构筑强相互作用的碳负载铂催化剂及其氧气还原性能

通过在聚苯乙烯(polystyrene, PS)小球上包覆聚吡咯层(polypyrrole, PPy),利用可控热解法制备中空碳球(hollow carbon sphere, HCS),采用湿还原法将铂纳米颗粒沉积在碳球表面,记为HCS-Pt。此外,本文还以质子化石墨相氮化碳(P-g-C3N4)为前驱体,在可控热解下制备无定形碳(amorphous carbon, AC),同样采用湿还原法沉积Pt到无定形碳表面,记为AC-Pt。通过透射电子显微镜(TEM)和X射线粉末衍射仪(XRD)对Pt结构进行表征,探究不同形态的碳载体对其表面Pt纳米颗粒的生长及分布情况的影响。结合电化学催化性能测试,研究样品在碱性介质中的氧气还原反应(oxygen reduction reaction, ORR)性能。与AC相比,Pt在HCS载体表面形成了更小粒径的纳米Pt,分散更均匀。在0.1 M KOH电解质中,HCS-Pt比AC-Pt显示出更正向的氧气还原峰和半波电位、更小的塔菲尔斜率并且伏安扫描曲线的响应面积更大,表明HCS-Pt的ORR催化性能明显优于AC-Pt。

检测环境水体中银离子含量的新型碳基光学传感器

以木质素磺酸钙为原料,通过常温下分子自组装和超声波辅助法制备木质素基碳量子点(CQDs),探究木质素磺酸钙和NaBH_(4)对CQDs荧光性能的影响并优化CQDs合成条件。研究结果显示:优化后的CQDs合成条件为木质素磺酸钙质量浓度60 g/L,还原剂NaBH_(4)质量浓度50 g/L。利用透射电子显微镜(TEM)、红外光谱(FT-IR)、X射线光电子能谱(XPS)、紫外-可见光谱(UV-vis)和荧光光谱(FL)对CQDs的结构形貌及光学特性进行分析,结果显示:CQDs粒径小((9.5±0.5)nm)且分布均匀、无团聚现象,光学性能优异且荧光量子产率达12.4%。此外,基于CQDs探究不同银离子浓度对其荧光强度的影响,结果表明:CQDs对Ag^(+)具有较好的荧光识别性和灵敏度,在0~250μmol/L范围内CQDs荧光淬灭强度比值与Ag^(+)浓度呈线性关系(R^(2)=0.998),检测限可达525 nmol/L。同时,CQDs荧光选择性优异且表现出较低的细胞毒性,有望在生物传感和环境检测领域展现出潜在应用价值。