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基本信息

項(xiàng)目名稱(chēng)：
基于石墨烯-血紅素復(fù)合物的氧氣電催化還原研究
小類(lèi)：
能源化工
簡(jiǎn)介：
我們通過(guò)非共價(jià)作用制備了石墨烯-血紅素復(fù)合物，之后測(cè)試了其催化性能并進(jìn)行了相關(guān)表征。發(fā)現(xiàn)石墨烯的引入使血紅素的電催化活性有了顯著提高。石墨烯的引入還使得血紅素在電極上附著的穩(wěn)定性大幅度提高，制備的復(fù)合物可以在攪拌等影響下保持傳感效果，使血紅素作為氧氣、過(guò)氧化氫應(yīng)用型傳感器成為了可能。線性區(qū)間大，靈敏度高。比之前報(bào)道的最好的碳納米管-血紅素復(fù)合物的靈敏度提高了一個(gè)數(shù)量級(jí)，具有廣闊的應(yīng)用前景。
詳細(xì)介紹：
氧氣還原催化劑作為一種新能源材料，一直被人們研究，然而鉑由于價(jià)格昂貴而且儲(chǔ)量有限，限制了其大范圍應(yīng)用。 血紅素是一種廉價(jià)、良好的氧氣還原催化劑，其電極穩(wěn)定性及催化活性都需要進(jìn)一步提高。石墨烯有很好的電導(dǎo)率和二位平面結(jié)構(gòu)，適宜作為電催化劑的基底。所以我們希望通過(guò)引入石墨烯增強(qiáng)其電催化還原活性和穩(wěn)定性。進(jìn)而制備成本較低的電化學(xué)催化劑和傳感器。 工作中，我們通過(guò)非共價(jià)相互作用制備了石墨烯-血紅素復(fù)合物，此方法簡(jiǎn)單易行，無(wú)副產(chǎn)物生成。之后，我們測(cè)試了其催化性能并表征了催化劑的相關(guān)性質(zhì)。石墨烯的引入使血紅素的電催化活性和穩(wěn)定性有了顯著提高。相比血紅素，在還原電位上有近0.1V的提高。此提高相當(dāng)于增大電池的電動(dòng)勢(shì)0.1V。石墨烯的引入還使得血紅素在電極上附著的穩(wěn)定性大幅度提高，制備的復(fù)合物可以在攪拌等影響下保持傳感效果，使血紅素作為氧氣、過(guò)氧化氫應(yīng)用型傳感器成為了可能。 而且，形成的復(fù)合物在電化學(xué)傳感氧氣和過(guò)氧化氫的實(shí)驗(yàn)中有很好的表現(xiàn)，線性區(qū)間大，靈敏度高。此種復(fù)合物制成的傳感器比之前報(bào)道的最好的碳納米管-血紅素復(fù)合物的靈敏度高一個(gè)數(shù)量級(jí)。

作品圖片

  • 基于石墨烯-血紅素復(fù)合物的氧氣電催化還原研究
  • 基于石墨烯-血紅素復(fù)合物的氧氣電催化還原研究
  • 基于石墨烯-血紅素復(fù)合物的氧氣電催化還原研究

作品專(zhuān)業(yè)信息

撰寫(xiě)目的和基本思路

氧氣還原催化劑作為一種新能源材料，一直被人們研究，然而鉑由于價(jià)格昂貴而且儲(chǔ)量有限，限制了其大范圍應(yīng)用。 血紅素是一種廉價(jià)、良好的氧氣還原催化劑，其電極穩(wěn)定性及催化活性都需要進(jìn)一步提高。石墨烯有很好的電導(dǎo)率和二位平面結(jié)構(gòu)，適宜作為電催化劑的基底。所以我們希望通過(guò)引入石墨烯增強(qiáng)其電催化還原活性和穩(wěn)定性。進(jìn)而制備成本較低的電化學(xué)催化劑和傳感器。

