铂-氧化锌复合纳米管修饰电极的制备及其对双氧水的检测

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1、学校代码：1025510255学号：2161459DONGHUAUNIVERSITY东华大学硕士学位论文铂-氧化锌复合纳米管修饰电极的制备及其对双氧水的检测FABRICATIONOFPt-ZnOCOMPOSITENANOTUBEMODIFIEDELECTRODESFORTHEDETECTIONOFH2O2学科专业：环境工程作者姓名：柯晓林指导教师：刘建允答辩日期：2018年05月东华大学学位论文原创性声明本人郑重声明：我恪守学术道德，崇尚严谨学风。所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已明确注明和引用的内

2、容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品及成果的内容。论文为本人亲自撰写，我对所写的内容负责，并完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：日期：年月日东华大学学位论文版权使用授权书学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅或借阅。本人授权东华大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。保密□，在年解密后适用本版权书。本学位论文属于不保密□。学位论文作者签名

3、：指导教师签名：日期：年月日日期：年月日DONGHUAUNIVERSITY铂-氧化锌复合纳米管修饰电极的制备及其对双氧水的检测铂-氧化锌复合纳米管修饰电极的制备及其对双氧水的检测摘要双氧水（H2O2）作为一种强氧化剂和消毒剂，在工业生产和环境保护等方面具有重要作用，也是很多氧化酶反应的中间副产物，同时能分解得到大量的活性氧，对人体健康有严重的危害作用。因此研究出一种快速、准确和稳定检测双氧水的方法对工业生产、环境保护和人体安全都有重要的意义。通常对双氧水的检测主要是基于过氧化氢酶或辣根过氧化物酶的传感器，由于天然酶存在价格贵、难储存、易失活的

4、等问题，使得其应用受到了限制。而氧化锌（ZnO）作为一种典型的半导体材料，以其优异的光学、电学、催化特性，使其在电池、传感、催化和光电子学等领域有着广泛的应用。特别地，ZnO纳米材料与其他的金属氧化物（CuO、Fe3O4、TiO2）具有相似的性质，如良好的生物相容性、高催化性能和低毒性等优点，可以作为类酶催化剂来检测双氧水（H2O2）和葡萄糖等物质。但是在电化学应用方面，ZnO纳米材料的导电性有待提高。通常，贵金属铂（Pt）、钯（Pd）、金（Au）等在电化学反应中表现出优良的导电性、稳定性和催化性能，通过与ZnO纳米材料结合，可以提高ZnO纳

5、米材料的比表面积和活性位点，从而可以提高ZnO的导电性和催化能力。科研学者们已经制备出多IDONGHUAUNIVERSITY铂-氧化锌复合纳米管修饰电极的制备及其对双氧水的检测种形貌结构的铂-氧化锌（Pt-ZnO）复合纳米材料，如：纳米线、纳米颗粒、纳米磅棒和纳米笼等。而ZnO纳米管以其中空的管状结构、高比表面积、大的长径比和多的活性位点的优点，使其广泛的应用于能源储存、传感、催化和吸附等领域。静电纺丝技术制备的复合纳米材料具有直径可控、组分可变、大的长径比等特性，使其成为一种制备复合材料材料的有效方法。通过调节纺丝参数和纺丝前驱液的组成成分

6、，可以获得中空管状结构的Pt-ZnO纳米材料。本文提出一种简单的方法制备Pt-ZnO纳米管。首先通过静电纺聚丙烯腈（PAN）、聚乙烯吡咯烷酮（PVP）、醋酸锌（Zn(Ac)2）和氯铂酸（H2PtCl6）溶液，获得PAN-PVP-Pt-Zn(Ac)2复合纳米纤维。再经过高温煅烧，得到了Pt-ZnO纳米管。PVP在纺丝液中不仅作为保护剂，还作为还原剂。本文详细研究了不同纺丝参数（纺丝电压、喷射流速、接收距离）对纺丝过程和纤维形貌的影响。不同的升温速率对于复合纳米纤维是否形成中空管状结构起着关键作用。通过扫描电子显微镜（SEM）和透射电子显微镜（T

7、EM）表征可得，Pt-ZnO纳米管的直径为100±30nm，铂纳米颗粒和氧化锌纳米颗粒的直径分别为35±5nm和30±5nm，并且Pt纳米颗粒均匀分布在ZnO纳米管表面。通过X-射线衍射仪（XRD）表征数据分析可得，ZnO主要以六方纤锌矿的形式存在，Pt主要为立方金属结构。通过对Pt-ZnO纳米管进行X-射线光电子能谱仪（XPS）表征可知，经过高温煅烧后，Pt主要以金属单质的形式存在。以Pt-ZnO纳米管为分散液，Nafion溶液为粘结剂，采用滴涂法制备Pt-ZnO纳IIDONGHUAUNIVERSITY铂-氧化锌复合纳米管修饰电极的制备及其

8、对双氧水的检测米管修饰电极，采用循环伏安法和电流-时间法对双氧水（H2O2）进行测试发现，由于Pt纳米颗粒的存在，ZnO纳米管的导电性和电子传输能力都得到了提高。在