本文關(guān)鍵詞：基于Cu、CuO一維材料構(gòu)建硝酸根、葡萄糖傳感器的研究

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【摘要】：銅材料具有優(yōu)異的導(dǎo)電能力和電催化性能而在電化學(xué)傳感器領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。本論文針對(duì)目前銅基材料構(gòu)建硝酸根離子傳感器和無酶葡萄糖傳感器存在的一些問題,首次設(shè)計(jì)了一種銅納米線自支撐電極,該電極對(duì)硝酸根離子的傳感同時(shí)具有極寬的線性范圍和較低檢出限。同時(shí),應(yīng)用該自支撐電極檢測(cè)葡萄糖實(shí)現(xiàn)了極寬的線性范圍和超高的靈敏度。主要工作如下:一、采用過濾-干燥法制備銅納米線自支撐膜,通過在氬氣中焙燒自支撐膜制得銅納米線自支撐電極,并用XRD、SEM對(duì)自支撐電極進(jìn)行了物相、形貌表征,CV、LSV、DPV等對(duì)自支撐電極進(jìn)行了電化學(xué)表征與測(cè)試。結(jié)果表明,不同焙燒溫度下制備得到的銅納米線自支撐電極的電化學(xué)活性面積:Cu-600Cu-700Cu-800。Cu-600電極檢測(cè)硝酸根離子不但具有很低的檢出限(1.34μM),其靈敏度(即1.375μA/μM)和線性響應(yīng)范圍(即8~5864μM)大大高于文獻(xiàn)報(bào)到的基于銅材料的傳感器。二、采用模板-干燥法制備了不同密度的銅納米線自支撐膜,通過在氬氣中600℃焙燒自支撐膜制得銅納米線自支撐電極,研究了自支撐電極在無酶葡萄糖傳感器領(lǐng)域的潛在應(yīng)用。結(jié)果表明,自支撐電極對(duì)葡萄糖的檢測(cè)表現(xiàn)出優(yōu)異的性能:靈敏度為0.8μA/μM,檢出限為0.69μM,線性范圍為2.8-7135μM。該傳感器的綜合性能優(yōu)于文獻(xiàn)報(bào)到的基于金屬銅單質(zhì)為電催化劑的傳感器,并且對(duì)AA、AP、Cl-表現(xiàn)出良好的抗干擾能力,對(duì)人體血清樣本的檢測(cè)具有較高的準(zhǔn)確性。三、將銅納米線自支撐電極在堿性條件下陽極氧化,然后焙燒制備了CuO納米線電極,研究該電極檢測(cè)葡萄糖的性能。結(jié)果表明,該傳感器具有較低檢出限(0.96μM)、高的靈敏度(0.7μA/μM)和寬的線性范圍(3μM~7135μM),其中靈敏度、線性范圍優(yōu)于大部分文獻(xiàn)所報(bào)道的基于CuO材料構(gòu)建無酶葡萄糖傳感器。該傳感器對(duì)AA、AP、Cl-具有較好的抗干擾能力,對(duì)血清中葡萄糖的檢測(cè)具有較高的準(zhǔn)確性。
【關(guān)鍵詞】：銅納米線 自支撐電極 硝酸根離子 葡萄糖 傳感器
【學(xué)位授予單位】：浙江工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：O657.1;TP212
【目錄】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-13
• 第一章 文獻(xiàn)綜述13-26
• 1.1 引言13-14
• 1.2 硝酸鹽的檢測(cè)方法14-18
• 1.2.1 分光光度法測(cè)定硝酸鹽14-15
• 1.2.2 分子發(fā)光法測(cè)定硝酸鹽15
• 1.2.3 光譜法測(cè)定硝酸鹽15-16
• 1.2.4 電化學(xué)法測(cè)定硝酸鹽16-18
• 1.3 電化學(xué)葡萄糖傳感器18-24
• 1.3.1 葡萄糖酶?jìng)鞲衅?/span>18-21
• 1.3.1.1 第一代葡萄糖酶?jìng)鞲衅?/span>18-19
• 1.3.1.2 第二代葡萄糖酶?jìng)鞲衅?/span>19-20
• 1.3.1.3 第三代葡萄糖酶?jìng)鞲衅?/span>20-21
• 1.3.2 無酶葡萄糖傳感器的發(fā)展21-24
• 1.3.2.1 基于Pt、Au材料構(gòu)建無酶葡萄糖傳感器的研究22
• 1.3.2.2 基于C材料構(gòu)建無酶葡萄糖的研究22-23
• 1.3.2.3 基于Cu材料構(gòu)建無酶葡萄糖的研究23-24
• 1.4 本論文目的和意義24
• 1.5 本論的主要研究?jī)?nèi)容24-26
• 第二章 實(shí)驗(yàn)試劑、儀器檢測(cè)技術(shù)及表征26-32
• 2.1 實(shí)驗(yàn)試劑26-27
• 2.2 實(shí)驗(yàn)儀器27
• 2.3 檢測(cè)技術(shù)與表征27-32
