基于納米復合材料的光電化學和電化學傳感器的構建及應用.pdf

1、本文制備了CdS量子點、TiO2等納米材料，并分別與石墨烯或氯化血紅素復合，構建具有高催化性能的新型光電/電化學傳感器。使用FESEM、XRD、UV-Vis、電化學檢測等方法對納米復合材料的表面形貌、結構、光學和電化學性質進行了表征。將新型光電/電化學傳感器應用于環境污染物和H2O2的靈敏檢測，研究了對苯二胺的光伏行為以及催化機理。主要內容包括以下兩個方面：
　　1、本部分采用水熱法合成了水溶性CdS量子點，摻雜適量石墨烯（GS）

2、后制備了CdS-GS/FTO膜修飾電極。石墨烯的摻雜使CdS量子點薄膜的光電化學性能得到大幅提高。在可見光照射下，由于光電催化反應的存在，對苯二胺（PPD）在CdS-GS/FTO上的循環伏安圖呈現“S”形，這一響應被用于膜材料比例的快速優化。掃描速率和pH對PPD光伏行為的影響表明，在光輻照下盡管電化學過程的控制步驟沒有發生改變，卻有相比質子數目更多的電子可能參與到光電催化過程中。此外，光電活性的膜修飾電極被應用于對苯二胺的靈敏檢測。這

3、種光電化學傳感器在最優條件下對PPD的線性響應范圍為1.0×10-7~3.0×10-6 mol·L-1，檢出限（3S/N）為4.3×10-8 mol·L-1。本部分通過光伏方法研究了PPD在電極上的光誘導電子轉移過程，并提出了一種PPD靈敏檢測的光電化學方法。
　　2、采用火焰氣溶膠合成技術制備的 TiO2納米顆粒，與氯化血紅素（Hemin）復合，制備了具有電催化活性和光電活性的雙功能Hemin-TiO2/GCE電極。循環伏安表征

4、顯示Hemin-TiO2復合膜上清晰地顯現出Hemin的一對氧化還原峰，探討了掃描速率、電解液pH對修飾電極電化學行為的影響。Hemin-TiO2/GCE修飾電極對H2O2有良好的電催化還原活性，在3.0×10-7 mol·L-1至4.7×10-4 mol·L-1范圍內對H2O2具有良好的線性關系，檢出限（3S/N）為7.2×10-8 mol·L-1。同時，Hemin-TiO2復合膜還保留了TiO2的光電化學活性，Hemin的摻雜能夠幫