双金属Ag-Cu枝晶的制备及应用

康亚荣 陈福义

引用本文: 康亚荣, 陈福义. 双金属Ag-Cu枝晶的制备及应用[J]. 物理化学学报, 2013, 29(08): 1712-1718. doi: 10.3866/PKU.WHXB201305132 shu
Citation:  KANG Ya-Rong, CHEN Fu-Yi. Synthesis and Application of Ag-Cu Bimetallic Dendrites[J]. Acta Physico-Chimica Sinica, 2013, 29(08): 1712-1718. doi: 10.3866/PKU.WHXB201305132 shu

双金属Ag-Cu枝晶的制备及应用

  • 基金项目:

    国家自然科学基金(51271148, 50971100) (51271148, 50971100)

    凝固技术国家重点实验室自主研究课题(30-TP-2009) (30-TP-2009)

    航空科学基金(2012ZF53073)资助项目 (2012ZF53073)

摘要:

通过铜箔基体上电沉积泡沫铜结合伽尔瓦尼置换反应制备出了银-铜(Ag-Cu)纳米枝晶, 利用X射线衍射(XRD)和场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)对枝晶的成分及形貌进行研究发现, 随着沉积过电位的增加, 铜的前驱体形貌由棒状到枝晶状, 最后发展为泡沫状, 但泡沫状的前驱体制备的Ag-Cu 枝晶却是最规整和致密的. 另外, 银离子的浓度也会影响枝晶的形貌, 一定范围内浓度的增加有利于枝晶的形成. 通过线性扫描伏安和电流-时间曲线对制备的Ag-Cu 枝晶催化性能进行表征, 在电解质溶液中, -0.25 V(相对于饱和甘汞电极(SCE))时有一个明显的双氧水(H2O2)还原峰, 这意味着Ag-Cu枝晶对H2O2的电还原具有较好的催化活性, 当该电极被用于双氧水传感器时, 电流响应快, 能在3 s 内达到稳态电流, 线性测量范围为0.1-12 mmol·L-1, 灵敏度可以达到330.36 μA·(mmol·L-1)-1·cm-2, 这点对于提高传感器的准确性非常重要.

English

    1. [1]

      (1) Hartley, F. R. Chemistry of Platinum Group Metals: Recent Developments, 1st ed.; Elsevier Science Ltd.: London, 1991;pp 106-120.

      (1) Hartley, F. R. Chemistry of Platinum Group Metals: Recent Developments, 1st ed.; Elsevier Science Ltd.: London, 1991;pp 106-120.

    2. [2]

      (2) Wen, Z. L.; Yang, S. D.; Song, Q. J.; Hao, L.; Zhang, X. G. Acta Phys. -Chim. Sin. 2010, 26 (6), 1570. [温祝亮, 杨苏东, 宋启军, 郝亮, 张校刚. 物理化学学报, 2010, 26 (6), 1570.]doi: 10.3866/PKU.WHXB20100620(2) Wen, Z. L.; Yang, S. D.; Song, Q. J.; Hao, L.; Zhang, X. G. Acta Phys. -Chim. Sin. 2010, 26 (6), 1570. [温祝亮, 杨苏东, 宋启军, 郝亮, 张校刚. 物理化学学报, 2010, 26 (6), 1570.]doi: 10.3866/PKU.WHXB20100620

    3. [3]

      (3) Ye, S. F.; Hu, X. M.; Ying, D.; Zhang, Y. Environmental Chemistry 2011, 30, 1711. [叶舒帆, 胡筱敏, 英滇, 张杨.环境化学, 2011, 30, 1711.](3) Ye, S. F.; Hu, X. M.; Ying, D.; Zhang, Y. Environmental Chemistry 2011, 30, 1711. [叶舒帆, 胡筱敏, 英滇, 张杨.环境化学, 2011, 30, 1711.]

    4. [4]

      (4) Li,W. B.; ng, H. Acta Phys. -Chim. Sin. 2010, 26 (4), 885.[黎维彬, 龚浩. 物理化学学报, 2010, 26 (4), 885.]doi: 10.3866/PKU.WHXB20100436(4) Li,W. B.; ng, H. Acta Phys. -Chim. Sin. 2010, 26 (4), 885.[黎维彬, 龚浩. 物理化学学报, 2010, 26 (4), 885.]doi: 10.3866/PKU.WHXB20100436

    5. [5]

      (5) Ming, C. B.; Ye, D. Q.; Yi, H.; Fu, M. L. China Environmental Science 2009, 29, 924. [明彩兵, 叶代启, 易慧, 付名利.中国环境科学, 2009, 29, 924.](5) Ming, C. B.; Ye, D. Q.; Yi, H.; Fu, M. L. China Environmental Science 2009, 29, 924. [明彩兵, 叶代启, 易慧, 付名利.中国环境科学, 2009, 29, 924.]

