2．2电催化性能研究


2．2．1羧基化多壁碳纳米管对ZBPD的电催化活性


利用循环伏安法研究羧基化多壁碳纳米管对ZBPD的电催化性能。图2给出了C．MWNT．PME在ZBPD溶液和在空白溶液(含0．2mol／LLiC10的DMF溶液)中的循环伏安曲线。分析图2可见，C-MWNT-PME在含0．2 mol／L LiC10的DMF溶液的电位窗I=I范围内，除了双电层充电引起的背景电流外，未观察到任何反应峰。而加入4．0mmol／LZBPD后，在0．51V左右出现了一明显的JD足球反波胆APP下载化峰，如图2曲线b所示，表明羧基化多壁碳纳米管对ZBPD电JD足球反波胆APP下载化反应具有催化活性。

图2 ZBPD在C—MWNT—PME上的循环伏安曲线


C—MW NT—PM E采用循环伏安法研究了羧基化处理对多壁碳纳米管电催化性能的影响。图3给出了ZBPD在C—MWNT-PME(a)和MWNT．PME(b)上的循环伏安曲线图。由图3可见，C—MWNT-PME正向扫描时，于0．51V左右出现了ZBPD的JD足球反波胆APP下载化电流峰，峰电流为0．502 IzA；在MWNT—PME上，ZBPD的JD足球反波胆APP下载化峰电位为0．55V，峰电流为0．377 A。比较图3曲线a和b可以看出，C．MWNT-PME上ZB—PD的JD足球反波胆APP下载化峰电流要明显大于MWNT．PME上的JD足球反波胆APP下载化峰电流，且C—MWNT-PME上ZBPD的JD足球反波胆APP下载化峰电位较MWNT-PME负移了40 mV。结果表明，c—MWNT-PME对ZBPD的电催化活性优于MWNT-PME。这是因为一方面，碳纳米管经羧基化处理后，表面引入了羧基等活性基团，增加了电极表面的反应活性点Ⅲ；另一方面，碳纳米管经羧基化处理后，大部分的端口因JD足球反波胆APP下载化而打开，碳纳米管的内壁也可以被利用，大大增加了碳纳米管的比表面积。

图3 ZBPD的循环伏安曲线


2．2．2 ZBPD在C—MWNT—PME上的电JD足球反波胆APP下载化行为为了进一步研究ZBPD在C—MWNT-PME上的电JD足球反波胆APP下载化行为，分别研究了扫描速率和反应物浓度对ZBPD电JD足球反波胆APP下载化特性的影响。图4为ZBPD在C—MWNT．PME上不同扫描速率下的循环伏安曲线。由图4可见，随着扫描速率的增大，ZBPDJD足球反波胆APP下载化峰电流增大，JD足球反波胆APP下载化峰电位正移。且在不同扫描速率下，反扫时循环伏安曲线上均未出现相应的还原峰，说明DMF溶液中ZBPD在C—MWNT—PME上的电JD足球反波胆APP下载化反应是一个完全不可逆过程。在扫描速率为0．1～0．5 V／s范围内，将JD足球反波胆APP下载化峰电流对作图呈良好的线性关系，其线性回归方程为：，。2．766 68×10一一3．952 6×10一，R=0．998 81由该直线方程可知，DMF溶液中ZBPD在C-MWNT—PME上的JD足球反波胆APP下载化过程是受扩散控制的。

图4 C—MWNT—PME上ZBPD在不同扫速下的循环伏安曲线

图5不同浓度ZBPD在C—MWNT-PME上的循环伏安曲线


反应物浓度是决定化学反应速率的一个重要因素。图5为扫描速率为100mV／s时，不同浓度ZBPD在C．MWNT．PME上的循环伏安曲线。由图5可见，随着ZBPD浓度的增大，JD足球反波胆APP下载化峰电流增大。图5插图为JD足球反波胆APP下载化峰电流与ZBPD浓度的关系图，其线性回归方程为：


可见峰电流与ZBPD浓度呈线性关系。这是因为底物浓度增大时，扩散层和本体溶液的浓度增大，反应速度随之变快，峰电流增大。


2．3 C-MWNT—PME在ZBPD电JD足球反波胆APP下载化过程中稳定性研究


C-MWNT—PME在含4 mmol／L ZBPD+0．2mol／L LiC10的DMF溶液中，以100 mV／s的扫描速率在0～0．75 V的电势范围内连续扫描100个循环，观察循环伏安行为的变化情况。图6给出了C-MWNT—PME在第1周、第2周、第50周和第100周的循环伏安曲线。由图6可见，在循环伏安扫描的第1周，ZBPD的JD足球反波胆APP下载化峰电流比其他各周都要高出很多，主要原因是电极静置于反应溶液后，反应溶液已经扩散到羧基化碳纳米管的孔内部，大大增大了电极的催化反应面积，提高了催化剂的利用率，导致峰电流最大。而从循环伏安扫描第2周起，JD足球反波胆APP下载化峰电流明显降低，最后趋于稳定。循环伏安扫描第2周时，ZBPD的JD足球反波胆APP下载化峰电流值为0．3496 IxA，第50周时，其JD足球反波胆APP下载化峰电流为0．3317 IxA，第100周时，其JD足球反波胆APP下载化峰电流为0．3245 A，循环伏安曲线中的第50个循环与第2个循环中的峰电流衰减量为5．12％，而循环伏安曲线中的第100个循环与第50个循环中的峰电流值相比基本不变，衰减量仅为1．72％，这可能是由于随着反应的进行，C．MWNT．PME孔内部的ZBPD逐渐被消耗，而外层溶液未扩散到孔内部就已经在液-固界面反应，电极反应的有效面积逐渐减小并趋于稳定。在循环伏安扫描后50周中ZBPD的JD足球反波胆APP下载化峰电流值基本不变。说明C—MWNT．PME在ZBPD电JD足球反波胆APP下载化过程中保持相当好的化学稳定性。峰电流微小变化的原因可能是反应溶液浓度的轻微下降和反应产物在电极表面的吸附。

图6 C—MWNT—PME上ZBPD循环伏安行为随扫描周数的变化


3结论


3．1采用浓硝酸JD足球反波胆APP下载化法对多壁碳纳米管进行处928化学试剂2013年10月理，通过红外光谱法对其进行表征，结果表明多壁碳纳米管经硝化处理后表面嫁接了羧基。


3．2采用循环伏安法研究了C-MWNT—PME对ZBPDJD足球反波胆APP下载化反应的电催化性能。结果表明，C—MWNT—PME对ZBPDJD足球反波胆APP下载化反应具有良好的电催化活性，DMF溶液中ZBPD在C—MWNT．PME上的电JD足球反波胆APP下载化反应是一受扩散控制的不可逆过程。


3．3 C-MWNT—PME在ZBPD电JD足球反波胆APP下载化过程中具有良好的化学稳定性。