羧基化碳纳米管/壳聚糖复合材料的电催化性能优化

本文主要探讨了壳聚糖/碳纳米管复合材料的制备方法及其电催化性能。作者赵廷凯、刘乐浩等人采用混酸法制备羧基化多壁碳纳米管（f-MWCNTs），这是一种常见的改性手段，通过引入羧基使其表面官能化，以便更好地与壳聚糖结合。同时，他们利用超声凝聚法制备壳聚糖纳米粒子，这种方法可以提高壳聚糖的分散性和均匀性。 研究者通过静电自组装技术将羧基化多壁碳纳米管与不同类型的壳聚糖如高密度壳聚糖、羧化壳聚糖以及壳聚糖盐酸盐进行复合，制备出一系列具有不同分子量的复合材料。分子量的选择对最终复合材料的性能有着显著影响，大分子量的壳聚糖可能提供更好的稳定性和生物相容性。 复合材料的微观结构通过扫描电镜、高分辨电镜以及X射线衍射(XRD)进行分析，这些手段有助于理解纳米管和壳聚糖之间的界面相互作用以及材料的结晶结构。研究的重点在于评估复合材料作为电催化剂的作用，即H2O2在多壁碳纳米管/壳聚糖修饰电极上的电化学行为。 实验结果显示，壳聚糖盐酸盐对多壁碳纳米管具有良好的包覆效果，包覆厚度约为3.5纳米。这种包覆不仅增强了复合材料的稳定性和分散性，而且通过改变电极表面特性，优化了H2O2的氧化还原过程。使用碳纳米管/壳聚糖盐酸盐修饰的玻碳电极，明显提高了H2O2的氧化还原电流，并降低了其氧化还原反应的过电势，显示出显著的电催化性能提升。 该研究不仅提供了壳聚糖/碳纳米管复合材料的制备技术，还展示了其在实际应用中的潜在价值，特别是在环保领域，如水处理中的氧化还原反应。这项工作对于推动碳纳米管在电化学催化领域的应用具有重要意义，并可能为研发高性能的环境友好型电催化剂提供新的思路。