    6. [6]

      (6) Jirkovský, J. S.; Panas, I.; Romani, S.; Ahlberg, E.; Schiffrin, D.J. J. Phys. Chem. Lett. 2012, 3, 315.(6) Jirkovský, J. S.; Panas, I.; Romani, S.; Ahlberg, E.; Schiffrin, D.J. J. Phys. Chem. Lett. 2012, 3, 315.

    7. [7]

      (7) Hickman, A. J.; Sanford, M. S. Nature 2012, 484, 177.doi: 10.1038/nature11008(7) Hickman, A. J.; Sanford, M. S. Nature 2012, 484, 177.doi: 10.1038/nature11008

    8. [8]

      (8) Sun, X. Z.; Lin, L. H.; Li, Z. C.; Zhang, Z. J.; Feng, J. Y. Mater. Lett. 2009, 63, 2306. doi: 10.1016/j.matlet.2009.07.058(8) Sun, X. Z.; Lin, L. H.; Li, Z. C.; Zhang, Z. J.; Feng, J. Y. Mater. Lett. 2009, 63, 2306. doi: 10.1016/j.matlet.2009.07.058

    9. [9]

      (9) Li, L. F.; Qiu, T.; Yang, J.; Feng, Y. B.; Zhang, Z. Z. Rare Metal Materials and Engineering 2010, 39, 902. [李良锋, 丘泰,杨建, 冯永宝, 张振忠. 稀有金属材料与工程, 2010, 39,902.](9) Li, L. F.; Qiu, T.; Yang, J.; Feng, Y. B.; Zhang, Z. Z. Rare Metal Materials and Engineering 2010, 39, 902. [李良锋, 丘泰,杨建, 冯永宝, 张振忠. 稀有金属材料与工程, 2010, 39,902.]

    10. [10]

      (10) Li, Z. Q.; Shen, H.; Chen, L. Chinese Journal of Materials Research 1994, 8, 392. [李宗全, 沈辉, 陈莉. 材料研究学报, 1994, 8, 392.](10) Li, Z. Q.; Shen, H.; Chen, L. Chinese Journal of Materials Research 1994, 8, 392. [李宗全, 沈辉, 陈莉. 材料研究学报, 1994, 8, 392.]

    11. [11]

      (11) Agrawal, V. V.; Mahalakshmi, P.; Kulkarni, G. U.; Rao, C. N. R.Langmuir 2006, 22, 1846. doi: 10.1021/la052595n(11) Agrawal, V. V.; Mahalakshmi, P.; Kulkarni, G. U.; Rao, C. N. R.Langmuir 2006, 22, 1846. doi: 10.1021/la052595n

    12. [12]

      (12) Zhang, C. M.; Zhang, C. L.; Zhang, J.W.; Zhang, Z. J. Acta Phys. -Chim. Sin. 2004, 20 (5), 554. [张晟卯, 张春丽, 张经纬, 张治军. 物理化学学报, 2004, 20 (5), 554.] doi: 10.3866/PKU.WHXB20040522(12) Zhang, C. M.; Zhang, C. L.; Zhang, J.W.; Zhang, Z. J. Acta Phys. -Chim. Sin. 2004, 20 (5), 554. [张晟卯, 张春丽, 张经纬, 张治军. 物理化学学报, 2004, 20 (5), 554.] doi: 10.3866/PKU.WHXB20040522

    13. [13]

      (13) Hu, X. Y.;Wang, Z. Y.; Zhang, T. C.; Zeng, X. Y.; Xu,W.;Zhang, J. X.; Yan, J.; Zhang, J. P.; Zhang, L. D. Appl. Surf. Sci.2008, 254, 3845. doi: 10.1016/j.apsusc.2007.12.006(13) Hu, X. Y.;Wang, Z. Y.; Zhang, T. C.; Zeng, X. Y.; Xu,W.;Zhang, J. X.; Yan, J.; Zhang, J. P.; Zhang, L. D. Appl. Surf. Sci.2008, 254, 3845. doi: 10.1016/j.apsusc.2007.12.006

    14. [14]

      (14) Bartlettet, P. N.; Birkin, P. R.;Wang, J. H.; Palmisano, F.;Benedetto, G. D. Anal. Chem. 1998, 70, 3685. doi: 10.1021/ac971088a(14) Bartlettet, P. N.; Birkin, P. R.;Wang, J. H.; Palmisano, F.;Benedetto, G. D. Anal. Chem. 1998, 70, 3685. doi: 10.1021/ac971088a

    15. [15]

      (15) Wang, J.; Lin, Y. H.; Chen, L. Analyst 1993, 118, 277.doi: 10.1039/an9931800277(15) Wang, J.; Lin, Y. H.; Chen, L. Analyst 1993, 118, 277.doi: 10.1039/an9931800277