科學(xué)性、先進(jìn)性及獨(dú)特之處

?第一次報(bào)道血紅素通過(guò)非共價(jià)作用結(jié)合石墨烯作為氧還原催化劑（審稿人意見(jiàn)中認(rèn)為此研究原創(chuàng)性強(qiáng)） ?復(fù)合顯著提高了血紅素氧還原的活性（還原電位正移0.15V，相當(dāng)于增大燃料電池電動(dòng)勢(shì)0.15V） ?復(fù)合顯著提高了血紅素氧還原的穩(wěn)定性（方法簡(jiǎn)單，效果明顯） ?研究工作豐富了化學(xué)法制備石墨烯的應(yīng)用范圍

應(yīng)用價(jià)值和現(xiàn)實(shí)意義

（1）傳感器： 檢測(cè)氧氣和過(guò)氧化氫在電化學(xué)、環(huán)境科學(xué)、食品工業(yè)、生命科學(xué)和工業(yè)界都有重要意義。石墨烯-血紅素復(fù)合物可對(duì)水中氧氣和過(guò)氧化氫的濃度進(jìn)行傳感，而且可通過(guò)加入酶催化劑檢測(cè)葡萄糖。 （2）新能源催化劑： 基于我們的研究，可進(jìn)一步制得廉價(jià)、性能優(yōu)異的氧氣還原催化劑（燃料電池正極材料）作為鉑的替代產(chǎn)品。

學(xué)術(shù)論文摘要

石墨烯，作為二維的共價(jià)碳結(jié)構(gòu)，有極好的力、熱、電學(xué)性質(zhì)。而且，石墨烯可以通過(guò)氧化剝離石墨，再進(jìn)行還原制備，簡(jiǎn)單而低成本。 由于石墨烯有很高的電導(dǎo)率和平面二維結(jié)構(gòu)，適宜作為電催化劑的基底。而且，石墨烯由于其大的共軛結(jié)構(gòu)，可以通過(guò)π-π堆積作用吸附卟啉分子形成復(fù)合物。 工作中，我們通過(guò)非共價(jià)相互作用制備了石墨烯-血紅素復(fù)合物，此方法簡(jiǎn)單易行，無(wú)副產(chǎn)物生成。之后，我們測(cè)試了其催化性能并表征了催化劑的相關(guān)性質(zhì)。石墨烯的引入使血紅素的電催化活性和穩(wěn)定性有了顯著提高。相比血紅素，在還原電位上有近0.15V的提高。此提高相當(dāng)于增大電池的電動(dòng)勢(shì)0.15V。石墨烯的引入還使得血紅素在電極上附著的穩(wěn)定性大幅度提高，制備的復(fù)合物可以在攪拌等影響下保持傳感效果，使血紅素作為氧氣、過(guò)氧化氫應(yīng)用型傳感器成為了可能。 而且，形成的復(fù)合物在電化學(xué)傳感氧氣和過(guò)氧化氫的實(shí)驗(yàn)中有很好的表現(xiàn)，線性區(qū)間大，靈敏度高。此種復(fù)合物制成的傳感器比之前報(bào)道的最好的碳納米管-血紅素復(fù)合物的靈敏度高一個(gè)數(shù)量級(jí)。

獲獎(jiǎng)情況

2011年3月被電化學(xué)領(lǐng)域重要期刊 Journal of Electro-analytical Chemistry接收。該刊物已被國(guó)際科學(xué)文獻(xiàn)索引（SCI）權(quán)威檢索收錄，影響因子為2.58。

鑒定結(jié)果

科技查新報(bào)告顯示：目前在國(guó)內(nèi)外文獻(xiàn)中，尚未見(jiàn)他人報(bào)道的與本次查新項(xiàng)目研究?jī)?nèi)容和方法一致的報(bào)道。評(píng)稿人評(píng)述認(rèn)為這是世界上首次石墨烯與血紅素復(fù)合的報(bào)導(dǎo)。

參考文獻(xiàn)

