【摘要】：本論文通過改進(jìn)檸檬酸配位燃燒法制備了納米片層材料Cu_(1.0)Mn_(3.2)O_(7.0),石墨烯囊狀復(fù)合材料Zr_(1.00)Mo_(2.37)O_(9.11)-GO和中空六邊形的Zn_(1.00)La_(0.86)O_(3.58)復(fù)合材料,并基于上述材料分別構(gòu)筑了對(duì)過氧化氫(H_2O_2)、亞硝酸根(NO_2~-)和綠原酸(Chlorogenic acid)的非酶電化學(xué)傳感器。主要研究?jī)?nèi)容如下:(1)通過改良的檸檬酸配位燃燒法制備了片狀Cu_(1.0)Mn_(3.2)O_(7.0)納米復(fù)合材料,采用掃描電鏡(SEM)、透射電鏡(TEM)、X-射線光電子能譜(XPS)確定了材料的形貌與組成。以殼聚糖為分散劑和成膜劑將Cu_(1.0)Mn_(3.2)O_(7.0)修飾于玻碳電極表面制備了修飾電極。電化學(xué)表征實(shí)驗(yàn)證明,Cu_(1.0)Mn_(3.2)O_(7.0)顯著改善了電極的導(dǎo)電能力。將此修飾電極(CS/Cu_(1.0)Mn_(3.2)O_(7.0)/GCE)應(yīng)用于H_2O_2的檢測(cè),結(jié)果顯示,修飾的Cu_(1.0)Mn_(3.2)O_(7.0)對(duì)H_2O_2具有良好的電催化性能。在最佳條件下,計(jì)時(shí)電流信號(hào)與H_2O_2濃度在1.0 nM-10.0 mM范圍內(nèi)呈現(xiàn)良好的線性關(guān)系,靈敏度為0.689μA/(μmol/L),檢測(cè)限達(dá)到0.77 nmol/L(S/N=3)。并且,此傳感器具有良好的穩(wěn)定性和抗干擾能力,能夠用于黑色素瘤細(xì)胞代謝產(chǎn)物的H_2O_2含量和血清中H_2O_2含量檢測(cè),回收率在99.4%-102.5%之間。(2)通過水熱法和檸檬酸配位燃燒法制備了囊狀鉬鋯氧化物-氧化石墨烯(Zr_(1.00)Mo_(2.37)O_(9.11)-GO)復(fù)合材料。并采用掃描電鏡、能量色散光譜(EDS)和X-射線衍射(XRD)對(duì)材料的形貌、組成和結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征。以殼聚糖為分散劑和成膜劑將Zr_(1.00)Mo_(2.37)O_(9.11)-GO修飾于玻碳電極表面制備了修飾電極。電化學(xué)表征實(shí)驗(yàn)表明,電還原后的修飾電極(CS/Zr_(1.00)Mo_(2.37)O_(9.11)-rGO/GCE)能顯著提高電極的導(dǎo)電能力。將Zr_(1.00)Mo_(2.37)O_(9.11)-rGO應(yīng)用于NO_2~-的測(cè)定,結(jié)果顯示,Zr_(1.00)Mo_(2.37)O_(9.11)-rGO對(duì)NO_2~-的氧化過程具有明顯的電催化作用。在最佳條件下,微分脈沖氧化信號(hào)與NO_2~-濃度在0.010μM-0.10μM和0.10μΜ-10.0 mM分段呈現(xiàn)良好的線性關(guān)系,靈敏度分別為0.381μA/(μmol/L)和0.007μA/(μmol/L)。根據(jù)3S/N,檢測(cè)限達(dá)到1.87 nmol/L,50倍濃度的常見干擾物質(zhì)對(duì)NO_2~-的檢測(cè)不產(chǎn)生影響。將傳感器應(yīng)用于腌制食品實(shí)際樣中NO_2~-的檢測(cè),回收率為98.1%-102.1%,表明該傳感器具有良好的可靠性。(3)基于檸檬酸配位燃燒法,通過調(diào)節(jié)聚丙烯酰胺濃度合成了多種幾何外形鑭鋅氧化物材料。通過掃描電鏡、X-射線衍射對(duì)材料的形貌、組成和結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征。在成膜劑(殼聚糖)的幫助下制備了修飾電極(CS/Zn_(1.00)La_(0.86)O_(3.58)/GCE),并考察了產(chǎn)物形貌對(duì)導(dǎo)電能力和檢測(cè)能力的影響,篩選出具有中空六邊形結(jié)構(gòu)的復(fù)合材料,并以此構(gòu)筑了對(duì)綠原酸的非酶電化學(xué)傳感器。在最佳條件下,修飾電極的微分脈沖氧化信號(hào)與綠原酸濃度在0.020μM-0.10μM和0.10μΜ-0.80 mM分段呈現(xiàn)良好的線性關(guān)系,靈敏度分別為0.778μA/(μmol/L)和0.0096μA/(μmol/L)。檢測(cè)限達(dá)到9.96 nmol/L(S/N=3),并且該傳感器具有很好的抗干擾能力,能夠準(zhǔn)確測(cè)定金銀花中綠原酸的含量。
【學(xué)位授予單位】：閩南師范大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TP212.2;O657.1;TB33
【圖文】：

