本文關(guān)鍵詞：鎂摻雜及電化學(xué)還原對二氧化鈦納米結(jié)構(gòu)生物傳感器電極性能影響的研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：I引言對生物大分子進(jìn)行具體簡單,快速低成本,且具有高靈敏度的測定是目前研究的熱點(diǎn)。電化學(xué)生物傳感器的健康監(jiān)測有助于診斷和疾病檢測。利用酶吸附引導(dǎo)生物傳感器電極之間的直接電子轉(zhuǎn)移已被公認(rèn)為是影響傳感器性能的關(guān)鍵因素。電極對H2O2電化學(xué)生物傳感器的性能起著至關(guān)重要的作用,包括電極的選擇功能,電極材料,其表面改性,如尺寸,結(jié)構(gòu)參數(shù)和摻雜,均顯著影響其傳感能力。納米材料廣泛應(yīng)用在各個(gè)領(lǐng)域,包括生物傳感器,而納米材料可以顯著提高器件的效率。二氧化鈦(TiO2)是研究最多的一種金屬氧化物材料。這種材料由于其良好的性能,廣泛應(yīng)用于染料敏化太陽能電池,光電解細(xì)胞,光催化劑和生物醫(yī)藥等領(lǐng)域。二氧化鈦(TiO2)具有良好的酶吸附能力,并有利于有更多的酶吸附量并提高其電子轉(zhuǎn)移效率。其中,納米TiO2由于良好的蛋白吸附能力和生物相容性,成為一個(gè)最好的選擇。本研究中,采用二氧化鈦(TiO2)納米結(jié)構(gòu)作為H2O2生物傳感器電極的改性材料。選擇純度為99.99%和0.1毫米厚度的鈦(Ti)箔的基板。同時(shí),在電化學(xué)檢測過程中,辣根過氧化物酶作為選擇的模型酶修飾在電極上。通過物理吸附的方法,Nafion溶液被用來固定酶和提高其生物相容性。在實(shí)驗(yàn)過程中,首先制備出納米TiO2改性的電極,然后采用生物傳感器按標(biāo)準(zhǔn),進(jìn)行生物傳感器電極組裝,即用環(huán)氧樹脂將非工作區(qū)域封閉,之后將HRP溶液滴在電極上,自然晾干后將HRP修飾在納米改性電極上。最后,滴上Nafion溶液以保護(hù)酶維持在電極上。將得到的Nafion/HRP/TiO2納米結(jié)構(gòu)Ti基板的電極用去離子水清洗后置于4℃冰箱中保存。本文提供的設(shè)計(jì)和摻雜納米二氧化鈦的生物傳感器,能夠提高傳感器的性能,降低其最低檢測限,H2O2濃度線性范圍寬,靈敏度高,穩(wěn)定。II實(shí)驗(yàn)TiO2納米點(diǎn)改性電極制備：利用分相自組裝法在Ti基板上制備了了TiO2納米點(diǎn)薄膜。以H2O：鈦酸丁酯：acac的摩爾比了為1：1：0.3配置10μL的前驅(qū)體溶膠。取30μL前驅(qū)體溶膠旋旋涂(7500rpm/50s)到Ti基板上,然后在空氣中進(jìn)行煅燒(500℃/90min)。為了研究納米點(diǎn)薄膜微觀結(jié)構(gòu)對電極性能的影響,通過改變前驅(qū)體溶膠TBOT濃度調(diào)控納米點(diǎn)薄膜不同組織(0.1 mol/L為Tnd-1,0.2 mol/L tnd-2和0.25 mol/L為tnd-3)。場發(fā)射掃描電子顯微鏡(FESEM)用來表征了TiO2納米點(diǎn)結(jié)構(gòu)�？梢杂^察到前驅(qū)體溶膠TBOT濃度對TiO2納米點(diǎn)的密度和大小有顯著的影響。TiO2納米點(diǎn)平均直徑分別為：59 nm,107 nm,134nm。