学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

纳米氧化锌的制备、表征、及其修饰电极对生物分子的电催化

作　者: 洪梅
导　师: 肖亚平；戴志晖
学　校: 南京师范大学
专　业: 物理化学
关键词: 氧化锌 辣根过氧化物酶 葡萄糖氧化酶 二甲基亚砜 生物传感器
分类号: O614.241
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
下　载: 311次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载
 

内容摘要


在生物传感器和生物燃料电池等的研究中，生物大分子的固定是一个很重要的研究领域。而在生物大分子的固定方面，载体的选择是十分重要的。考虑到纳米ZnO是一种无机半导体材料，其制备方法简单，价格低廉，具有较大的比表面积等优点，本论文研究了纳米ZnO的制备、表征、及以纳米ZnO作载体的辣根过氧化物酶（HRP）和葡萄糖氧化酶（GOx）修饰电极的制备和它们的电化学和电催化性能。主要结果如下：1．用直接沉淀法制得了ZnO纳米粒子。并用X-射线衍射（XRD）、透射电镜（TEM）、X射线能量扩散光谱仪（EDS）等多种技术对ZnO纳米粒子进行了形貌和结构进行了表征。发现用直接沉淀法合成的ZnO呈四方锥状、具有多孔结构、大小均匀、分散性好、没有明显的团聚现象。平均粒径在65nm左右，比表面值为43m2／g，孔径为4nm。2．研究了固定在ZnO和二甲基亚砜（DMSO）混合物修饰电极表面的HRP的电化学和电催化性能。结果表明，固定在ZnO-DMSO修饰电极表面的HRP没有变性，能进行准可逆的直接电化学反应，适量电位为-228 mV。适量电位与溶液pH呈线性关系，并证明了HRP的直接电化学反应是1电子1质子的表面控制过程。电子传递速率常数ks为3.95±0.89 s-1，比文献中报道的值大很多，表明由于DMSO和ZnO的协同作用，使固定在ZnO-DMSO修饰电极表面的HRP能进行快速的电子传递。另外还发现固定在ZnO-DMSO修饰电极表面的HRP对H2O2的还原有良好的电催化活性、稳定性和重现性。3．研究了固定在ZnO修饰电极表面的GOx的电化学和电催化性能。结果表明，固定在ZnO修饰电极表面的GOx没有变性，能进行准可逆的直接电化学反应，适量电位为-456 mV。适量电位与溶液pH的线性关系说明GOx的直接电化学反应是一个2电子2质子的过程。电子传递速率常数ks为39.2±7.2 s-1，比文献中报道的值大很多，表明ZnO对GOx的直接电化学反应有很好的促进作用。另外还发现当加入葡萄糖后，消耗了氧气，使氧还原峰下降，且随着葡萄糖的加入，氧还原峰线性下降，因此该方法可构建一种新型的葡萄糖传感器且有较高的灵敏度。这种Gox-znO电极还可用于生物燃料电池，因此具有很好应用前景。

