納米孔平臺是一種廉價、無標(biāo)記、高靈敏且高通量的單分子傳感系統(tǒng),近二十年來日益受到人們關(guān)注。其中,固態(tài)納米孔具有幾何結(jié)構(gòu)簡單,便于控制形貌等優(yōu)點,受到人們的重視。由于其尺度較小的緣故,納米孔中的流體性質(zhì)及離子分布也與宏觀情況下有較大差異,因此,拓展固態(tài)納米孔在分析檢測中的應(yīng)用的同時,對其內(nèi)部的傳質(zhì)特性進(jìn)行研究,對于納米孔平臺的進(jìn)一步發(fā)展有重要意義。對此,本研究構(gòu)建了一系列功能化固態(tài)納米孔,并將它們用于不同離子的檢測,獲得了較為滿意的檢測效果。同時,本研究利用有限元模擬對納米孔中流體的傳質(zhì)特性及流動特性進(jìn)行了仿真計算,并以此為依據(jù)對檢測時參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化。另外,本研究通過引入傅里葉變換大振幅正弦伏安法,更進(jìn)一步提高了固態(tài)納米孔檢測的靈敏度與選擇性,并從等效電路模型的角度對其原理進(jìn)行研究。本論文主要開展的工作及結(jié)果如下:1)基于二氫咪唑基團(tuán)與鈷離子存在較強(qiáng)相互作用,容易形成配合物的特點,制備了一種簡單高效的二氫咪唑修飾的石英納米管,用于檢測溶液中痕量鈷離子。利用激光拉制機(jī)制備錐形石英納米孔道,并利用硅烷化反應(yīng)在溫和的條件下把二氫咪唑基團(tuán)修飾到其內(nèi)壁上,制備功能化納米孔。其中,二氫咪唑基團(tuán)與鈷離... 

【文章來源】：華南理工大學(xué)廣東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：136 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 引言
    1.2 納米孔分析技術(shù)
        1.2.1 概述及其發(fā)展歷史
        1.2.2 納米孔分析的檢測方法
        1.2.3 納米孔的種類及其制備方法
        1.2.4 納米孔檢測的基本理論
        1.2.5 納米孔檢測的兩種方法
    1.3 納米孔在分析檢測中的應(yīng)用
        1.3.1 納米孔在納米粒子檢測中的應(yīng)用
        1.3.2 納米孔在生物分子檢測中的應(yīng)用
        1.3.3 納米孔在小分子與聚合物檢測中的應(yīng)用
        1.3.4 納米孔在離子檢測中的應(yīng)用
    1.4 傅里葉變換正弦法的研究
        1.4.1 研究意義
        1.4.2 傅里葉變換大振幅正弦伏安法的概述及發(fā)展歷史
        1.4.3 傅里葉變換正弦伏安法在納米孔檢測中的應(yīng)用
    1.5 本文的研究意義與主要研究內(nèi)容
        1.5.1 研究意義
        1.5.2 研究內(nèi)容
第二章 基于 DHI 修飾納米孔對超痕量鈷離子的檢測及其過程的有限元模擬
    2.1 引言
    2.2 實驗部分
        2.2.1 耗材與試劑
        2.2.2 儀器
        2.2.3 鈷離子響應(yīng)納米孔的制備
        2.2.4 電化學(xué)測量步驟
        2.2.5 有限元模擬步驟
    2.3 結(jié)果與討論
        2.3.1 DHI修飾納米孔的表征
        2.3.2 鈷離子檢測條件的優(yōu)化
        2.3.3 檢測過程中鈷離子分布的有限元模擬
        2.3.4 鈷離子測定的標(biāo)準(zhǔn)曲線
        2.3.5 穩(wěn)定性、選擇性與實際樣品的檢測
    2.4 本章小結(jié)
第三章 基于烯丙基修飾納米孔平臺對重鉻酸根離子的檢測
    3.1 引言
    3.2 實驗部分
        3.2.1 藥品與耗材
        3.2.2 儀器
        3.2.3 ATS修飾納米孔的制備
        3.2.4 電化學(xué)測試步驟
        3.2.5 有限元模擬步驟
    3.3 結(jié)果與討論
        3.3.1 ATS修飾納米孔的表征
        3.3.2 重鉻酸根離子檢測條件的優(yōu)化
        3.3.3 重鉻酸根離子檢測的標(biāo)準(zhǔn)曲線
        3.3.4 重鉻酸根離子分布的有限元模擬
        3.3.5 選擇性、穩(wěn)定性與實際樣品中重鉻酸根離子的檢測
    3.4 本章小結(jié)
第四章 基于傅里葉變換大振幅伏安法實現(xiàn)納米孔平臺的單分子檢測
    4.1 引言
    4.2 實驗部分
        4.2.1 藥品與耗材
        4.2.2 儀器
        4.2.3 石英納米孔的制備
        4.2.4 電化學(xué)測試步驟
    4.3 結(jié)果與討論
        4.3.1 傳統(tǒng)阻抗脈沖法對納米粒子穿孔事件的檢測
        4.3.2 傅里葉變換正弦法對納米粒子穿孔事件的檢測
        4.3.3 傅里葉變換正弦法的原理
        4.3.4 等效電路模型的仿真
        4.3.5 傅里葉變換大振幅伏安法的高選擇性檢測的應(yīng)用
    4.4 本章小結(jié)
結(jié)論與展望
    1、主要結(jié)論
    2、特色與創(chuàng)新之處
    3、研究展望
參考文獻(xiàn)
攻讀博士學(xué)位期間取得的研究成果
致謝
附錄



本文編號：3200937