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热处理碳纳米管耦合维生素B12作为氧还原反应电催化剂的性能分析
段广彬 , 房雅婷 , 董凯 , 姜媛媛 , 陈传霞 , 倪朋娟 , 逯一中
doi:  10.19756/j.issn.0253-3820.181788
开发成本低廉、性能优良的阴极氧还原电催化剂,替代昂贵的铂基催化剂,一直是燃料电池研究中的热点和难点,也是实现燃料电池商业化的关键之一。碳纳米材料负载过渡金属大环配位分子作为氧还原催化剂具有成本低、活性较高、导电性能好、稳定性高等优点。本研究利用维生素B12(VB12)中心的Co-Nx环状结构,以VB12作为活性位点的前驱体,以碳纳米管(CNT)为碳载体,通过高温热解制备了CNT-VB12复合材料。对此复合材料的形貌和组成进行了表征,并对其在碱性条件下的氧气还原电催化活性、稳定性及抗干扰性进行了分析。结果表明,CNT-VB12材料表现出高的氧还原反应(ORR)电催化活性。动力学研究结果表明,此复合材料通过几乎完全的4电子转移过程催化氧气还原为水,并且具有优于商业Pt/C的抗甲醇干扰性及稳定性,是一种有良好实际应用前景的燃料电池非贵金属氧还原电催化剂。
关键词: 碳纳米管, 维生素B12, 氧还原反应, 电催化剂
负载于三维镍网上的磷化钴纳米珠链阵列的高效水电解性能研究
姜媛媛 , 陈传霞 , 倪朋娟 , 逯一中
doi:  10.11895/j.issn.0253-3820.181009
研究廉价且高效的水分解电催化剂对于氢能源的开发利用具有重要意义,过渡金属磷化物是最有前景的水分解双功能电催化剂之一。本研究采用先水热法,再低温磷化的简单的两步合成法,在三维镍网上生长CoP纳米珠链阵列,所生成的镍网(Nickel foam,NF)负载CoP纳米珠线阵列(CoP/NF),具有规则的形貌、较大的比表面积,在碱性条件下对氢气析出反应(HER)和氧气析出反应(OER)都表现出良好的电催化性能。在电流密度达到10 mA/cm2时的过电位分别为280 mV(OER)及95 mV(HER)。利用此CoP/NF复合材料组成的双电极体系可以有效电解水,在电流密度为10 mA/cm2时所需的施加电压仅为1.63 V,并且表现出非常高的稳定性。
关键词: 磷化钴, 双功能电催化剂, 氢析出反应, 氧析出反应, 水电解
基于对Fe3+-H2O2-OPD体系荧光和比色信号的增强检测多巴胺
陈传霞 , 倪朋娟 , 姜媛媛 , 赵振路 , 逯一中
doi:  10.11895/j.issn.0253-3820.181195
利用多巴胺对Fe3+-H2O2-OPD体系荧光和比色信号的增强,建立了一种荧光和比色双模检测的多巴胺传感方法。Fe3+催化H2O2氧化无色的邻苯二胺(OPD),生成黄色且具有荧光信号的二氨基吩嗪(DAP),但是该反应很慢。多巴胺通过引发芬顿反应,促进Fe3+-H2O2体系持续产生强氧化性的羟基自由基(·OH),从而加快了OPD转化成DAP的速率,使体系溶液颜色加深,荧光增强。基于此原理,通过测量Fe3+-H2O2-OPD体系荧光和比色信号随多巴胺浓度的变化,可以实现多巴胺的双模检测。本方法荧光和比色检测多巴胺的线性范围分别为0.05~20 μ mol/L和0.10~18 μ mol/L,检出限分别为15 nmol/L和65 nmol/L(S/N=3)。荧光和比色双模式检测方法操作简单、灵敏度高、结果可视化,并增加了检测的准确度。将本方法应用于人尿液中多巴胺的检测,结果良好。
关键词: 多巴胺, 荧光, 比色, 芬顿反应, 羟基自由基
基于对半胱胺保护的金纳米粒子催化活性的抑制检测氰根离子
赵丹 , 李娜 , 许艳杰 , 黄晶晶 , 陈传霞
doi:  10.19756/j.issn.0253-3820.201051
利用氰根离子(CN-)对带正电荷的半胱胺保护的金纳米粒子(cyst-AuNPs)过氧化物模拟酶催化活性的抑制,建立了一种简单、灵敏测定CN-的比色传感方法。Cyst-AuNPs可催化过氧化氢(H2O2)氧化四甲基联苯胺(TMB),生成蓝色的oxTMB,最大吸收波长为652 nm。由于CN-对cyst-AuNPs的蚀刻作用,cyst-AuNPs的催化活性减弱,导致生成的oxTMB量变少,溶液颜色变浅,652 nm处的吸光度下降,而颜色变浅和吸光度下降的程度与CN-的浓度直接相关。基于催化体系的放大效应,此比色方法的灵敏度高,在最佳条件下,检测CN-的线性范围为2~10 μmol/L和10~140 μmol/L,检出限为0.33 μmol/L(S/N=3)。本方法不需要对金纳米粒子表面进行修饰,具有操作简单、成本低、结果可视化等优点,具有潜在的实际应用价值。
关键词: 氰根离子, 比色方法, 半胱胺保护的金纳米粒子, 过氧化物模拟酶活性