TiO2納米點(diǎn)的密度分別為：TiO2納米點(diǎn)的比表面積分別為：因此,隨著前驅(qū)體溶膠TBOT的濃度的增加,納米點(diǎn)的平均分布密度下降,而平均直徑和比表面積增加。電化學(xué)性能測定：采用電化學(xué)工作站(chi660d)用來檢測其傳感性能。利用三電極系統(tǒng)：飽和甘汞電極是作為參考電極,鉑電極作為對電極,納米點(diǎn)薄膜作為工作電極。采用循環(huán)伏安法研究其電化學(xué)行為。對掃描速度和檢測電流的關(guān)系作了研究。隨著掃描速率的增大,氧化還原峰電流呈線性增加。同時(shí),也觀察到峰與峰的分離也越來越明顯。這實(shí)際上是由于HRP和電極之間的直接電子轉(zhuǎn)移。在較慢的掃描速率時(shí)峰與峰之間的間隔為0,這是由于氧化還原中心被吸附在電極上,且擴(kuò)散不發(fā)揮作用。這些實(shí)驗(yàn)結(jié)構(gòu)顯示氧化還原峰增加是由于基本上固定的HRP產(chǎn)生的電化學(xué)反應(yīng)。此外,這些結(jié)果表明,HRP和TiO2納米點(diǎn)/鈦電極發(fā)生直接電子轉(zhuǎn)移之間。也就是說,實(shí)現(xiàn)了通過固定酶誘導(dǎo)直接電子轉(zhuǎn)移。利用安培法檢測上述電極的不同傳感器性能。有許多實(shí)驗(yàn)參數(shù)對傳感器性能的影響,如施加電壓、PBS溶液的pH值。為實(shí)現(xiàn)最佳的生物傳感器性能,對這些變量進(jìn)行了優(yōu)化,即施加電壓從0.3到0.9 V的范圍內(nèi),固定磷酸緩沖溶液PBS的pH值為7,并利用三電極進(jìn)行測試,通過重復(fù)每個(gè)實(shí)驗(yàn)的三次取平均值。發(fā)現(xiàn)在施加電壓為0.8V時(shí)實(shí)現(xiàn)最佳的電流響應(yīng),利用不同的PH值從5到8測試了三電極的性能。通過對比其他PH條件下電流的響應(yīng),每次最佳的添加H2O2溶液量為200.1M PBS(pH=7),施加電壓為0.8V作為優(yōu)化后的測試條件。圖4a顯示了典型的安培法檢測曲線,對于不同的電極,0.1M PBS(pH=7)溶液中0.8 V可作為優(yōu)化操作電位。通過對TiO2納米點(diǎn)薄膜電極修飾可以提高其性能。Ⅲ實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論(a)TiO2納米點(diǎn)改性電極采用不同密度的TiO2納米點(diǎn)改性電極TND-1,TND-2和TND-3,它們的靈敏度分別為349.1,404.8和897.8 μA.mM/cm2.電極Tnd-3表現(xiàn)出最佳的靈敏度和檢測限。這可能歸因于TND-3電極最大的比表面積可以用來固定酶。而且,Tnd-3具有最低檢測限：0.26μm,線性范圍1-850毫米,米氏常數(shù)為1.27毫米。米氏常數(shù)是通過Lineweaver-Burk方程計(jì)算出來的,因?yàn)殛P(guān)鍵可測參數(shù)與蛋白酶的工作狀態(tài)相關(guān)。米氏常數(shù)為1.27毫米,相比1.32毫米和1.3毫米均要小。這意味著,該酶在低濃度H202可以獲得與Tnd-3/Ti電極更好的催化效率。電極的選擇性和穩(wěn)定性是則由循環(huán)安培法進(jìn)行測試。電極的選擇性和抗干擾性同樣也在20 H2O2條件下進(jìn)行測試,因?yàn)槠潆姌O電流的反應(yīng)最快速和最強(qiáng)。