项目名称: 基于碳材料的快速质子传递通道构建及在环境污染物检测中的应用

项目编号: No.51502161

项目类型: 青年科学基金项目

立项/批准年度: 2016

项目学科: 一般工业技术

项目作者: 司维蒙

作者单位: 山东理工大学

项目金额: 20万元

中文摘要: 本项目以质子电导作为研究切入点,从环保、食品安全等方面的应用考虑,研究具有快速质子通道的新型碳材料的制备及传感应用研究,实现对多种污染物的灵敏、快速检测。通过杂原子掺杂、调控含氧基团种类和数量、质子掺杂活化、与传统质子导体制备功能复合材料等方法,实现基于碳材料的快速质子传递通道的构建;研究功能碳材料对多种环境污染物的催化机理,探索质子的快速传递对电催化过程的影响;以多种环境污染物为探针,研究快速的质子传递对反应动力学的影响;通过构建质子传递通道的方法提升低电子电导材料的电荷传递速率,并挖掘低电子电导材料应用于电化学传感器的可能性;通过对新型碳材料的进一步结构设计和性能提升,设计制作对特定环境污染物具有电催化作用的修饰电极材料;在研究功能化碳材料的结构和性能关系的基础上,通过优化材料制备和修饰过程,实现高性能电化学传感器的构建,为扩展环境污染物传感器的研究范围提供可靠的研究依据。

中文关键词: 快速质子传递通道;新型碳材料;环境污染物;电化学传感器;电极反应机理

英文摘要: This project aims at studing on the preparation of new carbon materials with high-speed proton-exchange passage. Facing at the food security and the environmental protection, the structural design and performance improvement of novel functionalized carbon materials for high proton conductivity is performed to construct new electrochemical sensors for the determination of pollutant analysis. The new carbon materials with high-speed proton-exchange passage are prepared by the heteroatom doping, the controlling of oxygen-containing groups, the proton doping and the combination with original proton conductor. The influence of high-speed proton-exchange on the electrode reaction of pollutants is performed to explore the role of proton passage during the catalysis process. Based on the obtained mechanism, sensors with high sensitivity, high response speed, and high selectivity are constructed for the determination of regular pollutants. Based on the research of structure-performance relationship, the high-performance electrochemical sensors are prepared, and the application of materials with low electron conductivity are explored. In all, the project is favor to extending the material selection in the construction of pollutants sensors, and the research substratum of carbon based proton conductor are provided by the project.

英文关键词: High-speed proton-exchange passage;New carbon materials;Environmental pollutants;Electrochemical sensors;Mechanism of electrode reaction

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