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电池相对于超级电容器而言具有较低的功率密度导致使用寿命低,从而产生大量含有多种重金属的废旧电池,对环境危害极大。电极作为超级电容器和电化学检测重金属离子的核心部件,不同的电极材料对电化学性能的驱动力不尽相同。论文研究了三维结构材料泡沫镍作为载体和集流体,通过水热合成法在泡沫镍基底上合成二元金属氧化物,构造自支撑复合电极。一方面,可以有效地解决电池低功率密度的问题,另一方面也可应用于重金属离子检测。主要内容如下:1.三维泡沫镍表面水热合成钴锰氧化物,构造自支撑复合电极,并对复合材料的微观形貌和结构特征进行表征。在三电极体系中,研究复合电极交流阻抗及循环伏安特性,测试其恒流充放电性能和循环稳定性(1000次),计算得出1 A/g电流密度下的比容量为803.7 F/g,表现出优异的超级电容器性能;研究了该复合电极对Hg2+和Pb2+的电化学响应:在HAc-NaAc缓冲溶液中,pH值为4,当重金属离子浓度为0.5~4μM时,方波溶出伏安法测得的检测限分别是3.60×10-4μM和3.76×10-4μM,并研究分析样品的加标回收率。2.将钴酸镍负载在泡沫镍表面,构造自支撑复合电极并分析表面微观形貌和结构。分别研究了复合电极的充放电性能、交流阻抗、循环稳定性和电容保持率,并得出1 A/g下的比容量为566 F/g,结果说明自支撑复合电极具有优良的电化学性能;通过方波溶出伏安法研究分析自支撑复合电极对Cd2+、Pb2+、Cu2+、Hg2+的电化学响应。在pH=7的PBS缓冲溶液中,浓度范围为3.25~4.5μM时,Cd2+、Pb2+、Cu2+和Hg2+的检测限分别是1.40×10-4、1.46×10-4、2.40×10-4和1.56×10-4μM;浓度范围为0.625~2.625μM时,检测限分别为6.16×10-4、4.30×10-4、2.94×10-4和1.50×10-4μM;在浓度范围为0.025~0.25μM时,检测限是0.36×10-4、0.30×10-4、0.49×10-4和0.48×10-4μM,并研究分析样品的回收率。本研究实现了多种重金属离子的实时、在线检测,并提供了一种快速、高效的重金属离子检测方法。