近年來,電化學(xué)傳感器在環(huán)境檢測、食品安全營養(yǎng)、醫(yī)學(xué)和臨床診斷等領(lǐng)域的研究不斷深入。隨著對靈敏度、選擇性等不同需求的提高,單一的材料已難以滿足實(shí)際所需。刺激響應(yīng)性聚合物是一種可以對外界微小刺激進(jìn)行快速響應(yīng)的聚合物材料,它可以應(yīng)用于電化學(xué)領(lǐng)域,提高其選擇性并實(shí)現(xiàn)環(huán)境響應(yīng)。碳材料等導(dǎo)電性較好的材料適當(dāng)加入,可以提高復(fù)合材料的穩(wěn)定性和靈敏度。本文將碳材料、光電材料與pH敏感聚合物混合制備用于修飾電極,構(gòu)建具有pH響應(yīng)效果的電化學(xué)傳感平臺(tái),從而實(shí)現(xiàn)對不同目標(biāo)檢測物的智能檢測,具體內(nèi)容如下:（1）通過水熱法合成獨(dú)立的氧化鋅納米棒,然后通過簡單的化學(xué)浴合成氧化鋅@類沸石咪唑骨架（Zn O@ZIF-8）,再將其與殼聚糖（CS）、聚乙烯亞胺（PEI）和羧基化多壁碳納米管（MWCNTs-COOH）簡單混合作為修飾材料,修飾在玻碳電極上。通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)CS/PEI/MWCNTs-COOH/Zn O@ZIF-8復(fù)合材料修飾電極在pH=4下對抗壞血酸（AA）的檢出限為2.46μM,線性范圍為10μM～110μM和110μM～580μM。同時(shí),修飾電極具有良好的pH可逆性。（2）通過水熱法合成了沸石咪唑酯骨架（ZI... 

【文章來源】：湘潭大學(xué)湖南省

【文章頁數(shù)】：62 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

電化學(xué)傳感器原理圖

?釁髟詿罅炕?Ш臀錮?化學(xué)分析實(shí)驗(yàn)室中日常使用。1.1.3.2氣體傳感器在過去的幾十年中，隨著工業(yè)化和城市化的迅猛發(fā)展，汽車尾氣和工廠排放的大量氣體污染物已成為人類生存、發(fā)展的巨大威脅。同時(shí)，易燃易爆氣體的泄漏可能會(huì)導(dǎo)致生命損失和財(cái)產(chǎn)損失。因此，目前迫切需要通過使用氣體傳感器來實(shí)時(shí)有效地檢測那些有害氣體。在已知的半導(dǎo)體氣體傳感器中，基于半導(dǎo)體金屬氧化物的氣體傳感器具有選擇性好、響應(yīng)靈敏、便攜以及制造成本較低的優(yōu)點(diǎn)，因此在全球范圍內(nèi)得到了廣泛的研究。氣體感應(yīng)機(jī)理基本上由能帶彎曲理論解釋。圖1.2是金屬氧化物暴露在氣體氛圍前后的能級示意圖。當(dāng)O2分子被吸附在金屬氧化物的表面上時(shí)，它們將捕獲晶粒表面導(dǎo)帶中的電子，以離子形式存在。事實(shí)上，可以假定晶粒中電子的移動(dòng)會(huì)在其內(nèi)部形成空穴并且在表面積累負(fù)電荷，這會(huì)形成電子耗盡區(qū)，然后形成能帶彎曲。在晶粒之間，兩個(gè)耗盡區(qū)的合并會(huì)得到一個(gè)界面，這個(gè)界面被稱為肖特基勢壘，其大小取決于材料的電導(dǎo)率[6]。吸附的氧與檢測氣體的反應(yīng)可以改變肖特基勢壘的強(qiáng)度[7]，從而導(dǎo)致電導(dǎo)率的變化。由于能級的大小和與金屬氧化物表面反應(yīng)的分子數(shù)量有關(guān)，因此可以將傳感器電參數(shù)(即電阻、電流)的變化作為變量來監(jiān)測氣體的濃度。圖1.2金屬氧化物暴露在氣體前后的能級示意圖

湘潭大學(xué)碩士學(xué)位論文4相比，這些方法對于食品安全性和質(zhì)量評估而言是理想的。圖1.3是電化學(xué)適配體傳感器在食品和水分析方面的應(yīng)用，用來檢測細(xì)菌、病毒、藥物、霉菌毒素、農(nóng)藥、藻毒素等。圖1.3電化學(xué)適體傳感器用于食品和水分析1.1.4.2環(huán)境污染監(jiān)控中的應(yīng)用重金屬離子、有機(jī)小分子和無機(jī)污染物是一些對環(huán)境有害的化合物，由于它們的高毒性、持久性和生物蓄積性，會(huì)對生態(tài)系統(tǒng)和公眾健康產(chǎn)生許多負(fù)面影響。因此，開發(fā)能實(shí)時(shí)監(jiān)測這些有毒污染物的快速、簡單、低成本和靈敏的設(shè)備至關(guān)重要[15,16]。鎘離子(Cd2+)對水生和非水生環(huán)境中的幾乎所有活生物體都具有很高的潛在風(fēng)險(xiǎn)。同時(shí)作為非必需金屬，鎘沒有生物學(xué)作用，半衰期為12至30年。鎘在人體中的含量過高會(huì)對人體造成很多不利影響，如損害重要器官、骨質(zhì)疏松、心血管疾并基因突變、細(xì)胞毒性和細(xì)胞轉(zhuǎn)化[17-19]。自然和人為活動(dòng)，例如火山噴發(fā)、工業(yè)廢水、鎳鎘電池的焚化、污水污泥和化肥，都是向環(huán)境中吸收鎘的有效來源[20]。Cd2+的高遷移率、溶解度和生物利用度使它們從受污染的酸性土壤中大量轉(zhuǎn)移到食用植物中，進(jìn)入生態(tài)系統(tǒng)的食物鏈[18]。Cd2+離子的這些嚴(yán)重危害促使我們開發(fā)出一種有效且可行的傳感器，以確保公共安全[21]。Cd2+離子檢測已在全球范圍內(nèi)發(fā)展，但是由于大部分都需要復(fù)雜的操作，高昂的實(shí)施費(fèi)用和熟練的技術(shù)人員要求，大多數(shù)都局限于實(shí)驗(yàn)室規(guī)模。電分析技術(shù)可以克服這些障礙，研究人員可以使用電化學(xué)工具來制造用于Cd2+離子檢測的簡單、經(jīng)濟(jì)有效、具有高靈敏度的便攜式傳感器。雙酚A(BPA)是一種生活中廣泛存在的環(huán)境污染物，結(jié)構(gòu)中的酚基團(tuán)與內(nèi)分泌激素(特別是雌二醇和己烯雌酚)中的酚基團(tuán)相似，能與雌激素受體結(jié)合進(jìn)而破壞內(nèi)分泌。BPA在飲料容器、?

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]Self-assembled thermosensitive luminescent nanoparticles with peptide-Au conjugates for cellular imaging and drug delivery[J]. Xiaoyuan Zhang,Wei Liu,Haixia Wang,Xinne Zhao,Zhenfang Zhang,Gerd Ulrich Nienhaus,Li Shang,Zhiqiang Su.  Chinese Chemical Letters. 2020(03)



本文編號(hào)：3138077