當(dāng)加入100μmm尿酸或者抗壞血酸(AA)和葡萄糖時(shí),未發(fā)現(xiàn)干擾電流產(chǎn)生的,這表明生物傳感器具有良好的抗干擾性和高選擇性。在穩(wěn)定性方面,利用循環(huán)伏安法對電極的性能做了長時(shí)間的循環(huán)測試。改性的生物傳感器在40C被保存28天后,在相同的條件下測定的生物傳感器的性能,電流幾乎保持不變(84.5%),而保存10天后的性能可以達(dá)到最初的。結(jié)果表明,TiO2納米點(diǎn)改性電極可以作為一種穩(wěn)定的生物傳感器應(yīng)用。(b)摻Mg的TiO2納米點(diǎn)改性電極本研究中,Mg離子由于其與蛋白質(zhì)或酶具有良好的親和性,作為摻雜元素被用來摻雜進(jìn)入TiO2納米點(diǎn),進(jìn)一步提高電極性能。Mg摻雜同樣通過旋涂和煅燒過程制備。以六水氯化鎂乙醇溶液制備的前驅(qū)體溶膠、乙酰丙酮(AcAc),聚乙烯吡咯烷酮(PVP),去離子水,和鈦酸四丁酯(TBOT)作為原料。H2O：鈦酸丁酯acac的摩爾比為1：1：0.3,鎂的濃度(1%～6%)對不同樣品的前驅(qū)體溶膠配比。取30μL前驅(qū)體溶膠旋旋涂(7500rpm/50s)到Ti基板上,然后在空氣中進(jìn)行煅燒(500℃/90min)。通過SEM和TEM研究了Mg摻雜對納米點(diǎn)形貌的影響,發(fā)現(xiàn)TiO2納米點(diǎn)的密度和大小隨著Mg摻雜明顯改變。這表明在0-6%摩爾比例范圍內(nèi),鎂離子的摻雜沒有對Marangoni效應(yīng)分相自組裝過程產(chǎn)生顯著的影響,從而影響旋涂過程中仍能出現(xiàn)納米點(diǎn)的形貌。然而,Mg摻雜顯示對TiO2納米點(diǎn)的密度和尺寸產(chǎn)生顯著的影響。與未摻雜的TiO2納米點(diǎn)相比,濃度的提高納米TiO2納米點(diǎn)的密度與Mg摻雜濃度成反比,而TiO2納米點(diǎn)的大小則與Mg摻雜濃度成正比。這種變化可以歸因于球形相分離的旋涂薄液層中受到鎂前驅(qū)體中氯陰離子的影響。在透射電鏡下觀察單個(gè)的TiO2納米點(diǎn),發(fā)現(xiàn)在TiO2納米點(diǎn)中Mg元素分布均勻,有利于蛋白質(zhì)或酶的吸附。對Mg摻雜的TiO2納米生物傳感器的電化學(xué)行為進(jìn)行了研究。2% mg摻雜TiO2納米點(diǎn)的氧化電位和還原電位峰分別在-0.335 V和-0.473V。峰與峰之間的峰寬AEP為0.138 V。當(dāng)100μM的H2O2加入到0.1 M PBS中時(shí),Nafion/HRP/mg-Tnd-2/Ti生物傳感器電極表現(xiàn)出良好的反應(yīng)，這表明電極對H2O2具有很強(qiáng)的電催化活性。同時(shí),摻雜的納米點(diǎn)薄膜電極中直接電子轉(zhuǎn)移速率比未摻雜的生物傳感器電極更快。這可以歸因于Mg摻雜的TiO2納米點(diǎn)具有更好的固定酶的功能。另外,Nafion/HRP/mg-Tnd-2/Ti與不同的掃描速率得到了傳感器電極的循環(huán)伏安曲線。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,還原峰電流隨著掃描速率的增大(從0.1到0.5 Ms-1)呈線性增加。