基于金纳米复合材料的电化学传感器应用研究

摘要

电化学传感器快速发展为我们的生活带了很多便利，如实现药物实时检测、环境污染物的直接检测、食品的快速检测等。然而，生命系统的复杂性对电化学传感器提出了更高的要求，比如高选择性、灵敏度、准确性、生物相容性和稳定性等。在电化学传感器的发展中，优秀的传感材料的制备和开发是提高分析物的电化学行为(如灵敏度、稳定性和抗干扰能力)的关键。
　　纳米材料是指在一个维度或者多个维度是纳米量级的材料。纳米材料的性质因其大小，结构不同而丰富多彩。纳米材料的物理、化学、机械、磁性和光等特殊性质，使得它在各个领域都很有竞争力。纳米材料也常应用在电化学传感器中，许多研究表明纳米材料对电化学传感器灵敏度，稳定性和选择性等性能有极大提高。其中最常见应用在电化学传感器中的材料有金属纳米材料，碳纳米材料和半导体材料。然而单组分纳米材料性质单一，并不能满足实际需求。金纳米复合材料不仅具有金纳米粒子特殊的物理性质、化学性质、稳定性，无毒，电子传导能力、生物相容性等特点和负载材料本身的性质，还具有复合产生新的特殊性能。这使得金纳米复合材料对电化学传感器的灵敏度、稳定性和重现性有很大的提高。本文中我们采用简单的方法制备了几种金纳米复合材料，用于电化学传感器以提高电化学传感器的电化学性能。
　　本论文主要内容包括如下：
　　(1)Au-carbon纳米复合材料的制备及其电化学性能研究：通过直接化学还原氯金酸，制得Au/VXC72R纳米材料并修饰在电极上用于利福平的检测。利用扫描电子显微镜(FESEM)、透射电子显微镜(TEM)、X射线电子衍射(XRD)和 X射线光电子能谱(XPS)等测试手段对复合材料结构、形貌进行表征。在最优化的实验条件下对利福平进行电化学检测，线性范围5×10-7mol/L-1.0×10-5mol/L，检测限为1.1×10-7mol/L(S/N=3)。该电化学传感器显示了较好的稳定性、再现性和适用性，这可能会使它在质量监测实际样品中广泛应用。
　　(2)Au-ZnSs纳米复合材料的制备及其电化学性能研究：本章节成功制备了聚二烯丙基二甲基氯化铵功能化的硫化锌，同时，金纳米粒子通过层层组装技术结合在硫化锌纳米材料的表面。由于金的稳定性和好的生物相容性，制得Au-ZnSs经过表征被用于芦丁的电化学检测，用i-t曲线法在1×10-7mol/L-2×10-5mol/L浓度范围对芦丁有较好的检测，最低检测限1.53×10-8mol/L。结果表明,Au-ZnSs可能为芦丁检测提供一种很有前途的材料。该方法对芦丁片实际样品的检测中也表现出良好的电化学性能。
　　(3)本章工作采用层层自组装的方法制备了包含金纳米粒子、K6P2W18O62(P2W18)、二氧化锡和Au的复合膜来修饰ITO电极用于杨梅酮的检测。分析比较了不同电极检测杨梅酮的循环伏安电流的响应情况，发现P2W18-SnO2-Au三组分电极明显大于其他电极的电流响应。考察了不同的循环伏安扫描速率对杨梅酮电化学行为影响，优化了杨梅酮检测所需的缓冲溶液pH值，复合膜层数等条件。在最优条件下对杨梅酮进行检测，在10-6 mol/L-1.10×10-4mol/L范围内显示很好的线性，检测限为6.70×10-8mol/L。该电化学传感器成功用于杨梅酮在实际样品的测定。本研究提供一种很有前途的杨梅酮检测方法。

目录

声明

1 绪论

1.1金纳米复合材料的制备方法

1.2金纳米复合材料在电化学传感器中的应用

1.3课题研究意义及主要内容

参考文献

2 Au-carbon纳米复合材料的制备及其电化学性能研究

2.1引言

2.2实验部分

2.3结果与讨论

2.4结论

参考文献

3 Au-ZnSs纳米复合材料的制备及其电化学性能研究

3.1引言

3.2材料和方法

3.3结果与讨论

3.4结论

参考文献

4多金属氧酸盐/ SnO2/Au NPs三组分复合膜的制备及其电化学性质研究

4.1 引言

4.2实验部分

4.3 结果与讨论

4.4 结论

参考文献

5 结束语

5.1结论研究

5.2需进一步研究的内容

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