Mxene纳米复合材料化学修饰电极的制备和应用
本文选题:碳化钛 + 二维纳米材料 ; 参考:《扬州大学》2017年硕士论文
【摘要】:化学修饰电极在电催化、选择性渗透、传感器等方面得到广泛应用。二维纳米材料由于其大的催化表面积、较高的电子转移速率及良好的光学性能,已经在各领域得到了应用,特别适合作为化学修饰电极的修饰材料应用到传感器的研究。目前已经存在的层状结构的类石墨烯材料有很多,Ti_3C_2是Mxene二维材料的一种,在催化、储能等方面都有所应用,但是目前对其复合材料的研究还很少,本论文主要是利用不同化学合成方法制备Ti_3C_2纳米复合材料,构建不同的生物传感器。具体研究的内容包括:第一部分:利用电化学沉积法制备了 AuNPs@Ti_3C_2/GC生物传感器,通过DPV对多巴胺进行分析检测,并与AuNPs/GC修饰电极进行对比。实验结果表明,AuNPs@Ti_3C_2/GC修饰电极的催化活性明显高于纯的金纳米颗粒电极,其电流与浓度的线性关系良好,线性范围为0.2~200 μM,重复性与稳定性都比较好。测定了该传感器对多巴胺的回收率,并且在干扰物存在的环境下还可以分析多巴胺,实验结果表明AuNPs@Ti_3C_2/GC修饰电极可以应用到多巴胺的检测。第二部分:构建了基于Ti_3C_2的NiNPs@Ti_3C_2/GC无酶葡萄糖传感器,通过循环伏安法研究了其对葡萄糖的电化学行为。采用I-t曲线定量检测了葡萄糖,其检测电位为0.5 V(vs.SCE)。实验结果得出在2.0 μM~4.2 mM范围内,其电流响应与葡萄糖浓度成线性关系,检出限低至0.34 μM(S/N = 3),有很好的稳定性及样品回收率,并与已发表的同类期刊进行对比。第三部分:通过直接混合法制备了 Ti_3C_2复合氧化锌纳米材料,构建了 ZnO@Ti_3C_2/GC修饰电极,利用循环伏安法进行了其对吡嗪酰胺药物的电化学实验的研究。在制备复合材料时,对Ti_3C_2及ZnO两者的配比进行了讨论,此外,还对缓冲溶液的pH及扫速进行了实验。同时利用差分脉冲伏安法对吡嗪酰胺进行检测,结果说明ZnO的引入提高了其传感器的电化学性能,促进了吡嗪酰胺还原反应的发生,得到其检测范围为2.0~600 μM,其修饰电极的精密度和稳定性良好。因此,该ZnO@Ti_3C_2/GC修饰电极有望应用到实际样品的分析检测。
[Abstract]:Chemically modified electrodes are widely used in electrocatalysis, selective permeation and sensor. Due to their large catalytic surface area, high electron transfer rate and good optical properties, two-dimensional nanomaterials have been applied in various fields, especially as chemically modified electrodes. There are many existing layered graphene like materials, TiTi3CSC2 is one of Mxene two-dimensional materials, which has been applied in catalysis, energy storage and so on, but there is little research on the composite materials at present. In this paper, Ti3C2 nanocomposites were prepared by different chemical synthesis methods, and different biosensors were constructed. The main contents are as follows: in the first part, AuNPs @ Ti3Cstack 2 / GC biosensor was prepared by electrochemical deposition method. Dopamine was detected by DPV and compared with AuNPs / GC modified electrode. The experimental results show that the catalytic activity of AuNPs@ TiSP _ 3C _ 2C _ 2 / GC modified electrode is significantly higher than that of pure gold nanoparticles electrode. The linear range of current and concentration is good, the linear range is 0.2 渭 m, and the reproducibility and stability of the electrode are better than that of pure gold nanoparticles electrode. The recovery rate of dopamine was measured and dopamine could be analyzed in the presence of interference. The results showed that the AuNPs @ Ti3C-2 / GC modified electrode could be applied to the detection of dopamine. The second part: the NiNPsI / Ti3C2C / GC non-enzyme glucose sensor based on titi3C2 was constructed and its electrochemical behavior to glucose was studied by cyclic voltammetry. The detection potential of glucose was 0.5 V (vs.SCE). The results show that the current response is linearly related to glucose concentration in the range of 2.0 渭 M ~ (-2) mm and the detection limit is as low as 0.34 渭 M (S / N = 3). It has good stability and sample recovery. The third part: Ti3C2 composite zinc oxide nanomaterials were prepared by direct mixing method. ZnO @ Ti3C-2 / GC modified electrode was constructed. The electrochemical experiment of pyrazinamide was carried out by cyclic voltammetry. In addition, the pH and sweep speed of the buffer solution were also tested. At the same time, the differential pulse voltammetry was used to detect pyrazinamide. The results showed that the introduction of ZnO improved the electrochemical performance of the sensor and promoted the reduction of pyrazinamide. The detection range of the modified electrode is 2.0 渭 m and the precision and stability of the modified electrode are good. Therefore, the ZnOob-Ti3CSP / GC modified electrode is expected to be applied to the analysis of actual samples.
【学位授予单位】:扬州大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TB33;O657.1
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,本文编号:2112204
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