陰極峰的增加歸因于生物傳感器電極的電化學(xué)反應(yīng)的增強(qiáng),表明反應(yīng)在生物傳感器電極的直接電子轉(zhuǎn)移是表面控制的。因此,鎂摻雜能增強(qiáng)TiO2納米點(diǎn)薄膜的生物傳感器電極的電化學(xué)響應(yīng)。利用安培法對傳感器性能進(jìn)行了測試,從0.4 V至0.9 V測試結(jié)果顯示電流響應(yīng)的傳感器最佳的外加電壓為0.8 V。對不同pH值的0.1 M磷酸緩沖溶液(5,6,6.5,7,7.4,8)進(jìn)行了最佳pH值的篩選。pH響應(yīng)的生物傳感器電極性能表明,在pH值為7時(shí)最佳,因此,對電極性能測定的PBSpH值定為7。Mg摻雜為2%的TiO2納米點(diǎn)薄膜傳感器電極的研究顯示,靈敏度從1377.64增加到897.8μAmM-1 cm-2,米氏常數(shù)從1.27 mM下降到0.83mM,表明酶由于Mg的酶親和性產(chǎn)生了更高的催化效率。這種摻雜方法提供了一種通過化學(xué)修飾提高電流型生物傳感器電極性能的有效途徑。當(dāng)加入H2O2后,還原電流在3s內(nèi)迅速增加,且達(dá)到95%的穩(wěn)態(tài)電流值。還發(fā)現(xiàn)H2O2濃度與還原電流之間的存在線性關(guān)系,和電流的線性范圍為為0.9996。此外,2%Mg摻雜的TiO2納米點(diǎn)的生物傳感器電極現(xiàn)實(shí)一個(gè)極低的檢測限0.027gM(信噪比為3)盡管生物傳感器的靈敏度隨納米點(diǎn)薄膜的比表面積增加而增加,鎂離子的貢獻(xiàn)是顯而易見的。電極的比表面積相比1.09倍,但是具有顯著明顯的電極靈敏度差異。因此,研究表明,合適的比表面積和Mg摻雜量均有助于促進(jìn)酶的吸附作用。尿酸或者抗壞血酸(AA)和葡萄糖對Nafion/HRP/Mg-Tnd-2/Ti電極的干擾作用也利用循環(huán)伏安法進(jìn)行測試。Nafion/HRP/Mg-Tnd-2/Ti電極對加入25μM H202在-0.8V時(shí)的反應(yīng)非�？焖俸蛷�(qiáng)烈,然而加入100μM的尿酸或者抗壞血酸(AA)和葡萄糖是沒有反應(yīng)的。這說明Nafion/HRP/Mg-Tnd-2/Ti電極具有良好的抗干擾性能和極好的選擇性。Nafion/HRP/Mg-Tnd-2/Ti電極穩(wěn)定性的抗干擾性同樣采用循環(huán)伏安法進(jìn)行了測試,將電極在4℃條件下保持28天之后,電極在同樣的條件下進(jìn)行測試,發(fā)現(xiàn)仍然保持了85.3%的活性,保存了10天后的電價(jià)活性仍然保持了89%,顯示了電極良好的穩(wěn)定性。(c)TiO2納米棒改性電極鈦基底上合成銳鈦礦型TiO2納米棒分三個(gè)步驟：傳統(tǒng)水熱,堿處理和熱處理。第一步的水熱溶液通過0.45克苦味酸,15毫升酒精,60毫升水,40毫升鹽酸(HC1)和220μL鈦酸丁酯混合攪拌而成。然后鈦基體和混合溶液被放置在一個(gè)聚四氟乙烯內(nèi)膽的水熱反應(yīng)釜中,然后把它放進(jìn)爐中160℃反應(yīng)4小時(shí)后自然冷卻至室溫。采用去離子水和乙醇沖洗獲得的金紅石型TiO2納米棒薄膜,隨后讓其在室溫下干燥后。第二步驟是在100毫升的聚四氟乙烯容器中配置摻量的氫氧化物(NaOH/KOH=1:1)溶液,然后將上述獲得的金紅石型TiO2納米棒薄膜放入后,200℃水熱反應(yīng)2小時(shí),用去離子水清洗后,然后浸泡在0.1M HC1中4小時(shí)。