敏感界面的設(shè)計(jì)對(duì)于電化學(xué)傳感響應(yīng)有著至關(guān)重要的作用。本論文以缺陷型二維納米材料為研究對(duì)象構(gòu)筑電化學(xué)敏感界面,對(duì)其微觀物性結(jié)構(gòu)及電化學(xué)傳感性能進(jìn)行研究。借助于現(xiàn)代化先進(jìn)技術(shù),如X射線光電子能譜（XPS）及X射線吸收精細(xì)結(jié)構(gòu)（XAFS）等,從原子之間的相互作用層面出發(fā),揭示重金屬離子與不同原子面之間的相互作用形式,包括化學(xué)價(jià)態(tài),原子周?chē)湮唤Y(jié)構(gòu)等,建立缺陷型納米材料活性位點(diǎn)與電化學(xué)傳感機(jī)制的構(gòu)效關(guān)系。此外,本論文對(duì)一直困擾人們的電化學(xué)檢測(cè)干擾問(wèn)題進(jìn)行了探索,充分展示電子誘導(dǎo)干擾效應(yīng)機(jī)制�；诖�,本論文的主要研究?jī)?nèi)容包含以下幾個(gè)方面:（1）設(shè)計(jì)制備一種缺陷型單晶（001）晶面暴露的TiO2納米片,并用于高靈敏電化學(xué)檢測(cè)重Hg（Ⅱ）。研究表明氧空位與三價(jià)Ti3+調(diào)節(jié)缺陷的TiO2納米片電子狀態(tài)及電化學(xué)傳感性能。我們通過(guò)X射線光電子能譜（XPS）、拉曼光譜、電子順磁共振（ESR）、以及紅外光譜（FTIR）證明了表面氧空位與三價(jià)Ti3+的存在。擴(kuò)展X射線吸收精細(xì)結(jié)構(gòu)（EXAFS）結(jié)果分析演示了氧空位參與催化電化學(xué)檢測(cè)過(guò)程:氧空位吸附O2分子,同時(shí)Ti3+提供一個(gè)電子,形成O2·-,為重金屬離子提供... 

【文章來(lái)源】：中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)安徽省 211工程院校 985工程院校

【文章頁(yè)數(shù)】：140 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【部分圖文】：

圖１．１吸附型納米材料對(duì)電化學(xué)檢測(cè)靈敏度提升的機(jī)理示意圖［２３］??２??

?在過(guò)去的幾十年里，納米材料被廣泛的用于電化學(xué)檢測(cè)領(lǐng)域，這是由其電化??學(xué)檢測(cè)靈敏度提升機(jī)理所導(dǎo)致的，如圖１．１所示。當(dāng)ＧＣＥ表面沒(méi)有修飾納米材??料時(shí)，僅僅只有少量的金屬離子（例如Ｐｂ（ＩＩ））擴(kuò)散到電極表面發(fā)生還原－再氧化??的過(guò)程。而當(dāng)有納米材料修飾電極時(shí)，納米材料具有吸附性能，能夠抓捕溶液中??的待測(cè)物金屬離子，這樣，就會(huì)導(dǎo)致較多的金屬離子擴(kuò)散到電極表面，之后發(fā)生??還原－再氧化的過(guò)程。而當(dāng)納米材料的吸附性能較強(qiáng)時(shí)，在溶液中抓捕重金屬離??子的能力增強(qiáng)，這樣就會(huì)有更多的待測(cè)物金屬離子擴(kuò)散到電極表面發(fā)生氧化還原??反應(yīng)。??１．４．１基于吸附型納米材料的吸附－檢測(cè)??基于納米材料的吸附性能以及電化學(xué)檢測(cè)靈敏度提升原理，大量的納米材料??被用于電化學(xué)檢測(cè)中，改善其電化學(xué)檢測(cè)性能在納米材料的制備中，研宄??人員通過(guò)各種各樣的方法制備不同形貌的納米材料

羥基氧化物由于具有較強(qiáng)的吸附性能，也別用于電化學(xué)檢測(cè)中。例如Ｙ－??Ａ１００Ｈ?（勃姆石）與Ｓｉ０２／Ｆｅ３０４多孔磁性微球在電化學(xué)檢測(cè)水中重金屬離子表現(xiàn)??出優(yōu)越的性能，不僅如此，在水中也能同時(shí)檢測(cè)重金屬離子，如圖１．３所示［２９］。??在電化學(xué)檢測(cè)中，不同的離子間沒(méi)有表現(xiàn)出相互干擾的現(xiàn)象。且對(duì)五種不同重金??屬離子（Ｚｎ（ＩＩ）、Ｃｄ（ＩＩ）、Ｐｂ（ＩＩ）、Ｃｕ（ＩＩ）及Ｈｇ（ＩＩ））檢測(cè)限均比世界衛(wèi)生組織（ＷＨＯ?）??規(guī)定的檢測(cè)限要低。??關(guān)祖??圖１．３Ｙ－Ａ１００Ｈ＠Ｓｉ０２／Ｆｅ３０４多孔磁性微球的（ａ）?ＳＥＭ形貌圖及（ｂ）同時(shí)檢測(cè)重金屬離??子效果圖［２９］??一些半導(dǎo)體金屬氧化物在電化學(xué)檢測(cè)中也表現(xiàn)出獨(dú)特的性質(zhì)。Ｓｎ０２就是這??樣一種典型的半導(dǎo)體材料。由于其較寬的禁帶寬度及較差的導(dǎo)電性，Ｓｎ０２納米??顆粒與還原石墨烯（ｒＧＯ）復(fù)合，用于Ｃｄ（ＩＩ）、Ｐｂ（ＩＩ）、Ｈｇ（ＩＩ）等離子的同時(shí)檢測(cè)??［３０］。如圖１．４所示，左邊為ＳｎＣｈ／ｒＧＯ的ＴＥＭ圖，右邊為同時(shí)檢測(cè)五種重金屬??離子的ＳＷＡＳＶ響應(yīng)圖，利用納米顆粒在小尺度下的吸附性能及ｒＧＯ良好的導(dǎo)??電性，達(dá)到了優(yōu)異的電化學(xué)檢測(cè)效果。??－１－２?？０＇８ｐｏ０ｔｅ４ｎｔｉ°ｌ？ｖ０－４?°－８??圖１．４Ｓｎ〇２／ｒＧＯ的（左邊）ＴＥＭ圖及（右邊）ＳＷＡＳＶ檢測(cè)圖??總之，研宄員利用吸附－檢測(cè)這一原理，制備了各種各樣的具有吸附性能的??納米材料


本文編號(hào)：2945127