[1] M. M. Rahman, A. J. S. Ahammad, J. H. Jin, S. J. Ahn, J. J. Lee, Sensors 10 (2010) 4855. [2] C.F. Kolpin, H.S. Swofford, Anal. Chem. 50 (1978) 920. [3] Y.X. Li, X.Q. Lin, C.M. Jiang, Electroanalysis 18 (2006) 2085. [4] J.W. Liu, J.X. Qiu, K. Sun, J. Chen, Y.Q. Miao, Helv. Chim. Acta 92 (2009) 462. [5] J.S. Ye, Y. Wen, W. De Zhang, H.F. Cui, L.M. Gan, G.Q. Xu, F.S. Sheu, J. Electroanal. Chem. 562 (2004) 241. [6] M.J. Allen, V.C. Tung, R.B. Kaner, Chem. Rev. 110 (2010) 132. [7] S. Park, R.S. Ruoff, Nat. Nanotechnol. 4 (2009) 217. [8] Y.X. Xu, L. Zhao, H. Bai, W.J. Hong, C. Li, G.Q. Shi, J. Am. Chem. Soc. 131 (2009) 13490. [9] G.L. Turdean, I.C. Popescu, A. Curulli, G. Palleschi, Electrochim. Acta 51 (2006) 6435.

同類(lèi)課題研究水平概述

檢測(cè)氧氣和過(guò)氧化氫在電化學(xué)、環(huán)境科學(xué)、食品工業(yè)、生命科學(xué)和工業(yè)界都有重要意義。燃料電池的作為一種清潔能源的發(fā)展方向，其正極催化劑材料一直以來(lái)被廣泛研究，其中性能最好的要數(shù)鉑催化劑。但由于鉑價(jià)格昂貴而且儲(chǔ)量有限，限制了其作為催化劑或傳感器的大范圍應(yīng)用。所以我們需要尋找一種非貴金屬的催化劑替代鉑進(jìn)行催化以及傳感，非貴金屬的配合物成為了很好的選擇。 血紅素是人體內(nèi)血紅蛋白的核心，化學(xué)結(jié)構(gòu)是鐵卟啉配合物。由于其價(jià)格低廉，性質(zhì)穩(wěn)定以及可以催化氧氣、過(guò)氧化氫還原，血紅素被廣泛研究。但是，其催化活性和電化學(xué)穩(wěn)定性并不令人滿意。因此，為了提高其傳感和催化性能，使其向替代鉑的方向發(fā)展，血紅素被固定到一系列基底上研究。但效果仍然有待提高。 近年來(lái)，隨著2010年石墨烯的研究工作獲得諾貝爾獎(jiǎng)，越來(lái)越多的人開(kāi)始關(guān)注這一結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，性能優(yōu)異的碳材料。相關(guān)的研究層出不窮。石墨烯簡(jiǎn)單講是單層的石墨，是一種全部由碳原子構(gòu)成的二維平面片層，其力、點(diǎn)、熱學(xué)性能均非常出色。氣相真空沉積（CVD）方法生長(zhǎng)的石墨烯缺陷少，性能優(yōu)異，但其高昂的成本限制了其在應(yīng)用方面的發(fā)展。而化學(xué)法制備石墨烯，過(guò)程簡(jiǎn)單，是大量制備石墨烯的首選方法。 因此，我們希望通過(guò)引入石墨烯，制成石墨烯-血紅素復(fù)合物，改善血紅素的電催化性能，使其進(jìn)行電化學(xué)傳感以及催化的能力有所加強(qiáng)。 本研究工作第一次以化學(xué)法制備的石墨烯作為基底，將其與血紅素進(jìn)行復(fù)合物，提高血紅素的相關(guān)性能。制成的復(fù)合物在電催化和傳感方面均有優(yōu)異的表現(xiàn)，其催化活性有了較大提高，穩(wěn)定性有了極大增強(qiáng)。值得一提的是，我們制備的復(fù)合物相比之前人報(bào)道的最好的碳納米管-血紅素復(fù)合物制成的傳感器，靈敏度有一個(gè)數(shù)量級(jí)的提升。
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