多孔氧化钴纳米材料的制备及应用于葡萄糖无酶传感的研究

发布时间：2017-07-02 16:16

  本文关键词：多孔氧化钴纳米材料的制备及应用于葡萄糖无酶传感的研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：葡萄糖含量的分析与测定广泛应用于食品工业,生物加工,环境科学等领域,酶葡萄糖传感器具有灵敏度高,选择性好等优点,但酶价格昂贵,在使用过程中固定麻烦,因此,选择合适电极材料构建无酶葡萄糖传感器具有十分重要的研究意义。贵金属及其合金纳米结构表现出较好的电催化氧化葡萄糖的能力,但其储量有限,阻碍了其实际应用,因此,利用非贵金属取代贵金属作电极材料用于葡萄糖无酶传感器成热点。钴氧化物由于其成本低,绿色自然,相对良好的导电性和电催化性能已被证明是一种很有前途的无酶葡萄糖传感材料。本文主要研究内容如下:(1)采用水热合成法制备出氧化钴前驱体纳米线,然后在空气气氛高温煅烧制备多孔氧化钴纳米线,使用交联剂将该纳米材料滴涂于玻碳电极表面,构建多孔氧化钴纳米线无酶葡萄糖传感器,利用XRD、SEM、BET等物理手段对其微观结构和形貌进行分析,采用循环伏安法和计时电流法等手段测试其电化学性能,通过探索,传感器在碱性介质中对葡萄糖具电催化氧化能力,研究和优化NaOH浓度和电位对传感器的影响,对血清中可能存在的干扰物质如抗坏血酸(AA)、尿酸(UA)和多巴胺(DA)进行安培检测,结果表明,该传感器灵敏度为300.8μA·mM-1·cm-2,检出限5μM(S/N=3),可以成功地应用于人血糖的检测。(2)采用水热合成法制备出多孔氧化钴纳米片,然后在空气气氛高温煅烧制备多孔氧化钴纳米片,使用交联剂将该纳米材料滴涂于玻碳电极表面,构建多孔氧化钴纳米片无酶葡萄糖传感器,使用交联剂将该纳米材料滴涂于玻碳电极表面,构建多孔氧化钴纳米片无酶葡萄糖传感器,对其微观结构和形貌进行分析,并进行电化学性能测试,结果表明,该传感器灵敏度为747μA·mM-1·cm-2,检出限5μM(S/N=3),具有高灵敏度和选择性,且可以成功地应用于人血清血糖的检测。(3)以泡沫镍作为自支撑电极,采用电沉积法和热解法制备出生长于泡沫镍上的多孔氧化钴纳米片,分析其微观结构和形貌,直接作为无酶葡萄糖传感器进行电化学测试,结果表明,该传感器灵敏度为10.12mA·mM-1·cm-2,检出限1μM(S/N=3),具有高灵敏度和选择性,并可以成功地应用于人血清血糖的检测。
【关键词】：葡萄糖 多孔纳米材料 无酶传感器 氧化钴
【学位授予单位】：重庆师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TB383.1
【目录】：

• 摘要5-6
• 英文摘要6-10
• 第1章 绪论10-17
• 1.1 葡萄糖电化学传感器的研究进展10-12
• 1.1.1 酶类葡萄糖电化学传感器10-12
• 1.1.2 无酶葡萄糖电化学传感器12
• 1.2 纳米材料在电化学传感器中的应用12-15
• 1.2.1 纳米材料简介12-13
• 1.2.2 纳米材料在电化学传感器中的应用13-15
• 1.2.3 纳米材料电极的表征方法15
• 1.3 本论文的研究思路、创新点及可行性分析15-17
• 第2章 多孔氧化钴纳米线的制备及其用于无酶葡萄糖传感的研究17-30
• 2.1 实验部分17-19
• 2.1.1 实验试剂及仪器17-18
• 2.1.2 NCoNWs/Nafion/GCE电极的制备18-19
• 2.2 结果与讨论19-29
• 2.2.1 NCoNWs的表征19-21
• 2.2.2 NCoNWs /Nafion/GCE的电化学行为21-24
• 2.2.3 传感器性能的优化24-26
• 2.2.4 传感器对葡萄糖的计时电流响应26-27
• 2.2.5 干扰实验及对真实血样的检测27-29
• 2.3 本章小结29-30
• 第3章 多孔氧化钴纳米片的制备及其用于无酶葡萄糖传感的研究30-41
• 3.1 实验部分30-31
• 3.1.1 NCoNSs/Nafion/GCE电极的制备30-31
• 3.2 结果与讨论31-40
• 3.2.1 NCoNSs/Nafion/GCE的表征31-33
• 3.2.2 NCoNSs/Nafion/GCE的电化学行为33-35
• 3.2.3 传感器性能的优化35-37
• 3.2.4 传感器对葡萄糖的计时电流响应37-38
• 3.2.5 干扰实验及对真实血样的检测38-40
• 3.3 本章小结40-41
• 第4章 生长于泡沫镍上的多孔氧化钴纳米片及其用于无酶葡萄糖传感的研究41-51
• 4.1 实验部分41-42
• 4.1.1 NCoNSs/NF自支撑电极的制备41-42
• 4.2 结果与讨论42-50
• 4.2.1 NCoNSs/NF的表征42-44
• 4.2.2 NCoNSs/NF的电化学行为44-46
• 4.2.3 传感器性能的优化46-48
• 4.2.4 传感器对葡萄糖的计时电流响应48-49
• 4.2.5 干扰实验及对真实血样的检测49-50
• 4.3 本章小结50-51
• 第5章 结论与展望51-52
• 5.1 结论51
• 5.2 展望51-52
• 参考文献52-58
• 附录58-59
• 致谢59

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