聚苯胺-貴金屬納米復(fù)合材料修飾電極的制備與應(yīng)用.pdf

1、聚苯胺在眾多的導(dǎo)電高分子材料中，因具有可控電導(dǎo)性、環(huán)境穩(wěn)定性、良好的氧化還原活性和高催化活性等特點(diǎn)，在防腐材料、新型復(fù)合材料、太陽(yáng)能電池、生物傳感器等領(lǐng)域有廣泛地研究和應(yīng)用前景。本論文以聚苯胺結(jié)合不同貴金屬的復(fù)合納米材料為研究對(duì)象，開(kāi)展了對(duì)聚苯胺/貴金屬的性能及其修飾玻碳電極在電化學(xué)方面的應(yīng)用研究。本論文得到的主要結(jié)果如下:
　　 (1)用靜電吸附層層自組裝(LBL)結(jié)合直接還原原位的方法制備了聚苯胺/鈀(PANI/Pd)納米復(fù)

2、合材料，然后分別通過(guò)紫外可見(jiàn)吸收光譜（UV-Vis）、傅里葉變換紅外吸收光譜(FTIR)、透射電子顯微鏡(TEM)、原子力顯微鏡(AFM)和X射線光電子能譜(XPS)等手段對(duì)其形貌、結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征，并將PANI/Pd納米復(fù)合材料修飾玻碳電極應(yīng)用于環(huán)境污染物水合肼的高靈敏電化學(xué)檢測(cè)，試驗(yàn)表明所得鈀納米粒子均勻、分散，顆粒大小可以通過(guò)鈀前軀體濃度來(lái)控制，平均粒徑可在2-22nm范圍內(nèi)調(diào)節(jié)，其修飾電極對(duì)水合肼的催化響應(yīng)與鈀納米顆粒大小和修飾膜

3、厚度相關(guān)。
　　 (2)用靜電吸附層層自組裝(LBL)結(jié)合直接原位還原的方法制備了聚苯胺/鉑(PANI/Pt)和聚苯胺/金(PANI/Au)納米復(fù)合材料，用紫外可見(jiàn)吸收光譜(UV-Vis)、掃描電子顯微鏡(SEM)和電化學(xué)阻抗譜(EIS)及循環(huán)伏安等方法考察了其靜電吸附過(guò)程和所得多層膜的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)。分析比較了聚苯胺與不同貴金屬(Pd、Pt和Au)自組裝得到的納米復(fù)合材料修飾玻碳電極的電化學(xué)性能。試驗(yàn)表明PANI/Au不同于PAN

4、I/Pt和PANI/Pd體系，由于氯金酸的高氧化活性，在PANI與其自組裝成膜的過(guò)程中可直接得到零價(jià)金納米，而無(wú)需經(jīng)過(guò)電位還原。通過(guò)比較發(fā)現(xiàn)，在同等試驗(yàn)條件下，PANI/Pd對(duì)水合肼的催化最佳，PANI/Pt最差;而對(duì)于抗壞血酸、多巴胺等的電催化氧化性，該類復(fù)合材料的催化能力呈現(xiàn)為:PANI/Au>PANI/Pt>PANI/Pd。
　　 (3)用脈沖電位法(PPSM)技術(shù)結(jié)合層層組裝(LBL)方法制備了聚苯胺/鈀(p-PANI/

5、Pd)納米復(fù)合材料，試驗(yàn)考察了鈀前軀體濃度、PPSM參數(shù)（脈沖電位，脈沖次數(shù)）和修飾厚度等因素對(duì)多層膜形貌結(jié)構(gòu)和催化性能的影響。在優(yōu)化條件下，發(fā)現(xiàn)該p-PANI/Pd修飾玻碳電極對(duì)抗壞血酸、多巴胺、尿酸有很高的電催化活性，而且三者的氧化峰可完全分開(kāi)，共存時(shí)相互不干擾，有望用于實(shí)際樣品中三者的同時(shí)檢測(cè);同時(shí)研究了該p-PANI/Pd復(fù)合納米材料修飾玻碳電極對(duì)水合肼和乙醇等小分子的電催化氧化行為，證明水合肼較易在表面發(fā)生電氧化過(guò)程（催化電位