纳米孔电极的制备(开题报告)

1项目编号：CX09007陕西师范大学大学生创新性实验计划项目开题报告项目类别校级大学生创新性实验项目名称纳米孔电极的制备立项年份2009年12月项目主持人张亭亭项目参与人张亭亭罗丹冯盼盼李拉爱刘容容起止时间2009年12月至2010年12月______学院名称化学与材料科学学院联系电话[e-mail]___________________填表时间___2010年3月____________2一、开题报告会简况开题时间：2010年3月地点：陕西师范大学雁塔校区评议专家：指导老师：郑行望参与人员：张亭亭罗丹冯盼盼李拉爱刘容容3二、开题报告要点一、项目研究的目的、意义：随着纳米科技的不断发展，人们对纳米材料的认识也在不断深入。纳米材料所表现的一些性质往往不同于该物质在粗晶状况时表现出的性质。与传统晶体材料相比，纳米材料具有高强度，高硬度，搞扩散系数，地热导率，强软磁性能。这些特殊性质能使纳米材料可以广泛地用于高力学性能环境，光热吸收，非线性光学，磁记录，特殊导体，分子筛，超微复合材料，催化剂，热交换材料，敏感元件，烧结助剂，润滑剂等领域。目前，纳米孔电极因具有独特的传质，运输特性和空间尺寸效应，已经在生物单分子行为研究，单个纳米粒子行为研究等领域获得了进展，为研究纳米粒子的新特性提供了新的手段。此外，纳米材料的性质研究，表征于是人们关注的前沿焦点之一。因此发展新的方法，仪器等研究和表征纳米材料的行为对于了解，认识纳米材料的新性质，拓展其应用范围具有重要的意义。二、仪器与试剂：超声仪器、电化学发光系统、光学显微镜、铂丝、毛细玻璃管、细砂纸、氢氧化铝粉、氧化钙溶液、乙醇三、内容及方法：（1）封闭一个微米级直径的细铂丝在玻璃毛细管中;铂丝在15%的氯化钙或6摩尔的氢氧化钠溶液中浸泡会发生电化4学腐蚀形成一个圆锥形状的尖端。将蚀刻的铂丝插入到10厘米长的毛细玻璃管中，用氢焰将围住铂丝的玻璃管融化。在光学显微镜下检查封闭性，并确保没有气泡被困住在金属端附近。纳米电极筹备工作的关键是，铂的形状在玻璃密封的过程中不改变。这是一个合理的期望，应为铂的熔点是1769度在1000度以上大于玻璃毛细管的熔点。（2）抛光毛细管直到铂盘纳米尺寸暴露;铂丝在毛细玻璃管中密封后，铜丝担保毛细玻璃管和环氧树脂隔热。毛细管末端载有密封的铂丝用细砂纸低速抛光持平。铂丝与抛光玻璃表面的玻璃层之间的厚度要用光学显微镜定期监督检查，其厚度越薄越好。铂丝没有揭露时用细砂纸打磨，在这一阶段，在湿垫上用氧化铝粉抛光毛细玻璃管。（3）电化学蚀刻暴露铂产生截断锥形纳米玻璃，底部的孔隙为所规定铂磁盘电极；为了合成纳米电极，纳米盘电极在15%的氯化钙的溶液与整个装置置于超声波浴的环境中蚀刻。铂丝盘在抛光的过程中揭露的程度取决于电极在稳态伏安反应的测量值。电极上发生的电化学反应可以在铂丝的任何揭露处观察到。在纳米电极盘之间用一个5伏安的交流电压运行10至20秒，此时电极第一次要用水和乙醇溶液清洗，并在电学测量之前在超声浴中处理至少2分钟。（4）利用制备的电极表征单个纳米粒子的性质。5四、项目研究的重点、难点在纳米电极筹备工作的关键是，铂的形状在玻璃密封的过程中不改变，并确保没有气泡被困住在金属端附近。研制纳米孔电极并表征单个纳米粒子的性质和物理、化学行为。同时将单个纳米粒子的一些性质利用电化学发光的现象表现出来。五、小组分工：组长张亭亭：带领此团队向积极方向发展，如调节小组学习气氛、安排实验分工和联系导师、并定期对实验进度进行总结等。财务管理员冯盼盼：主要负责管理实验金费的流动。副组长罗丹：主要负责监督和辅助组长工作。技术顾问李拉爱：主要负责监督小组成员实验情况。采购员刘容容：主要负责实验用品的购买。六、实验项目研究的初步计划：1、项目名称：纳米孔电极的制备2、项目研究的背景：目前，纳米孔电极因具有独特的传质、运输特性和空间尺寸效应应经在生产单分子行为研究、单个纳米粒子行为研究等领域获得了进展，为研究纳米粒子的新特性提供了新的手段。3、项目研究的主要内容：制备纳米孔电极6表征单个纳米粒子的性质4、项目研究对象和对象的选择：纳米孔电极及其单个纳米粒子5、项目研究的方法：小组讨论咨询查阅文献实验探索6、项目研究的过程:（1)、准备与启动阶段主要任务是：查阅文献完成项目的理论准备；组织小组成员制定研究方案以确定项目内容。其中我们小组成员翻译了多篇文献，对纳米材料的特性及其最新的发展状况有了一定的了解。（2）、研究实验阶段主要任务是：投入实验，强化小组同学的实验能力并激发其科研创新能力。为了以后更好的了解单个纳米粒子在纳米孔电极上表征性质的原理，我们小组成员成功的利用石墨棒制成了电化学传感器。（3）、总结阶段总结实验结果七、实验进度：经过小组成员和辅导老师精心策划我们将实验的进度安排如下：7第一阶段，封闭一个微米级直径的细铂丝在玻璃毛细管中。我们用一至三周时间完成。第二阶段，抛光毛细管直到铂盘纳米尺寸暴露。我们用一至三周的时间完成。第三阶段，电化学蚀刻暴露铂产生截断锥形纳米玻璃，底部的孔隙为所规定铂磁盘电极。我们用二至四周的时间完成。第四阶段，利用制备的电极表征单个纳米粒子的性质。我们用五至八周的时间完成。八、研究经费预算：实验材料购买：2000元办公用品购买：2000元九、实验项目预期成果：能够成功制备纳米孔电极，并利用纳米孔电极在光化学的条件下表征出单个纳米粒子的一些特性。发表学术论文1篇十、实验项目完成时间：2010年12月截止8三、专家评议要点评议专家组签名2010年月日9四、重要变更项目主持人签名：2010年月日10