基于氧化鈰納米復合材料的制備及在電化學生物傳感器中的應用.pdf

1、生物傳感器是一門集合了生物、化學、物理、計算機、電子技術等學科相互交叉滲透發展而來的研究領域。生物傳感器具有選擇性好、操作簡單、分析速度快、和成本低等優點,并能在復雜體系中進行在線連續監測和活體分析。在臨床治療、環境監測、食品產業等領域得到了廣大科研人員的重視和廣泛應用。近年來,納米技術引發了人類認知和工業發展的革命。其中納米技術在生物傳感器中領域的發展和應用成為全世界科學家關注的熱點。將納米材料應用于生物傳感器的制備可以提高傳感器的性

2、能,特別是對無酶傳感器和超薄介孔膜的構建產生深遠和積極的影響。
　　本論文研究了基于氧化鈰的納米復合材料和具有催化性能的超薄介孔膜的制備,并通過構建電化學生物傳感器用于對甲醇、水合肼、葡萄糖、抗壞血酸、多巴胺、尿酸的檢測。具體工作如下:
　　(1)在第2章中,制備了金修飾的氧化鈰納米復合材料。TEM圖顯示金納米顆粒以直徑約為5 nm的球形結構修飾在氧化鈰表面。制備的材料對水合肼具有很高的電化學催化活性,還證明了該材料在燃料電

3、池中具有潛在的應用價值。另外,AuNPs-CeO2構建的電化學生物傳感器對水合肼的檢測具有較寬的線性范圍。在 CeO2表面固定其他的金屬納米粒子如Pt、 Pd等并對這些納米復合材料用做新型催化劑的研究將是我們實驗室下一步的工作。
　　(2)在第3章中,我們的研究內容是通過化學還原二價鈀離子在二氧化鈰表面沉積平均直徑3至5納米的鈀納米粒子以制備鈀修飾二氧化鈰納米粒子(Pd-CeO2),并研究了Pd-CeO2對不同重要化合物(如葡萄糖

4、,尿酸,抗壞血酸,多巴胺)的電化學催化活性。與單純由二氧化鈰或鈀修飾的電極相比,Pd-CeO2修飾電極對葡萄糖,尿酸,抗壞血酸,多巴胺等的氧化具有更高的催化活性。制備了一種無酶葡萄糖傳感器用于葡萄糖的高靈敏度高選擇性的檢測。另外,在尿酸,抗壞血酸,多巴胺的混合物中,可明顯觀察到三者的峰差,從而可實現同時檢測尿酸,抗壞血酸,多巴胺。Pd-CeO2修飾電極的良好性能使其在傳感器及生物傳感器設計方面有廣泛應用。
　　(3)在第4章中,我

5、們的工作內容是通過一種簡單的方法制備了Pt/Fe3O4-CeO2納米復合材料,并用該材料構建的電化學生物傳感器對甲醇在酸溶液中的電化學行為進行了研究,結果顯示Pt/Fe3O4-CeO2能顯著促進甲醇的氧化,催化效率比Pt-CeO2的高出近4倍,并且該材料的抗毒化能力和穩定性較以前報道的材料具有明顯改善。這表明該材料在直接燃料電池領域也具有很大的應用潛力。
　　(4)在第5章中,我們通過電沉積法Pd納米棒陣列修飾的溶膠—凝膠硅膜。在