基于中空Pt基纳米材料的无酶葡萄糖传感器的构建和性能研究

发布时间：2017-12-29 18:38

本文关键词：基于中空Pt基纳米材料的无酶葡萄糖传感器的构建和性能研究　出处：《天津大学》2016年硕士论文　论文类型：学位论文

【摘要】：金属Pt是已发现的催化性能最好的金属之一,Pt纳米材料的催化性能更加优异,广泛用于电化学催化和传感器领域,但是单一的Pt纳米材料存在成本昂贵、灵敏度不高、易吸附中间产物中毒、易团聚降低催化活性的缺点,Pt纳米材料的催化效果受其纳米结构的影响,众多研究者致力于构建大比表面积、多活性位点的纳米结构以提高Pt纳米材料的灵敏度,在金属Pt中加入第二种金属可有效降低成本和缓解中毒性,本文以金属Pt为基础材料从结构和材料两方面进行了设计和改进,从结构方面,设计了中空纳米管阵列和石墨烯负载的中空纳米颗粒结构。从材料方面,制备了在金属Pt中掺杂Ni,掺杂Ag的纳米材料。设计和制备了Pt-Ni合金纳米管阵列,首先采用恒电流沉积的方法制备Ni纳米线阵列,然后以Ni纳米线阵列为牺牲模板通过电流置换的方法制备Pt-Ni合金纳米管阵列,将所得的Pt-Ni合金纳米管阵列作为电极材料构建无酶葡萄传感器,得到优异的电化学性能,其中线性检测范围为6μM~(-1)3.5 mM,检测灵敏度为124.17μA mM~(-1) cm~(-2),检测限为32μM(S/N=3),而且在非常低的工作电压-0.35 V下,得到优异抗干扰性。设计并构建了石墨烯负载的Pt-Ag合金纳米颗粒的电极材料,首先采用水溶液中两步法制备石墨烯负载的Pt-Ag中空纳米颗粒,在这个过程实现氧化石墨烯的还原和Ag纳米颗粒的还原同时进行,然后加入氯铂酸溶液进行电流置换反应,得到石墨烯负载的Pt-Ag合金纳米颗粒(Pt-Ag HNPs/rGO),将Pt-Ag HNPs/rGO作为电极材料构建无酶葡萄糖传感器,研究了电极材料的形貌、成分、结构,和作为无酶葡萄糖传感器的电化学催化氧化性能。得到良好的电化学性能,其中线性检测范围可到达7.3 mM,检测限为2.8μM(S/N=3),检测灵敏度为74.66μA mM~(-1) cm~(-2),除此之外,该无酶葡萄糖传感器拥有对AA、UA、DA、AP和果糖的良好的抗干扰性能,以及良好的重复性和稳定性。
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【学位授予单位】：天津大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TB383.1;O657.1

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