最后,將樣品在500℃熱處理2小時(shí),獲得最終的TiO2納米棒薄膜。通過XRD表征表明獲得的TiO2產(chǎn)物為銳鈦礦型TiO2相。其形成過程是在水熱過程中Ti-O-Ti鍵對被打斷而形成Ti-O-Na (Ti-O-K)和Ti-OH鍵。通過質(zhì)子置換作用將Na-,K-和羥基置換出來,形成鈦酸。鈦酸又進(jìn)一步通過熱處理形成銳鈦礦型二氧化鈦。FESEM圖像顯示銳鈦礦型TiO2納米棒具有一維線狀結(jié)構(gòu),其直徑約30 nm,且納米棒的表面光滑。形成銳鈦礦納米棒為在同一種晶型下研究不同納米結(jié)構(gòu)的作用能力建立了基礎(chǔ)。利用循環(huán)伏安(CV)法研究了Nafion/HRP/TNR-A/Ti電極對過氧化氫(H2O2)電的電化學(xué)行為。隨著50μM H2O2的添加,電極的還原峰電流明顯增大,同時(shí),氧化峰電流降低,表明辣根過氧化酶(HRP)對過氧化氫(H2O2)具有良好的電催化活性。另外Nafion/HRP/TNR-A/Ti電極的傳感性能還通過不同的掃描速率的循環(huán)伏安曲線進(jìn)行了研究。隨著掃描速率的增加(從0.1到0.5 s-1),還原峰電流呈線性增加。還原電勢可歸因于辣根酶的直接電子轉(zhuǎn)移。研究表明Nafion/HRP/TNR-A/Ti電極的傳感性能相較之前的生物傳感器具有更好的性能,靈敏度高達(dá)5332.11μmM-1 cm-2,檢測限低至0.01μM H2O2,線性范圍寬0.05-700μM和小的邁克爾-諾米式常數(shù)0.029 mM。銳鈦礦納米棒改性比納米點(diǎn)改性具有更強(qiáng)的作用能力。納米棒對電極電化學(xué)還原過程的催化活性的顯著的提高,意味著在電極上的直接電子轉(zhuǎn)移變得更好。(d)電化學(xué)還原預(yù)處理對TiO2改性電極性能的影響通過電化學(xué)還原的方式對TiO2薄膜進(jìn)行預(yù)處理,試圖增加TiO2介體在電極與電極工作酶之間的直接電子轉(zhuǎn)移效率。在1M (NH4)2SO4溶液中,利用1.5 V電勢對TiO2納米點(diǎn)薄膜電極(Ag/AgCl電極作為對電極)進(jìn)行電化學(xué)還原預(yù)處理。處理后,TiO2納米點(diǎn)表面Ti3+離子量增加,TiO2納米棒增加最為明顯,表明電化學(xué)還原預(yù)處理是一種有效的方式。當(dāng)對傳感器電極進(jìn)行組裝之后,電化學(xué)還原預(yù)處理的電極表現(xiàn)出更高的過氧化氫的反應(yīng)和更好的直接電子轉(zhuǎn)移,也有更高的檢測靈敏度,表明電化學(xué)性能得到改善。電化學(xué)還原預(yù)處理的Mg摻雜的電極,具有較高的靈敏度1825.6 μA.mM-1·cm-2,相當(dāng)于未處理前的幾乎兩倍。表明電化學(xué)修飾以及Mg摻雜,可協(xié)同提高其電化學(xué)性能。此外Nafion/HRP/Ti3+-Mg-TND/Ti電極的米氏常數(shù)經(jīng)過計(jì)算為0.63 mM,還原處理后該值變得越小,表明該酶在低濃度H202由于更好的介體酶親和力從而達(dá)到更高的催化效率。Nafion/HRP/Ti3+-Mg-TND/Ti電極的穩(wěn)定抗干擾性同樣利用循環(huán)伏安法進(jìn)行測試。加入10 μM H202在-0.8V時(shí)的反應(yīng)非�？