    16. [16]

      (16) Demirci, U. B. J. Power Sources 2007, 172, 676. doi: 10.1016/j.jpowsour.2007.05.009(16) Demirci, U. B. J. Power Sources 2007, 172, 676. doi: 10.1016/j.jpowsour.2007.05.009

    17. [17]

      (17) Zhao, B.; Liu, Z. R.; Liu, Z. l.; Liu, G. X.; Li, Z.;Wang, J. X.;Dong, X. T. Electrochem. Commun. 2009, 11, 1707.doi: 10.1016/j.elecom.2009.06.035(17) Zhao, B.; Liu, Z. R.; Liu, Z. l.; Liu, G. X.; Li, Z.;Wang, J. X.;Dong, X. T. Electrochem. Commun. 2009, 11, 1707.doi: 10.1016/j.elecom.2009.06.035

    18. [18]

      (18) de Lara nzález, G. L.; Kahlert, H.; Scholz, F. Electrochim. Acta 2007, 52 (5), 1968. doi: 10.1016/j.electacta.2006.08.006(18) de Lara nzález, G. L.; Kahlert, H.; Scholz, F. Electrochim. Acta 2007, 52 (5), 1968. doi: 10.1016/j.electacta.2006.08.006

    19. [19]

      (19) Rodríguez-López, J. N.; Lowe, D. J.; Hernández-Ruiz, J.; Hiner,A. N. P.; García-Cánovas, F.; Thorneley, R. N. F. J. Am. Chem. Soc. 2001, 123, 11838. doi: 10.1021/ja011853+(19) Rodríguez-López, J. N.; Lowe, D. J.; Hernández-Ruiz, J.; Hiner,A. N. P.; García-Cánovas, F.; Thorneley, R. N. F. J. Am. Chem. Soc. 2001, 123, 11838. doi: 10.1021/ja011853+

    20. [20]

      (20) Zhun, L. Q. Theory and Technology of the Functional Film Layer Electrodeposition; University of Aeronautics andAstronautics of Beijing Press: Beijing, 2005; pp 24-34.[朱立群. 功能膜层的电沉积理论和技术. 北京: 北京航空航天大学出版社, 2005: 24-34.](20) Zhun, L. Q. Theory and Technology of the Functional Film Layer Electrodeposition; University of Aeronautics andAstronautics of Beijing Press: Beijing, 2005; pp 24-34.[朱立群. 功能膜层的电沉积理论和技术. 北京: 北京航空航天大学出版社, 2005: 24-34.]

    21. [21]

      (21) Liu, R.; Sen, A. Chem. Mater. 2011, 24 (1), 48. doi: 10.1021/cm2017714(21) Liu, R.; Sen, A. Chem. Mater. 2011, 24 (1), 48. doi: 10.1021/cm2017714

    22. [22]

      (22) Qin, X.; Miao, Z. Y.; Fang, Y. X.; Zhang, D.; Ma, J.; Zhang, L.;Chen, Q.; Shao, X. G. Langmuir 2012, 28, 5218. doi: 10.1021/la300311v(22) Qin, X.; Miao, Z. Y.; Fang, Y. X.; Zhang, D.; Ma, J.; Zhang, L.;Chen, Q.; Shao, X. G. Langmuir 2012, 28, 5218. doi: 10.1021/la300311v

    23. [23]

      (23) Qiu, R.; Cha, H. G.; Noh, H. B.; Shim, Y. B.; Zhang, X. L.;Qiao, R.; Zhang, D.; Kim, Y., II; Pal, U.; Kang, Y. S. J. Phys. Chem. C 2009, 113, 15891. doi: 10.1021/jp904222b(23) Qiu, R.; Cha, H. G.; Noh, H. B.; Shim, Y. B.; Zhang, X. L.;Qiao, R.; Zhang, D.; Kim, Y., II; Pal, U.; Kang, Y. S. J. Phys. Chem. C 2009, 113, 15891. doi: 10.1021/jp904222b

    24. [24]

      (24) Wei, G. D.; Nan, C.W.; Deng, Y.; Lin, Y. H. Chem. Mater. 2003,15 (23), 4436. doi: 10.1021/cm034628v(24) Wei, G. D.; Nan, C.W.; Deng, Y.; Lin, Y. H. Chem. Mater. 2003,15 (23), 4436. doi: 10.1021/cm034628v

    25. [25]

      (25) Gu, M.; Yang, F. Z.; Huang, L.; Yao, S. B.; Zhou, S. M. Acta Phys. -Chim. Sin. 2002, 18 (11), 973. [辜敏, 杨防祖,黄令, 姚士冰, 周绍民. 物理化学学报, 2002, 18 (11), 973.]doi: 10.3866/PKU.WHXB20021103(25) Gu, M.; Yang, F. Z.; Huang, L.; Yao, S. B.; Zhou, S. M. Acta Phys. -Chim. Sin. 2002, 18 (11), 973. [辜敏, 杨防祖,黄令, 姚士冰, 周绍民. 物理化学学报, 2002, 18 (11), 973.]doi: 10.3866/PKU.WHXB20021103

