金纳米粒子修饰电极的制备及其在肾上腺素与葡萄糖电化学分析中的应用

摘要

近些年来，金属纳米粒子修饰电极已经吸引了非常多的积极性的关注。表面修饰有金属纳米粒子的电极可以通过电化学以及化学方法表征应用，因此，制备好的电极表面已经成功应用于电化学催化。为了充分利用金属纳米粒子的这些特性，基底是很必要的;而其另一个特性-导电性通常用于将金属纳米粒子修饰在电极表面，从而实现在电子通讯上的应用。将纳米材料固定在电极表面是修饰电极领域很重要的一步，很多方法可以实现在电极表面制备纳米粒子。即使修饰的过程和方法略微有所不同，修饰电极都会展示出不同的电化学和电催化特性。因此，探索不同的纳米电极材料和新颖的纳米粒子附着方法是很必要的。
　　本论文中，我们主要阐述了电化学沉积法和种子生长法制备金纳米粒子修饰电极的过程，以及以金纳米粒子修饰电极为基底电化学分析肾上腺素和葡萄糖。其具体内容如下:
　　（一）介绍了电沉积方法制备类Au(111)纳米阵列及半胱氨酸修饰的金纳米阵列的过程，重点在于运用制备的基底电化学检测肾上腺素。而创新点在于使用了表面活性剂，增加了修饰电极的电化学活性，降低了检测限，实现了对肾上腺素的选择性检测。
　　（二）详细介绍了利用种子生长法制备金纳米粒子修饰电极的过程，首先利用电化学中的计时电流法在空白ITO表面镀一层金核，即为“金种”;然后将吸附有金种的ITO浸泡于生长液中，实现种子的生长，通过浸泡时间的长短实现了金纳米粒子可控的生长。通过电化学和光谱学手段对其进行了表征，该电极在电化学催化、表面增强拉曼光谱基底制备等方面都显示了良好的应用性。
　　（三）研究内容则集中于利用制备的金纳米粒子修饰电极作为基底，实现对葡萄糖的电化学检测。由于修饰电极本身的晶面特点，不仅对葡萄糖的电化学氧化具有良好的催化活性，而且电极具有较好的抗干扰能力，可以实现对葡萄糖的选择性检测。而这对于无酶葡萄糖传感器是非常重要的特性。

目录

摘要

第一章 绪论

1．1 拉曼光谱简介

1．1．1 拉曼光谱的概述

1．1．2 拉曼光谱学的应用与发展

1．2 表面增强拉曼光谱简介

1．2．1 表面增强拉曼光谱的理论基础

1．2．2 表面增强拉曼光谱的应用

1．3 金纳米粒子修饰电极在电化学中的应用

1．3．1 金纳米粒子的简介

1．3．2 金纳米粒子修饰电极在电化学研究中的应用

1．4 电化学研究方法

1．4．1 循环伏安法

1．4．2 线性扫描伏安法

1．5 本工作研究内容及意义

1．5．1 本工作研究的主要内容

1．5．2 本研究工作的意义

第二章 半胱氨酸修饰的金纳米粒子阵列电极对肾上腺素的电化学检测

2．1 引言

2．2 实验部分

2．2．1 实验所用仪器与实验参数

2．2．2 实验所用试剂

2．2．3 金纳米修饰电极的制备

2．3 结果与讨论

2．3．1 类Au(111)纳米阵列修饰ITO电极的电化学表征

2．3．2 半胱氨酸修饰电极在SDS存在下对EP的电化学检测

2．3．3 修饰电极的表面形态

2．3．4 扫速对于EP在循环伏安扫描过程中的影响

2．3．5 溶液pH的影响

2．3．6 在生理学pH下，修饰电极对EP的测定

2．3．7 修饰电极对EP的选择性检测

2．4 实验结论

第三章 种子生长法在ITO表面制备金纳米粒子及其表征

3．1 引言

3．2 实验部分

3．2．1 实验所用仪器与实验参数

3．2．2 实验所用试剂

3．2．3 种子生长法制备金纳米粒子修饰电极

3．3 结果与讨论

3．3．1 ITO表面金纳米粒子纳米结构的SEM表征

3．3．2 金纳米粒子修饰电极的电化学表征

3．3．3 ITO表面金纳米粒子的SERS活性研究

3．4 实验结论

第四章 种子生长法制备的金纳米粒子修饰电极对葡萄糖的电化学检测

4．1 引言

4．2 实验过程

4．2．1 实验所用仪器与实验参数

4．2．2 实验所用试剂

4．2．3 种子生长法制备金纳米粒子修饰电极

4．3 结果与讨论

4．3．1 ITO／Au NPs电极上葡萄糖电化学氧化行为的研究

4．3．2 不同扫速下葡萄糖在修饰电极表面的电化学行为

4．3．3 利用伏安法检测葡萄糖

4．3．4 金纳米粒子修饰电极对葡萄糖的选择性检测

4．4 实验结论

参考文献

攻读学位期间取得的研究成果

致谢

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