金纳米结构材料的电化学制备及其对抗坏血酸的电分析检测

摘要

金纳米结构材料在催化、光电、拉曼表面增强、疏水材料、新能源开发等等方面有广泛的应用。金纳米材料的制备方法有很多，其中电化学方法由于操作简单、易于控制、反应条件温和等优点广泛应用。本文主要从金丝或金圆盘电极出发，采用电化学方法制备金纳米结构材料，并用于抗坏血酸（AA）的无酶电化学传感。主要内容如下:
　　1、系统介绍了纳米材料的分类、特性以及制备方法，还介绍了金纳米粒子、纳米多孔金及其制备方法。
　　2、在含有Cl-和Sn2+的酸性溶液中阳极分散纯金丝制备金纳米粒子(AuNPs)，并且用电化学原位拉曼光谱研究了阳极行为和制备的原理。合成的AuNPs对抗坏血酸（AA）氧化具有较高的电催化活性，用于电化学检测AA具有较好的性能，如宽检测范围(0.1μM～13mM)、高灵敏度（1033μAm M-1 cm-2）、低检测限(0.1μM)，良好的重复性和稳定性（长达24天），且用于实测同样取得了很好的效果。
　　3、在H2SO4溶液中，对光滑金电极施加恒电势制得金氧化物薄膜，然后经化学还原制备纳米多孔金膜电极。考察了氧化电势，氧化时间和还原剂种类对多孔金膜粗糙因子的影响。将该电极用于AA的电化学检测，表现出优异的传感性能，如线性范围宽(0.1μM～8.11mM)，灵敏度高(2834μA mM-1 cm-2)，检测限低（0.1μM），响应时间短(3 s)，重复性好，且成功用于分析维生素C片中AA的含量。
　　4、在KCl与AA混合溶液中，选取钝化过渡初始阶段的电势恒电势氧化制得三维花状纳米结构金膜(3D FNGF)，该过程主要涉及金的阳极溶解、一价金的歧化、AA还原AuCl4-和金原子的返沉积。考察了氧化电势和氧化时间对纳米多孔金膜粗糙度的影响。该薄膜对AA有较高电催化活性，电催化速率常数kcat=329.38 M-1 s-1。将该薄膜用于AA的电化学传感，表现出较好的性能，例如线性范围宽(0.2μM～10.11 mM)、灵敏度高（2920μA mM-1 cm-2）、检测限低(0.11μM)、稳定性高、重复性好，并且用于实际样品的检测也取得了满意的效果。

目录

摘要

1．1 纳米材料概述

1．1．1 纳米材料的分类

1．1．2 纳米材料的特性

1．1．3 纳米材料的制备

1．1．4 电化学制备方法

1．2 金纳米材料的制备

1．2．1 金纳米粒子的制备

1．2．2 纳米多孔金的制备

1．3 金纳米材料的应用

1．3．1 传感方面的应用

1．3．2 催化方面的应用

1．3．3 生化分析方面的应用

1．4 抗坏血酸的电化学检测

1．5 论文选题依据和主要工作

第二章 阳极分散金丝制备金纳米粒子及其用于抗坏血酸的高灵敏检测

2．1 前言

2．2 实验部分

2．2．1 试剂

2．2．2 电化学检测

2．2．3 制备AuNPs和AuNPs修饰玻碳电极

2．2．4 AuNPs的表征

2．3 结果与讨论

2．3．1 电化学分散过程研究

2．3．2 分散机理

2．3．3 AuNPs／GEC电极对AA的催化氧化和传感

2．4 重复性、稳定性和实际样品检测

2．4 本章小结

第三章 金阳极氧化-化学还原两步法制备纳米多孔金膜及其对抗坏血酸的电化学传感

3．1 引言

3．2 实验部分

3．2．1 试剂与仪器

3．2．2 纳米多孔金膜电极的制备

3．2．3 电化学检测

3．3 结果与讨论

3．3．1 NPGF电极的制备与表征

3．3．2 NPGF电极对抗坏血酸的电化学行为

3．3．3 从检测电势优化和从的计时电流检测

3．3．4 稳定性、重复性和实样检测

3．4 本章小结

第四章 电化学歧化偶合化学还原法制备三维花状纳米结构金薄膜及其用于对抗坏血酸的电化学传感

4．1 引言

4．2 实验部分

4．2．1 试剂和仪器

4．2．2 制备3D FNGF电极

4．2．3 3D FNGF电极对从的电化学检测

4．3 结果与讨论

4．3．1 3D FNGF的制备与表征

4．3．2 电催化氧化AA

4．3．3 AA检测电势的优化和抗坏血酸的计时电流检测

4．3．4 3D FNGF电极的稳定性、重复性和实测

4．4 本章小结

结语

参考文献

攻读学位期间发表的论文

致谢

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