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氨基化石墨烯/卟啉复合材料的制备及其电催化作用(3)

时间:2022-01-19 22:10来源:毕业论文
2 实验部分 2。1 化学药品 卟啉(TCPP) AR 西格玛奥德里奇公司 氨基化石墨烯 AR 南京吉仓纳米科技有限公司 (中国) 氢氧化钠(NaOH) AR 南京化学试剂有限公司

2 实验部分

2。1 化学药品

卟啉(TCPP)        AR   西格玛奥德里奇公司

氨基化石墨烯         AR   南京吉仓纳米科技有限公司 (中国)

氢氧化钠(NaOH)      AR   南京化学试剂有限公司

过氧化氢(30%)        AR   南京化学试剂有限公司

氯化钾(氯化钾)       AR   上海酒意化学试剂有限公司

磷酸二氢钾(KH2PO4)  AR   汕头西陇化学工厂

2。2 仪器

傅里叶变换红外(FTIR)光谱在IR-Prestige-21红外光谱谱仪上运行(日本岛津有限公司)。紫外可见吸收光谱通过紫外可见分光光度计实行(美国Nanodrop Nanodrop - 2000 C)。扫描电子显微镜(SEM)图像通过日立S - 4800场发射扫描电子显微镜获取。所有电化学测量都在CHI660D电化学工作站完成(上海辰华有限公司,中国),使用三电极系统,一个修饰玻碳电极(GCE)作为工作电极,铂丝为辅助电极和一个Ag(s)/ AgCl(s)(饱和氯化钾溶液)作为参比电极。

2。3 氨基化石墨烯/卟啉纳米复合材料的合成

TCPP(卟啉)(0。5 mmol) ,三氯化铁(0。15 mmol),0。1 M盐酸(1。2 mL, 0。12 mmol),都溶解在4 mLDMF和8 mL乙醇的混合物中。不同的石墨烯染料( 5、10、25和50 wt %:基于固体材料的总质量)被添加到混合物。最后的混合物被密封在一个小封顶瓶,用以确保一致性。瓶在150 ℃的烤箱中加热48小时,然后缓慢冷却到室温。通过过滤、用DMF和乙醇清洗时收集晶体,即为氨基化石墨烯/卟啉(NH2-G-PP)复合物。

2。4 氨基化石墨烯/卟啉修饰电极的制备

实验前,玻碳电极(GCE)用0。3和0。5 μm的三氧化二铝抛光,其次,在乙醇和双重蒸馏水中先后进行超声清洗。然后,将5 μL NH2-G-PP 纳米复合材料悬浮物(2 mg mL-1)分散到玻碳电极表面进行干燥,从而在环境中构建氨基化石墨烯/卟啉修饰的玻碳电极(NH2-G-PP/GCE)。

3 结果与讨论

3。1 氨基化石墨烯/卟啉纳米复合材料的结构表征

为了确定形态和微观结构的更多细节,SEM对对应的图像进行了特征描述,如图1:NH2-G-0%PP (A),NH2-G-5%PP (B),NH2-G-10%PP (C),NH2-G-25%PP (D) 和NH2-G-50%PP (E)。可以看出,未修饰的氨基化石墨烯没有任何东西落在其片层状结构上。然而,随着卟啉的比例增加,针状的卟啉堆积并杂乱无章的修饰在氨基化石墨烯的表面,这代表了小分子的刚性属性。NH2-G-50%PP低倍和高倍放大的图像 (图1 E),表明卟啉完全积累在一起形成了丛形状。图2显示了不同比例的NH2-G-PP的傅立叶变换红外光谱的波长范围从500到4000 cm - 1。位于3316 cm – 1 的吸收带被分配到N-H拉伸的吡咯环[13,14]。峰值为1664和1097 cm - 1分别与C = C和C-N的振动特征相对应。此外,紫外可见吸收光谱也实现了NH2-G-PP纳米复合材料加入蒸馏水的方案(图2 B)。位于200 nm的峰是典型石墨烯的吸收 [15]。此外,不同比例的纳米复合材料大约在430 nm有另一个吸收峰,这表明可见光的吸收程度不同。因此,我们可以得出结论,卟啉成功改性氨基化石墨烯表面。

图1 高倍扫描电子显微镜下:NH2-G-0%PP (A),NH2-G-5%PP (B),NH2-G-10%PP (C),NH2-G-25%PP (D) 和NH2-G-50%PP (E)。

图2傅立叶变换红外光谱(A)和紫外可见吸收光谱(B):NH2-G-0%PP,NH2-G-5%PP,NH2-G-10%PP,NH2-G-25%PP 和 NH2-G-50%PP。

3。2氨基化石墨烯/卟啉修饰电极对过氧化氢的电化学行为

为了分析修饰电极的阻抗变化,电化学阻抗谱(EIS)作为一种有效的技术来描述电解质与电极表面的电子转移,并被应用于探索界面的电导特性。通常,EIS曲线包含一个半圆部分和一个线性部分,在高频率下半圆部分关联极限过程的电子转移,在低频率下线性部分对应扩散过程。大半圆直径代表了电子转移电阻高,导电性差。图3 A表明玻碳电极和五个不同比例的石墨烯/卟啉修饰电极(NH2-G-0%PP,NH2-G-5%PP,NH2-G-10%PP,NH2-G-25%PP,NH2-G-50% PP),在10 - 1到105的频率范围内,在 0。1 mg氯化钾溶液中含有5 mg K3Fe(CN)6 / K4Fe(CN)6。如图所示,从NH2-G-PP-GCE的曲线中,五个修饰电极的电阻值分别约为300,555,809,973和1073 Ω。与修饰电极相比,玻碳电极具有最小的电阻值,这意味着修饰材料阻碍电子在电极表面的运动。除此之外,在不同的纳米复合材料中,NH2-G-5%PP的阻值减少到约300 Ω,这表明该比例的纳米复合材料在一定程度上可以降低电子传递阻力,促进电荷转移,提高导电率。因此,结果表明NH2-G-5%PP玻碳修饰电极,能更高效的转移电子和并产生一个明显的电化学信号。文献综述 氨基化石墨烯/卟啉复合材料的制备及其电催化作用(3):http://www.youerw.com/huaxue/lunwen_88698.html

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