水體系的比例及銅源的選擇對(duì)該復(fù)合物的生成有著重要影響。