發(fā)布時間：2018-01-05 06:28

  本文關鍵詞：聚吡咯修飾的金屬氧族化合物的制備、碳轉化及其類酶催化性質研究　出處：《吉林大學》2017年碩士論文　論文類型：學位論文

  更多相關文章： 納米材料 復合材料 類過氧化物酶 催化 生物傳感器

【摘要】：自1969年C.G.Overberger等人發(fā)現(xiàn)了類酶催化反應起,幾十年來,人們合成了多種人工模擬酶。和天然酶相比,人工模擬酶具有易合成、易凈化、使用溫度范圍廣等優(yōu)勢,因此在生物傳感器、化學工業(yè)、食品加工、環(huán)境科學、生物技術等領域有著廣泛的應用需求。目前,人工模擬酶體系主要包括環(huán)糊精、環(huán)芳烴、卟啉、蛋白質、超分子材料、無機納米材料等。其中,無機納米材料由于具有可調控的催化活性、極高的環(huán)境穩(wěn)定性以及較低的制備成本引起了人們的廣泛關注。例如金屬氧化物、金屬硫化物、石墨化碳納米材料等都展示出優(yōu)異的類過氧化物酶催化活性。但是,無機納米材料作為類酶反應催化劑的催化活性還有待進一步提高。最近人們發(fā)現(xiàn)通過優(yōu)化金屬氧化物或硫化物納米粒子的形貌、尺寸、組成以及表面裸露晶面結構能夠提高它們的類酶催化活性。尤其是將金屬氧化物或者硫化物與其他材料復合制備成異質結構更能發(fā)揮出復合材料各組分之間的協(xié)同作用,從而顯著地增強材料的類酶催化活性。因此,本論文主要利用靜電紡絲技術結合高溫煅燒和水熱合成方法,制備了三種導電聚合物或者碳材料修飾的金屬氧化物和金屬硫化物基復合納米材料,研究了它們的類過氧化物酶催化性質,并揭示了復合材料各組分之間的協(xié)同催化效應。我們利用這三種類酶催化反應,構筑了三種高靈敏的比色傳感器,實現(xiàn)了對過氧化氫、抗壞血酸以及苯酚的精確檢測。期待本論文的工作在環(huán)境檢測、生物傳感等領域提供重要的參考價值。本論文的研究成果主要包括以下三個部分:(1)通過靜電紡絲技術結合高溫煅燒和水熱合成方法,制備了TiO_2/Fe_2O_3/PPy復合納米纖維。該復合材料展示出優(yōu)異的類酶催化活性,其催化活性遠遠高于單獨的TiO_2和Fe_2O_3納米纖維,也高于TiO_2/Fe_2O_3復合納米纖維,說明TiO_2/Fe_2O_3/PPy復合納米纖維中三種組分之間存在協(xié)同作用。我們利用該復合納米纖維材料構筑了一種生物傳感器,實現(xiàn)了對低濃度的過氧化氫的檢測,檢測線性范圍為2-50μM,檢測限達到2.4μM(S/N=3)。(2)通過靜電紡絲技術結合水熱合成和高溫煅燒方法,制備了Fe_3O_4/氮摻雜碳(Fe_3O_4/N-C)復合納米纖維。由于Fe_3O_4固有的類酶催化活性以及兩種材料之間的協(xié)同作用,Fe_3O_4/N-C復合納米纖維表現(xiàn)出優(yōu)異的類酶催化活性。我們利用該復合納米纖維材料構筑了一種生物傳感器,實現(xiàn)了對低濃度過氧化氫和抗壞血酸的檢測。其中,對過氧化氫的檢測線性范圍為0-50μM,檢測限為0.58μM(S/N=3)。對抗壞血酸的檢測線性范圍為0-50μM,檢測限為0.04μM(S/N=3)。(3)通過兩步濕化學和水熱合成方法,制備了rGO/Cu_8S_5/PPy復合納米片材料。由于硫化銅固有的類酶催化活性以及復合材料中三種組分之間的協(xié)同作用,rGO/Cu_8S_5/PPy復合納米片材料表現(xiàn)出優(yōu)異的類酶催化活性。我們利用該復合納米片材料構筑了一種生物傳感器,實現(xiàn)了對低濃度過氧化氫和苯酚的檢測。其中,對過氧化氫的檢測線性范圍為0-20μM,檢測限為0.69μM(S/N=3)。對苯酚的檢測線性范圍為0-200μM,檢測限為1.78μM(S/N=3)。
[Abstract]:In this paper , three kinds of composite nano - materials , such as metal oxides , metal sulfides and carbon nano - materials , have been prepared by combining high - temperature calcination and hydrothermal synthesis . ( 2 ) Fe _ 3O _ 4 / N - C composite nanofibers were prepared by electrostatic spinning combined with hydrothermal synthesis and high temperature calcination .

【學位授予單位】：吉林大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：TB383.1;TQ342.94

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本文編號：1381956