    26. [26]

      (26) Chen, X.; Cui, C. H.; Guo, Z.; Liu, J. H.; Huang, X. J.; Yu, S. H.Small 2011, 7, 858. doi: 10.1002/smll.201002331(26) Chen, X.; Cui, C. H.; Guo, Z.; Liu, J. H.; Huang, X. J.; Yu, S. H.Small 2011, 7, 858. doi: 10.1002/smll.201002331

    27. [27]

      (27) Welch, C. M.; Banks C. E.; Simm, A. O.; Compton, R. G. Anal. Bioanal. Chem. 2005, 382, 12. doi: 10.1007/s00216-005-3205-5(27) Welch, C. M.; Banks C. E.; Simm, A. O.; Compton, R. G. Anal. Bioanal. Chem. 2005, 382, 12. doi: 10.1007/s00216-005-3205-5

    28. [28]

      (28) Wu, S.; Zhao, H. T.; Ju, H. X.; Shi, C. G.; Zhao, J.W.Electrochem. Commun. 2006, 8, 1197. doi: 10.1016/j.elecom.2006.05.013(28) Wu, S.; Zhao, H. T.; Ju, H. X.; Shi, C. G.; Zhao, J.W.Electrochem. Commun. 2006, 8, 1197. doi: 10.1016/j.elecom.2006.05.013

    29. [29]

      (29) Liu, J.; Chen, F. Y.; Zhang, J. Y.; Fan, L. H.; Zhang, J. S.Chinese Journal of Materials Research 2012, 26, 49. [刘婧,陈福义, 张吉烨, 樊丽红, 张金生. 材料研究学报, 2012, 26,49.](29) Liu, J.; Chen, F. Y.; Zhang, J. Y.; Fan, L. H.; Zhang, J. S.Chinese Journal of Materials Research 2012, 26, 49. [刘婧,陈福义, 张吉烨, 樊丽红, 张金生. 材料研究学报, 2012, 26,49.]

    30. [30]

      (30) Zhao, X. H.; Chen, F. Y.; Liu, J. Precious Metals 2012, 33 (1),21. [赵秀华, 陈福义, 刘婧. 贵金属, 2012, 33 (1), 21.](30) Zhao, X. H.; Chen, F. Y.; Liu, J. Precious Metals 2012, 33 (1),21. [赵秀华, 陈福义, 刘婧. 贵金属, 2012, 33 (1), 21.]

    31. [31]

      (31) Huang, J. S.;Wang, D.W.; Hou, H. Q.; You, T. Y. Adv. Funct. Mater. 2008, 18, 441. doi: 10.1002/adfm.200700729(31) Huang, J. S.;Wang, D.W.; Hou, H. Q.; You, T. Y. Adv. Funct. Mater. 2008, 18, 441. doi: 10.1002/adfm.200700729

    32. [32]

      (32) Shi, L.; Liu, X. Q.; Niu,W. X.; Li, H. J.; Han, S.; Chen, J.; Xu,G. G. Biosens. Bioelectron. 2009, 24, 1159. doi: 10.1016/j.bios.2008.07.001(32) Shi, L.; Liu, X. Q.; Niu,W. X.; Li, H. J.; Han, S.; Chen, J.; Xu,G. G. Biosens. Bioelectron. 2009, 24, 1159. doi: 10.1016/j.bios.2008.07.001

    33. [33]

      (33) Qin, X.;Wang, H. C.;Wang, X. S.; Miao, Z. Y.; Fang, Y. X.;Chen, Q.; Shao, X. G. Electrochim. Acta 2011, 56 (9), 3170.doi: 10.1016/j.electacta.2011.01.058

      (33) Qin, X.;Wang, H. C.;Wang, X. S.; Miao, Z. Y.; Fang, Y. X.;Chen, Q.; Shao, X. G. Electrochim. Acta 2011, 56 (9), 3170.doi: 10.1016/j.electacta.2011.01.058

  • 加载中
计量
  • PDF下载量:  1121
  • 文章访问数:  1000
  • HTML全文浏览量:  9
文章相关
  • 发布日期:  2013-07-09
  • 收稿日期:  2013-03-14
  • 网络出版日期:  2013-05-13
通讯作者: 陈斌, bchen63@163.com
  • 1. 

    沈阳化工大学材料科学与工程学院 沈阳 110142

  1. 本站搜索
  2. 百度学术搜索
  3. 万方数据库搜索
  4. CNKI搜索

/

返回文章