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基于纳米材料修饰的过氧化氢传感器的研究

作　者: 李玉林
导　师: 韩高义
学　校: 山西大学
专　业: 无机化学
关键词: 电化学传感器 过氧化氢氧化 PPy/Pt中空球 Mn02/Pt/GO复合材料
分类号: TP212.2
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要


纳米材料因其具有催化活性高、比表面积大等优点而备受关注,在催化、传感器等领域中有着广阔的应用前景。对传感器而言,修饰材料直接决定了修饰电极的催化活性、选择性和灵敏度。由于酶容易受环境的影响,稳定性差,本文着重研究无酶型传感器的制备及其对H2O2的催化性能,主要内容如下：(1)采用乙醇作为溶剂,合成了氨基功能化的硅胶,吸附氯铂酸后,在吡咯蒸气中反应得到PPy/Pt/SiO2复合球。然后用氢氟酸将SiO2溶解掉,得到了具有中空结构的PPy/Pt复合球。并采用透射电镜(TEM)对其进行表征,其直径大小约为140nm,壁厚在8～20nm间。采用电化学方法研究其对H2O2的催化性能,结果表明：该传感器对H2O2表现出较好的电催化氧化性能,响应时间小于3s,检测限可以达到1.0μM。(2)用甲醇作为溶剂制备氨基功能化的硅胶,然后通过氨基将氯铂酸吸附在硅胶表面,与吡咯蒸气反应后,在HF作用下得到PPy/Pt中空球。通过透射电镜(TEM)进行表征,合成的PPy/Pt复合球的直径约为25nm,壁厚在2～6nm。采用电化学测试研究了该传感器的催化性能。结果表明无酶型传感器对H2O2氧化表现出很好地电催化响应,对UA和AA具有抗干扰能力。此外,该传感器能够检出1.0μM的H2O2.(3)采用循环伏安法,将MnO2/Pt复合材料电沉积在GO/GCE电极上,构建了一种新型的过氧化氢传感器。利用TEM和SEM对制得的电极进行表征。采用电化学测试来研究该传感器的性能,研究表明,修饰电极对H2O2有很好的催化能力,该传感器检测过氧化氢的线性范围为1.33～16.8nM(R2=0.9989,n=29),灵敏度为64.43mA·M-1·cm-2,检出限约为2.0μM。

全文目录


中文摘要  8-9
ABSTRACT  9-11
第一章 前言  11-19
  1.1 化学传感器简述  11-12
    1.1.1 化学传感器的基本原理  11-12
    1.1.2 化学传感器的分类  12
  1.2 电化学传感器  12-13
    1.2.1 电化学传感器的原理  12
    1.2.2 电化学传感器的分类  12-13
  1.3 化学修饰电极  13-15
    1.3.1 化学修饰电极的制备方法  13-15
  1.4 纳米材料  15-18
    1.4.1 纳米材料简介  15-16
    1.4.2 纳米材料的分类及性质  16
    1.4.3 导电聚合物-金属复合纳米材料  16-18
  1.5 本论文研究内容  18-19
第二章 具有中空结构的PPy/Pt修饰电极的制备及其性能研究  19-29
  2.1 前言  19-20
  2.2 实验部分  20-21
    2.2.1 化学试剂  20
    2.2.2 催化电极的制备  20-21
    2.2.3 样品表征  21
  2.3 结果与讨论  21-27
    2.3.1 电极的优化  21-22
    2.3.2 复合材料表征  22-23
    2.3.3 修饰电极的电化学表征  23
    2.3.4 PPy/Pt修饰电极对H_2O_2的催化氧化  23-27
  2.4 结论  27-29
第三章 PPy/Pt修饰电极的制备及其性能研究  29-39
  3.1 前言  29
  3.2 实验部分  29-30
    3.2.1 化学试剂  29
    3.2.2 氨基功能化硅胶的制备  29-30
    3.2.3 修饰电极的制备  30
    3.2.4 样品表征  30
  3.3 结果与讨论  30-37
    3.3.1 电极的优化  30-31
    3.3.2 复合材料表征  31
    3.3.3 修饰电极的电化学表征  31-32
    3.3.4 修饰电极对H_2O_2电催化作用  32-34
    3.3.5 线性关系和检测限  34-35
    3.3.6 H_2O_2传感器的干扰测试  35-37
  3.4 结论  37-39
第四章 MnO_2/Pt/GO修饰电极的制备及其对H_2O_2催化氧化的研究  39-46
  4.1 前言  39-40
  4.2 实验部分  40
    4.2.1 化学试剂  40
    4.2.2 修饰电极的制备  40
    4.2.3 样品表征  40
  4.3 结果与讨论  40-45
    4.3.1 复合材料表征  40-41
    4.3.2 修饰电极的电化学表征  41-42
    4.3.3 MnO_2的电沉积  42
    4.3.4 修饰电极对H_2O_2的催化氧化  42-45
  4.4 结论  45-46
第五章 总结与展望  46-47
  5.1 总结  46
  5.2 展望  46-47
参考文献  47-59
研究成果  59-60
致谢  60-61
个人简介  61-63

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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 自动化技术及设备 > 自动化元件、部件 > 发送器（变换器）、传感器 > 化学传感器
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