全文目录


中文摘要  5-7
Abstract  7-9
第一章 绪论  9-35
  1.1 氧化还原蛋白质或酶的直接电化学研究  9-16
    1.1.1 研究氧化还原蛋白质或酶直接电化学的意义  9
    1.1.2 氧化还原蛋白质或酶在固体裸电极上的直接电化学反应  9-10
    1.1.3 氧化还原蛋白质或酶固定载体的选择  10-15
    1.1.4 氧化还原蛋白质或酶固定方法的研究  15-16
  1.2 纳米氧化锌  16-25
    1.2.1 纳米材料及其特性  16-18
    1.2.2 纳米氧化锌的特性及用途  18-20
    1.2.3 纳米氧化锌的制备  20-25
  1.3 本论文的指导思想  25-26
  1.4 参考文献  26-35
第二章 直接沉淀法制备多孔四角锥状ZnO纳米粒子  35-43
  2.1 引言  35
  2.2 实验部分  35-36
    2.2.1 试剂和仪器  35-36
    2.2.2 ZnO纳米粒子的制备  36
  2.3 结果与讨论  36-40
    2.3.1 XRD分析  36
    2.3.2 EDS分析  36-37
    2.3.3 TEM测量  37-39
    2.3.4 热重分析  39-40
  2.4 小结  40
  2.5 参考文献  40-43
第三章 纳米ZnO电极上HRP的直接电化学和电催化  43-54
  3.1 引言  43-44
  3.2 实验部分  44-45
    3.2.1 试剂  44
    3.2.2 ZnO纳米粒子的制备  44
    3.2.3 工作电极制备  44-45
    3.2.4 电化学实验  45
  3.3 结果与讨论  45-51
    3.3.1 HRP/ZnO/DMSO修饰电极的直接电化学  45-48
    3.3.2 溶液pH对HRP-ZnO-DMSO/GC电极上HRP直接电化学反应的影响  48-49
    3.3.3 HRP-ZnO-DMSO-GC电极对H_2O_2还原的电催化行为  49-51
  3.4 小结  51
  3.5 参考文献  51-54
第四章 纳米氧化锌修饰电极上葡萄糖氧化酶的直接电子转移和电催化  54-64
  4.1 引言  54-55
  4.2 实验部分  55-56
    4.2.1 试剂  55
    4.2.2 工作电极制备  55-56
    4.2.3 仪器和方法  56
  4.3 结果与讨论  56-61
    4.3.1 纳米ZnO对GO_X直接电化学反应的促进作用  56-59
    4.3.2 溶液pH对Nafion-GO_X-ZnO/GC电极上的GO_X直接电化学反应的影响  59-60
    4.3.4 葡萄糖对Nafion-GO_X-ZnO/GC电极上GO_X对氧电还原行为的影响  60-61
    4.3.5 Nafion-GO_X-ZnO/GC电极稳定性考察  61
  4.4 结论  61
  4.5 参考文献  61-64
硕士期间已发表和待发表的论文  64-65
致谢  65

相似论文

  1. Aspergillus niger Z-25葡萄糖氧化酶基因在毕赤酵母中的表达,Q78
  2. 半导体光催化材料的制备及其光催化性能研究,O643.36
  3. 核壳结构聚合物微球的合成、改性及应用,O631.3
  4. MWCNTs与ZnO/SnO2复合材料的制备及其NO气敏性研究,TB33
  5. 甲烷氧化菌甲烷氧化活性的影响因素和甲醇含量测定方法的研究,Q93
  6. ZnO基稀磁半导体的制备与性能研究,TN304.21
  7. 溶胶—凝胶法制备氧化锌薄膜晶体管的研究,TN321.5
  8. 无线多点MOA在线监测系统的研究与设计,TM862
  9. 不同电性纳米碳管共价修饰FAD的分子动力学模拟研究,TB383.1
  10. GIS中氧化锌避雷器对快速暂态过电压影响的研究,TM864
  11. 三参数人体应激检测系统研究,R318.0
  12. LSAW传感器及RCA技术在人畜共患性病原体检测中的应用研究,R440
  13. 基于石墨烯材料的新型DNA生物传感器的研制,TP212.2
  14. 有机无机杂化材料和纳米材料固定酶电化学生物传感器的研究,TP212.3
  15. 细胞色素P450的高效原核表达及应用于持久性有机污染物的检测,Q78
  16. 牛奶中抗生素及三聚氰胺残留的竞争检测方法与实验,TS252.7
  17. 功能化碳纳米管的制备及性能研究,TB383.1
  18. 铝离子掺杂氧化锌薄膜的溶胶—凝胶法制备及性能,TB383.2
  19. 氧化锌纳米阵列的可控生长与性质研究,TB383.1
  20. 电纺氧化锌纳米纤维的制备及其光电流性能研究,TB383.1
  21. 一维金属氧化物纳米材料的制备与生长机理的研究,TB383.1

中图分类: > 数理科学和化学 > 化学 > 无机化学 > 金属元素及其化合物 > 第Ⅱ族金属元素及其化合物 > 锌副族（ⅡB族金属元素） > 锌Zn
© 2012 www.xueweilunwen.com