焖俸蛷�(qiáng)烈,然而加入100,μM的尿酸或者抗壞血酸(AA)和葡萄糖是沒有反應(yīng)的。這說明Nafion/HRP/Ti3+-Mg-TND/Ti電極具有良好的抗干擾性能和極好的選擇性。而且發(fā)現(xiàn)Nafion/HRP/Ti3+-Mg-TND/Ti電極在4℃條件下保持12天之后,電極在同樣的條件下進(jìn)行測試,發(fā)現(xiàn)仍然保持了91%的活性,保存了28天后的電價(jià)活性仍然保持了86.6%,顯示了電極良好的穩(wěn)定性。Nafion/HRP/Ti3+-TNR-A/Ti生物傳感器電極,表現(xiàn)出最佳的電化學(xué)性能,靈敏度達(dá)6096.4μA mM-cm-2。此外,具有較低的檢測限0.008μM；線性0.04-700)μm和小的米式值0.0027μM。Nafion/HRP/Ti3+-TNR-A/Ti電極的干擾作用也利用循環(huán)伏安法進(jìn)行測試。加入10μM H202在-0.8V時(shí)的反應(yīng)非�？焖俸蛷�(qiáng)烈,然而加入100μM的尿酸或者抗壞血酸(AA)和葡萄糖是沒有反應(yīng)的。這說明Nafion/HRP/Ti3+-TNR-A/Ti電極具有良好的抗干擾性能和極好的選擇性。Nafion/HRP/Ti3+-TNR-A/Ti電極穩(wěn)定性的抗干擾性同樣采用循環(huán)伏安法進(jìn)行了測試,將電極在4℃條件下保持12天之后,電極在同樣的條件下進(jìn)行測試,發(fā)現(xiàn)仍然保持了97.8%的活性,保存了28天后的電價(jià)活性仍然保持了94%,顯示了電極良好的穩(wěn)定性。本研究是提供一種簡便、有效的提高傳感器性能的方法,研究得到的Nafion/HRP/Ti3+-TNR-A/Ti生物傳感器電極具有潛在的應(yīng)用價(jià)值。Ⅳ結(jié)論通過TiO2納米結(jié)構(gòu)對生物傳感器電極改性,可以明顯提高其電極的電化學(xué)性。TiO2的納米結(jié)構(gòu)形態(tài)、組成修飾和表面Ti3+離子量直接對性能提高幅度產(chǎn)生重要的影響。對于納米點(diǎn)形式對電極修飾時(shí),Mg摻雜修飾可提高TiO2納米點(diǎn)改性傳感器電極的性能,主要為Mg離子具有強(qiáng)的吸附酶的能力；通過電化學(xué)還原預(yù)處理,可進(jìn)一步提高傳感器電極的性能,這是由于TiO2表面Ti3+離子數(shù)目增加,導(dǎo)電特性提高,從而使酶與電極間實(shí)現(xiàn)直接電子轉(zhuǎn)移更為容易。對于納米棒形式對電極修飾時(shí),其對提高傳感器電極性能的作用明顯大于納米點(diǎn),主要是納米棒具有更多的表面積與酶相互作用；經(jīng)電化學(xué)預(yù)還原處理,其傳感器電極性能達(dá)到最高值,靈敏度為6096.4 μA mM-1 cm-2,檢測限達(dá)0.008 μM,其明顯高于其他TiO2或同類改性電極的性能。因此,本研究為增強(qiáng)電化學(xué)生物傳感器電極性能提供一條有意義的改性途徑。
【關(guān)鍵詞】：電化學(xué)生物傳感器電極 二氧化鈦納米結(jié)構(gòu) 納米點(diǎn) 納米棒 鎂摻雜 電化學(xué)還原預(yù)處理
【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TB383.1;TP212.3
【目錄】：

