Ni-CuO/ITO电极对乙醇电催化氧化及检测的研究

摘要

以氧化铟锡(ITO)导电玻璃为基底,依次电沉积Ni和CuO,制备Ni-CuO/ITO电极.扫描电子显微镜(SEM)表征结果显示,Ni-CuO呈纳米花状结构,均匀分布在ITO基底上,X射线衍射(XRD)结果显示,Ni-CuO主要成分为Ni、NiSO4和CuO.分别研究了不同电极在碱性条件(1 mol/L KOH)下对乙醇(100 mmol/L)的电化学催化性能,ITO和CuO/ITO电极未显示乙醇催化活性,而Ni-CuO/ITO电极的催化能力可达到氧化峰电流密度20.90 mA/cm2,为Ni/ITO电极的1.7倍.进一步研究了Ni-CuO/ITO电极在不同扫描速度(20～100 mV/s)与不同浓度(10～500 mmol/L)乙醇溶液中电化学响应信号的变化.考察了Ni和CuO的沉积量对Ni-CuO/ITO电极乙醇电催化氧化活性的影响,发现以恒电位法沉积Ni 300 s、循环伏安法沉积CuO两圈时,Ni-CuO/ITO电极对乙醇电催化氧化具有最高的催化活性.以计时电流法测量10000 s后剩余的氧化峰电流密度为初始值的54.39％,显示了电极优异的长期稳定性.氧化峰电流与乙醇浓度在0.1～15 mmol/L范围内呈良好的线性关系,灵敏度为150μA/(cm2(mmol/L)),检出限为0.047μmol/L(S/N=3),乙醇的回收率为95.2％ ～104.1％,并且NaCl、KCl、Na2HPO4、山梨酸和柠檬酸等物质对乙醇的检测无明显干扰,表明Ni-CuO/ITO电极具有潜在的应用前景.