• 2.3.1 X射線衍射表征28
• 2.3.2 掃描電子顯微鏡（SEM）表征28
• 2.3.3 紫外可將光譜儀測(cè)試28-29
• 2.3.4 電化學(xué)測(cè)試29-32
• 2.3.4.1 線性掃描伏安法29
• 2.3.4.2 循環(huán)伏安法29-30
• 2.3.4.3 示差脈沖伏安法30-31
• 2.3.4.4 交流阻抗測(cè)試31
• 2.3.4.5 恒電位計(jì)時(shí)電流法測(cè)試31-32
• 第三章 基于銅納米線的硝酸根離子傳感器32-56
• 3.1 引言32-33
• 3.2 實(shí)驗(yàn)部分33-35
• 3.2.1 試劑及儀器33
• 3.2.2 銅納米線自支撐電極的制備33-34
• 3.2.3 電化學(xué)測(cè)試34
• 3.2.4 紫外可見光譜法測(cè)定水中的硝酸根離子34-35
• 3.3 結(jié)果與討論35-54
• 3.3.1 不同焙燒溫度對(duì)銅納米線自支撐電極的影響35-39
• 3.3.1.1 不同焙燒溫度對(duì)銅納米線自支撐電極結(jié)構(gòu)的影響35-37
• 3.3.1.2 銅納米線自支撐電極的電化學(xué)活性面積表征37-39
• 3.3.2 銅納米線自支撐電極對(duì)硝酸根離子電催化還原的研究39-42
• 3.3.2.1 不同焙燒溫度下的自支撐電極對(duì)硝酸根的的電催化還原39-41
• 3.3.2.2 銅納米線自支撐電極對(duì)硝酸根離子電催化還原的動(dòng)力學(xué)研究41-42
• 3.3.3 pH對(duì)自支撐電極電翠環(huán)還原硝酸根離子的影響42-43
• 3.3.4 應(yīng)用銅納米線自支撐電極測(cè)定水中的硝酸根離子（LSV）43-46
• 3.3.5 DPV法測(cè)定水中的硝酸根離子46-49
• 3.3.6 選擇性研究49-51
• 3.3.7 重現(xiàn)性與穩(wěn)定性研究51-53
• 3.3.8 實(shí)樣檢測(cè)53-54
• 3.4 本章小結(jié)54-56
• 第四章 基于銅納米線的葡萄糖傳感器56-72
• 4.1 前言56-57
• 4.2 實(shí)驗(yàn)部分57-58
• 4.2.1 試劑及儀器57
• 4.2.2 工作電極的制備57
• 4.2.3 電化學(xué)測(cè)試57-58
• 4.3 結(jié)果與討論58-71
• 4.3.1 銅納米線自支撐對(duì)葡萄糖電氧化的研究58-61
• 4.3.2 NaOH濃度對(duì)檢測(cè)葡萄糖的影響61-62
• 4.3.3 掃描速率對(duì)銅納米線自支撐電極電氧化葡萄糖的影響62-63
• 4.3.4 銅納米線自支撐電極的密度對(duì)傳感葡萄糖的影響63-64
• 4.3.5 銅納米線自支撐電極測(cè)定葡萄糖64-69
• 4.3.5.1 應(yīng)用CV法測(cè)定葡萄糖64-65
• 4.3.5.2 應(yīng)用計(jì)時(shí)電流法測(cè)定葡萄糖65-69
• 4.3.6 選擇性研究69-70
• 4.3.7 重現(xiàn)性、穩(wěn)定性研究70
• 4.3.8 實(shí)樣檢測(cè)70-71
• 4.4 本章小結(jié)71-72
• 第五章 基于氧化銅納米線的葡萄糖傳感器72-88
• 5.1 前言72
• 5.2 實(shí)驗(yàn)部分72-73
• 5.2.1 試劑及儀器72-73
• 5.2.2 氧化銅納米線電極的制備73
• 5.2.3 電化學(xué)測(cè)試73
• 5.3 結(jié)果與討論73-87
• 5.3.1 氧化銅納米線電極的形貌、物相表征73-75
• 5.3.2 CuO納米線電極的交流阻抗測(cè)試75-76
• 5.3.3 氧化銅納米線電極對(duì)葡萄糖的電氧化研究76-79
• 5.3.4 NaOH濃度對(duì)CuO納米線電極電氧化葡萄糖的影響79-80
• 5.3.5 應(yīng)用CuO納米線電極測(cè)定葡萄糖80-84
• 5.3.5.1 電位的優(yōu)化80-81
• 5.3.5.2 計(jì)時(shí)電流檢測(cè)葡萄糖81-84
• 5.3.6 選擇性研究84-86
• 5.3.7 重復(fù)性、穩(wěn)定性研究86
• 5.3.8 實(shí)樣檢測(cè)86-87
• 5.4 本章小結(jié)87-88
• 第六章 結(jié)論與展望88-90
• 6.1 結(jié)論88-89
• 6.2 展望89-90
• 參考文獻(xiàn)90-100
• 簡(jiǎn)介100-101
• 致謝101

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