• 中文摘要6-12
• Abstract12-18
• Chapter 1 Introduction18-52
• 1.1 General description on biosensors18-19
• 1.2 Classification of biosensors19-24
• 1.2.1 Sensing elements20-22
• 1.2.1.1 Enzymes20
• 1.2.1.2 Antibodies20-21
• 1.2.1.3 Microbe21-22
• 1.2.2 Transducer elements22-24
• 1.2.2.1 Electrochemical elements22-23
• 1.2.2.2 Optical elements23-24
• 1.2.2.3 Acoustic elements24
• 1.3 Electrochemical biosensors24-26
• 1.4 Response characteristics of electrochemical biosensors26-27
• 1.5 Surface modifications on electrodes of electrochemical biosensors27-33
• 1.6 TiO_2 and its nanostructures33-48
• 1.6.1 TiO_2 nanotube35-37
• 1.6.2 TiO_2 nanodots37-40
• 1.6.3 TiO_2 nanopowder40-41
• 1.6.4 TiO_2 nanosheets41-43
• 1.6.5 TiO_2 nanoparticles43-45
• 1.6.6 TiO_2 mesoporous45-46
• 1.6.7 TiO_2 nanorods46-48
• 1.7 The motivation of the present thesis work48-49
• 1.8 Objectives of the Study49
• 1.9 Scope of work and thesis outlines49-52
• Chapter 2 Experimental52-62
• 2.1 Materials and reagents52-54
• 2.2 Experimental methodology54-55
• 2.3 Preparation of TiO_2 nanostructured films55-57
• 2.3.1 Preparation of TiO_2 nanodots films55-56
• 2.3.2 Preparation of Mg-doped TiO_2 nanodots films56
• 2.3.3 Preparation of anatase TiO_2 nanorods on Ti substrate56-57
• 2.3.4 Electrochemical reduction pre-treatment57
• 2.4 Characterizations of Ti02 nanostructured films57-58
• 2.4.1 Field-emission scanning electron microscope(FESEM)57
• 2.4.2 Transmission electron microscopy(TEM)57
• 2.4.3 X-Ray photoelectron spectroscopy(XPS)57
• 2.4.4 X-ray diffractometer(XRD)57-58
• 2.5 Assembly of the biosensor electrodes58-59
• 2.6 Phosphate buffer solution(PBS)preparation59
• 2.7 Measurement of performances of the biosensor electrodes59-62
• Chapter 3 Ti02 nanodots modified electrodes and their electrochemical performances62-70
• 3.1 Introduction62
• 3.2 Results and discussions62-68
• 3.2.1 Microstructural characterization of TiO_2 nanodots/Ti substrate62-63
• 3.2.2 Electrochemical characterization of Nafion/HRP/TND/Ti electrodes63-64
• 3.2.3 Biosensor performance of the Nafion/HRP/TND/Ti electrodes to H_2O_264-66
• 3.2.4 Interferance,selectivity and stability66-68
• 3.3 Conclusion68-70
• Chapter 4 Mg doped Ti02 nanodots modified electrodes and their electrochemicalperformance70-80
• 4.1 Introduction70
• 4.2 Results and discussion70-78
• 4.2.1 Microstructures of Mg doped TiO_2 nanodots modified electrodes70-72
• 4.2.2 Electrochemical behaviors of Mg doped TiO_2 nanodots modified electrodes72-73
• 4.2.3 Performance of Mg doped TiO_2 nanodots modified electrodes73-77
• 4.2.4 Interference,selectivity and stability77-78
• 4.3 Conclusion78-80
• Chapter 5 Anatase TiO_2 nanorods modified electrodes and their electrochemicalperformance80-88
• 5.1 Introduction80
• 5.2 Results and Discussion80-87
• 5.2.1 Characterization of anatase TiO_2 nanorods modified electrode(TNR-A/Ti)80-81
• 5.2.2 Electrochemical behaviors of anatase Ti02 nanorods modified electrodes81-83
• 5.2.3 Performance of anatase Ti02 nanorods modified electrodes83-85
• 5.2.4 Interference,selectivity and stability85-87
• 5.3 Conclusion87-88
• Chapter 6 Influence of electrochemical reduction pre-treatment on performances ofthe biosensor electrodes88-106
• 6.1 Introduction88
• 6.2 Results and Discussion88-104
• 6.2.1 TiO_2 and Mg-doped TiO_2 nanodots modified electrodes88-96
• 6.2.1.1 Morphology of the electrodes88-89
• 6.2.1.2 Electrochemical reduction pre-treatment of the electrodes89-90
• 6.2.1.3 Influence of electrochemical reduction pre-treatment on XPS spectra of the electrodes90-91
• 6.2.1.4 Electrochemical behaviors of the biosensor electrodes91-92
• 6.2.1.5 Performance of the biosensor electrodes92-95
• 6.2.1.6 Selectivity and stability of Nafion/HRP/Ti~(3+)Mg-TND/Ti biosensor95-96
• 6.2.2 Anatase TiO_2 nanorods modified biosensor electrodes96-104
• 6.2.2.1 Influence of electrochemical reduction on XPS spectra of the electrode96-97
• 6.2.2.2 Electrochemical behaviors of the Nafion/HRP/Ti~(3+)-TNR-A/Ti biosensor electrode97-99
• 6.2.2.3 Performance of the biosensor electrodes99-102
• 6.2.2.4 Selectivity and stability of Nafion/HRP/Ti~(3+)-TNR-A/Ti biosensor102-104
• 6.3 Conclusions104-106
• Chapter 7 Conclusion106-108
• References108-124
• Acknowledgement124-125
• Dedication125-126
• Personal profile126-128
• Achievements during doctoral degree research12

