石墨烯负载铁酸锌纳米材料的制备及应用.pdf

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1、中国科技论文在线http://www.paper.edu.cn#石墨烯负载铁酸锌纳米材料的制备及应用**宁凌云，彭文朝，范晓彬，张国亮，张凤宝，李阳（天津大学化工学院，天津300350）5摘要：本论文采用溶剂热方法一步合成了纳米复合材料ZnFe2O4/rGO，并将其修饰在玻碳电极表面，进行电化学性能测试。石墨烯的大比表面积与铁酸锌的多孔结构一定程度上促进了H2O2的还原。实验旨在最优化实验条件下研究催化剂电还原H2O2的行为。并采用SEM，TEM，XRD，XPS等手段对复合物进行了表征。石墨烯和ZnFe2O4之间的协同作用进一步提高了催化活性。该修饰电极制备方法简单、

2、环保、快速，并具有良好的稳定性，将其应用10到H2O2检测体系中，实现了H2O2的定量分析与检测。关键词：石墨烯；铁酸锌；过氧化氢中图分类号：TQ050.4+3PreparationandapplicationofZnFe2O4/rGONINGLingyun,PENGWenchao,FANXiaobin,ZHANGGuoliang,ZHANG15Fengbao,LIYang(ChemicalEngineeringSchool,TianjinUniversity,Tianjin,300350)Abstract:Inthispaper,ZnFe2O4/rGOnanocom

3、positewassynthesizedbysolvothermalmethodandmodifiedonthesurfaceofglassycarbonelectrode.Theelectrochemicalperformancewastested.Thelargespecificsurfaceareaofgrapheneandtheporousstructureofzincferritepromotethereductionof20H2O2toacertainextent.Theaimoftheexperimentwastooptimizetheexperimen

4、talconditionstostudytheelectrocatalyticactivityofH2O2.ThecompositeswerecharacterizedbySEM,TEM,XRDandXPS.ThesynergisticeffectbetweengrapheneandZnFe2O4furtherimprovesthecatalyticactivity.Thepreparationmethodofthemodifiedelectrodeissimple,environmentallyfriendly,fast,andhasgoodreproducibil

5、ityandstability.ItisappliedtotheH2O2detectionsystemtorealizethequantitative25detectionofH2O2.Keywords:graphene;zincferrite;hydrogenperoxide1引言H2O2在工业生产和人们的日常生活中被广泛应用，同时它在生物体的代谢过程中也扮[1-3]30演着重要角色。因此，开发准确、快速、可靠的检测方法显得十分重要。虽然天然酶具有卓越的专一性、极高的活性，但是由于它是蛋白质，较容易失活，它的[4]应用受到了极大的限制。它反应进行时需要适宜的温度和p

6、H，反应终止时依赖于抑制剂，[5]并且在制备、纯化、运输等方面的成本很高。因此，近几年研究人员开始致力于寻找具有[4]模拟酶特性并且能克服以上缺点的替代品。Shen等发现了ZnFe2O4纳米颗粒具有和天然酶35（过氧化物酶）相似的模拟酶属性，通过逐层自组装方法（LBL）功能化ZnFe2O4（ZnFe2O4@Au）。制备的ZnFe2O4@Au具备过氧化物模拟酶的特性，对还原H2O2表现出基金项目：高等学校博士点专项科研基金（20130032120017）作者简介：宁凌云（1992-），女，硕士，纳米技术通信联系人：李阳（1985-），女，讲师、硕导，纳米技术.E-mai

7、l:liyang1895@tju.edu.cn-1-中国科技论文在线http://www.paper.edu.cn优异的催化性能。由于石墨烯具有很大的比表面积、出色的导热和导电性、强大的机械强度以及良好的生[6-8]物相容性，石墨烯被认为是负载金属纳米颗粒的良好载体。ZnFe2O4/rGO作为新型复合40材料具有很多优点，比如较高的导电性、较低的价格以及较大的比表面积。本论文运用了溶剂热法，一步合成了ZnFe2O4/rGO纳米颗粒，整个制备过程简单易行，并且不造成环境污染。制备的复合物对H2O2的还原有很好催化活性。2实验方案2.1ZnFe2O4/r