铜基氧化物的制备及其在无酶葡萄糖传感器中的应用

摘要

葡萄糖酶传感器是通过酶来催化氧化葡萄糖，而由于酶的不稳定，利用无酶葡萄糖传感器来代替葡萄糖酶传感器将显的尤为重要。无酶葡萄糖传感器通过贵金属或过渡金属氧化物等来修饰电极且直接催化氧化葡萄糖，由于铜基氧化物及其复合物具有廉价、低毒、易制备、抗干扰能力强以及高的催化活性等优势而被广泛应用于无酶葡萄糖传感器。并通过新的方法制备了不同形貌的铜基氧化物来改善无酶葡萄糖传感器的性能。
　　一、三维层状锭子型CuO的合成及其葡萄糖检测灵敏性的提高
　　通过水热法合成由纳米薄片组成的三维层状锭子型CuO,在碱性溶液中每个薄片的边界是催化氧化葡萄糖的活性位点。在+0.5V vs.Ag/AgCl的电压下，锭子型CuO电极检测葡萄糖时，显示出宽的线性范围0.001-3.0mM、高的灵敏度2828μA mM-1cm-2和低的检测限0.3μM，并且对葡萄糖氧化展现出极好的选择性。
　　二、分层纳米海胆状CuO的合成以及催化氧化葡萄糖电化学性能的研究
　　通过热处理法、液-液界面法来制备由纳米线组成的海胆状CuO，每根纳米线的边界可看作是葡萄糖催化氧化的活性位点。在+0.5V vs.Ag/AgCl的电压下，海胆状CuO电极对葡萄糖具有高的催化活性，检测葡萄糖时显示出很高的灵敏性3709μA mM-1cm-2、宽的线性范围0.5μM-2.0mM和低的检测限0.05μM。海胆状CuO电极材料对葡萄糖氧化有很好的选择性，所以由许多纳米线组成的结构（即有许多边界暴露出来）可提高葡萄糖检测的灵敏性。
　　三、八面体Cu2O@Cu2S复合物的制备及其在无酶葡萄糖传感器中的应用
　　将八面体Cu2O经过短时间硫化制备Cu2O@Cu2S复合材料，Cu2S纳米颗粒包覆在八面体Cu2O晶体表面。Cu2O和Cu2S不仅都是P-型半导体，而且都具有高的表面催化活性，Cu2O@Cu2S复合材料电极在Cu2O和Cu2S的协同作用下对葡萄糖有很好的催化活性。在+0.5V vs.Ag/AgCl的电压下，复合物Cu2O@Cu2S电极的灵敏性3464μA Mm-1cm-2远高于八面体Cu2O电极2198μA Mm-1cm-2的灵敏性，另外，复合物Cu2O@Cu2S电极与八面体Cu2O电极相比还具有宽的线性范围1μM-1mM和低的检测限0.2μM。

目录

声明

西北师范大学研究生学位论文作者信息

1 绪论

1.1 引言

1.2 葡萄糖传感器

1.3 过渡金属氧化物及其在传感器中的应用

1.4 本论文的研究内容及意义

2 三维层状锭子型CuO的合成及其葡萄糖检测灵敏

2.1 引言

2.2 实验部分

2.3 结果与讨论

2.3 本章小结

3 分层的纳米海胆状CuO的合成以及催化氧化葡萄糖

3.1 引言

3.2 实验部分

3.3 结果与讨论

3.3 本章小结

4 八面体Cu2O@Cu2S复合物的制备及其在无酶葡萄

4.1 引言

4.2 实验部分

4.3 结果与讨论

4.3 本章小结

5 结论与展望

参考文献

硕士期间发表论文及专利

致谢