基于PDMAEMA復合材料的電化學性能研究.pdf

1、環境響應型聚合物聚甲基丙烯酸二甲氨基乙酯(PDMAEMA)，其結構中既含有親水性的叔胺基和羰基，又含有疏水性的烷基基團，在酸性介質中可以被質子化，因而它具有一定的pH值敏感性和溫敏性等環境剌激響應的特性。有關PDMAEMA及其嵌段共聚物的合成已經研究得比較多，但是基于PDMAEMA與無機功能材料結合起來的復合材料研究的不多，尤其是基于PDMAEMA的復合材料的電化學研究。因此本論文提出基于PDMAEMA復合材料的制備并研究其相關電化學性

2、能的構思，主要研究內容如下：
　　(1)含PDMAEMA的二嵌段共聚物聚環氧乙烷-b-聚甲基丙烯酸二甲氨基乙酯(PEO-b-PDMAEMA)結合多壁碳納米管(MWCNTs)的復合材料對亞硝酸鈉(NaNO2)電催化研究：將二嵌段共聚物PEO-b-PDMAEMA與MWCNTs結合組成復合材料修飾于玻碳電極上(記為PEO-b-PDMAEMA/MWCNTs/GCE)，構建了一種用于測定亞硝酸鹽的無酶電化學傳感器。實驗研究了PEO-b-PD

3、MAEMA溫敏性對該傳感器性能的影響。隨著溶液溫度的上升，PEO-b-PDMAEMA/MWCNTs/GCE對亞硝酸鹽氧化的電催化作用增強。該傳感器顯示出對亞硝酸鹽濃度較寬的線性檢測范圍(1.0×10-6至1.0×10-4 M)，低的檢測限(1.0×10-6 M)和高的靈敏度(562.16μA/mM·cm2)以及良好的穩定性和重復性。
　　(2)基于聚合物PDMAEMA的多孔碳材料(NC)的制備及其對氧氣的電催化：因為PDMAEMA

4、中含有C和N元素，以PDMAEMA為碳源和氮源，以KOH為活化物質，采用高溫煅燒法將聚合物PDMAEMA熱解成為含氮的多孔碳材料(NC)。研究了有無KOH和不同煅燒溫度對于材料制備的影響。采用掃描電鏡(SEM)、X射線衍射儀(XRD)和比表面積分析儀對所制備的多孔碳材料進行了表征。結果顯示，NC具有蜂巢狀的多孔結構、高達954 m2/g的比表面積和12.7 wt.％的含氮量。實驗發現NC修飾的電極對陰極氧還原反應(Oxygen Redu

5、ction Reaction，ORR)有較高的電催化活性、優異的循環穩定性和良好的抗甲醇性能。
　　(3)基于聚合物PDMAEMA制備碳包覆磁性納米四氧化三鐵(C/Fe3O4)復合材料及其對雙氧水(H2O2)的電催化：采用SEM、EDS、XRD等方法對該復合物的形貌進行了表征。實驗表征發現C/Fe3O4為粒徑在340 nm左右的球形納米顆粒，具有良好的導電性能。C/Fe3O4修飾的玻碳電極對H2O2具有良好的電催化活性和低的檢測限