Graphene-based materials for Electrochemical Applications

Anna KRESTOVÁ

Bakalářská práce

Abstract:

The functionalization of graphene has received special interest among diverse research groups due to its implications in optics, electronics and energy. For example, doping of nitrogen in graphene creates binding sites, tunable electrical properties and improved catalytic activity as compared to pristine graphene. In this work, the aim was to synthesize hybrid nanostructures based on the reduction of graphene oxide (GO) with nitrogen precursor resulting in nitrogen doped reduced graphene oxide (rGO-N). Also rGO/MoS2 hybrid by solvothermal reduction of GO with ammonium molybdate and sulfur powder was prepared. The obtained materials were characterized using various spectroscopic and microscopic techniques to understand the chemistry and subsequently testing them for electrochemical and sensing properties when used for modification of electrode´s surface. The results have proven enhanced electrochemical responses for both hybrids and modification with rGO-N performed catalytic activities for ascorbic acid and dopamine detection and separated detection in their mixture.

Abstract:

Funkcionalizovaný grafen obdržel speciální pozornost v rozmanitých výzkumných směrech vyplývající z optiky, elektroniky a energie. Například, dopování grafenových vrstev dusíkem utváří vazebná místa a v porovnání s čistým grafenem laditelné elektrické vlastnosti a vysokou katalytickou aktivitu. Cílem této práce bylo syntetizovat hybridní nanostruktury založené na redukci grafen oxidu (GO) s dusíkovým prekurzorem a vyúsťující v dusíkem dopovaný redukovaný grafen oxid (rGO-N). Podobně byl také připraven rGO/MoS2 hybrid pomocí solvotermální redukce GO s molybdenanem amonným a sírou v prášku. Pro pochopení jejich chemické podstaty byly takto získané materiály charakterizovány za použití mnohých spektroskopických a mikroskopických metod a dále byly testovány jejich elektrochemické a sensingové vlastnosti v provedení jako modifikace elektrodového povrchu. Výsledky prokázaly posílené elektrochemické odezvy pro oba zmíněné kompozity a elektroda modifikovaná rGO-N prokázala katalytickou aktivitu pro detekci kyseliny askorbové a dopaminu a oddělenou detekci v jejich směsi.

Keywords

Grafen, grafen oxid, dopování dusíkem, MoS2, aerogely, elektro-sensing

Jazyk práce: angličtina

Datum vytvoření / odevzdání či podání práce: 9. 5. 2016

Zveřejnit od: 9. 5. 2016

Obhajoba závěrečné práce

• Vedoucí: Datta Kasibhatta Kumara Ramanatha, Ph.D.

UNIVERZITA PALACKÉHO V OLOMOUCI

Přírodovědecká fakulta

Bakalářský studijní program / obor:
Chemie / Aplikovaná chemie