取適量的復(fù)合材料產(chǎn)物，超聲分散成 1.0 g/L 的水懸浮液，并將制得的懸浮液與等體積的 0.30wt% 殼聚糖 1:1 混合，超聲混合均勻后。準(zhǔn)確移取 10.0μL 的混合液滴涂在經(jīng)過拋光、清洗、干燥后的玻碳電極表面，室溫干燥 24 h 后得修飾電極（CS/CuMnO-1/GCE）。用同樣的方法制備 CS/CuMnO-2/GCE；CS/CuMnO-3/GCE；CS/CuMnO-4/GCE；CS/CuMnO-5/GCE；CS/GCE 和 GCE 電極。2.2.4 對(duì) H2O2的電化學(xué)檢測(cè)及相關(guān)參數(shù)

圖 2.2 Cu-Mn 氧化物的 SEM 圖（A）； Cu-Mn 氧化物的 SAED 圖（B）；CuMn 氧化物低分辨 TEM 圖（C）；Cu-Mn 氧化物高分辨 TEM 圖（D）。通過掃描電子顯微鏡（SEM）、透射電子顯微鏡（TEM）和 X 射線光電子能譜（XPS）對(duì)合成產(chǎn)物的形貌和元素組成進(jìn)行表征。圖 2.2A 為最終產(chǎn)物的 SEM表征圖，由圖可知，最終產(chǎn)物是由多層片狀材料堆疊而成，單片材料的厚度約為10 nm；從圖 2.2C 的透射電鏡圖中，依然可以看到與圖 2.2A 一致的堆疊形貌，單層材料的厚度均在 10nm 以內(nèi)。更有趣的是，通過測(cè)量，圖中兩層片狀材料的總厚度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過 20nm，這一現(xiàn)象說明，層與層之間存在縫隙，這一現(xiàn)象與實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的初衷相符合。在煅燒過程中，檸檬酸分解釋放的氣體撐開了整個(gè)網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)同時(shí)維持了材料片狀的形貌。圖 2.2D 展示了 Cu-Mn 材料的晶格，其晶格間距為0.267 nm[28]。為了探究改良后檸檬酸配位燃燒法的普適性，采用同樣的方法，通過更換金

在實(shí)驗(yàn)過程中，當(dāng)檸檬酸溶液中存在金屬鹽時(shí)，隨著溶劑的蒸發(fā)，反應(yīng)體系會(huì)發(fā)生溶膠-凝膠的轉(zhuǎn)變。當(dāng)反應(yīng)溫度高于 80℃時(shí)，檸檬酸膠體會(huì)發(fā)生分解，產(chǎn)生大量氣泡，體積也隨之膨脹。如果只用檸檬酸進(jìn)行反應(yīng)，即使溫度高于 100℃，上述現(xiàn)象也不會(huì)出現(xiàn)。隨著溶劑的蒸發(fā)，檸檬酸還是以固體的形式存在，不會(huì)通過偶聯(lián)反應(yīng)生成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。這一現(xiàn)象證明，在該反應(yīng)體系中，檸檬酸既是骨架材料，也是金屬的配位體，金屬離子能夠催化檸檬酸骨架的形成，二者缺一不可。

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本文編號(hào)：2750103