【相似文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 張麗瑤,黃衛(wèi)華,王宗禮,程介克;再生碳纖維電極的新方法[J];分析科學(xué)學(xué)報(bào);2002年06期

2 劉瑛;電極的微型化實(shí)驗(yàn)[J];赤峰學(xué)院學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2005年03期

3 虞吉寅;;離子選擇電極法測定水中氟化物的若干問題[J];浙江預(yù)防醫(yī)學(xué);2006年08期

4 羅昊;茍立;包晗;;摻硼金剛石電極的再生性清洗方法研究[J];化學(xué)研究與應(yīng)用;2011年05期

5 宋秀麗;梁鎮(zhèn)海;;多元中間過渡層鈦基氧化錳電極的壽命及電化學(xué)性能[J];功能材料;2012年09期

6 蘇英豪 ,楊小山 ,蔡靖宇 ,殷國平 ,季林元;玻璃熔爐鉬棒電極的研制和應(yīng)用[J];上海鋼研;1985年05期

7 B.Bowman;姚景崇;;電弧爐中石墨電極的消耗[J];炭素技術(shù);1987年01期

8 孫立賢,沈國勵(lì),俞汝勤;陽離子藥物通用電極的研究[J];傳感技術(shù)學(xué)報(bào);1988年02期

9 胡效亞;冷宗周;;陽離子藥物通用電極的研制[J];揚(yáng)州師院學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);1988年Z1期

10 傅業(yè)偉;鄭建斌;傅紫霞;;微伏安電極及其在活體分析中的應(yīng)用[J];分析化學(xué);1990年05期

中國重要會(huì)議論文全文數(shù)據(jù)庫 前5條

1 李玉杰;韓代朝;趙建君;;活性炭粒度分布對空氣擴(kuò)散電極性能的影響[A];2008全國功能材料科技與產(chǎn)業(yè)高層論壇論文集[C];2008年

2 徐志彬;桑林;丁飛;張晶;劉興江;;鋰粉電極的制備及其大電流放電性能[A];第29屆全國化學(xué)與物理電源學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2011年

3 徐志彬;任麗彬;李勇輝;張軍;;水電解池電極性能研究[A];第二十八屆全國化學(xué)與物理電源學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2009年

4 張小影;張克軍;徐紅霞;崔光磊;;高效染料敏化太陽能電池對電極性能研究[A];第十三屆全國太陽能光化學(xué)與光催化學(xué)術(shù)會(huì)議學(xué)術(shù)論文集[C];2012年

5 楊慧;彭同華;王文軍;王皖燕;陳小龍;;Ru/SiC接觸特性研究[A];中國晶體學(xué)會(huì)第四屆全國會(huì)員代表大會(huì)暨學(xué)術(shù)會(huì)議學(xué)術(shù)論文摘要集[C];2008年

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 Al-Furjan,M.S.H.;鎂摻雜及電化學(xué)還原對二氧化鈦納米結(jié)構(gòu)生物傳感器電極性能影響的研究[D];浙江大學(xué);2015年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 陳晟穎;用于海水電解的Ti/RuO_2-Sb_2O_5-SnO_2電極的制備與應(yīng)用研究[D];浙江大學(xué);2011年

2 李志云;無硫膨脹石墨糊電極的制備及電化學(xué)性能研究[D];河北大學(xué);2007年

3 熊海濤;一次性薄層色譜電極的研制及其在電化學(xué)發(fā)光分析中的應(yīng)用研究[D];陜西師范大學(xué);2005年

4 王承霞;鋅-空氣電池空氣電極研究[D];鄭州大學(xué);2004年

5 羅蘭英;心電電極性能測試系統(tǒng)的研制[D];重慶大學(xué);2011年

6 徐云霞;離子聚合物金屬復(fù)合材料的電極修飾和硅橡膠粘附性能的改性研究[D];南京航空航天大學(xué);2013年

7 李海寶;Eu~（3+）摻雜錫銻中間層Ti/PbO_2電極的制備及性能研究[D];蘭州理工大學(xué);2013年

8 唐輝;納米電極的制備及其在快速檢測水體中大腸桿菌的電分析化學(xué)研究[D];華東師范大學(xué);2006年

9 郭新艷;鈦基二氧化鉛電極降解有機(jī)污染物的研究[D];蘇州科技學(xué)院;2011年

10 羅俊;聚合物電極與萘染料的制備及其性能研究[D];黑龍江大學(xué);2012年

  本文關(guān)鍵詞：鎂摻雜及電化學(xué)還原對二氧化鈦納米結(jié)構(gòu)生物傳感器電極性能影響的研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

，

本文編號(hào)：258854