含缺陷结构六方氮化硼在电化学传感中的应用
发布时间：2021-10-12 04:24
水污染问题已经成为当今社会的关注焦点。快速、准确的水污染物检测技术能够为污染物监测及治理提供强有力的依据。电化学法因其检测速度快、灵敏度高、操作简单等优点被广泛采用。选择合适的材料并设计有效的传感界面是构建高性能电化学传感器的关键。本研究基于缺陷诱导的电化学效应,利用六方氮化硼修饰玻碳电极,构建出一种新的电化学传感器,成功应用于水环境污染物的检测。主要研究内容如下:第一部分:利用简单化学沉淀法制得硼酸-三聚氰胺前驱体,然后将单源前驱体一步煅烧获得含缺陷结构的六方氮化硼（D-h-BN）;使用XRD、FT-IR、TEM、EDS和BET等技术手段对样品的晶体结构和形貌进行了表征,PL测试结果证实样品中含有丰富的缺陷结构。第二部分:将所制备的D-h-BN修饰到玻碳电极表面（D-h-BN/Nafion/GCE）,构建了用于痕量铅离子检测的电化学传感器。实验结果证实,该修饰电极对铅离子表现出增强的电化学响应,在0.5400 μg/L铅离子浓度范围内具有良好的的线性关系,检测限为0.2 μg/L。而且,该传感器表现出较好的稳定性和抗干扰能力,能够应用于实际样品的检测。第三部分:将D-h-BN/GCE...
【文章来源】：苏州大学江苏省 211工程院校
【文章页数】：72 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．１所示［２７］，氮??化硼通常存在四种晶体结构，分别为六方晶型氮化硼（ｈ－ＢＮ，ａ）、立方晶型氮化??硼（ｃ－ＢＮ，ｂ）、纤锌矿晶型氮化硼（ｗ－ＢＮ，ｃ）和菱方晶型氮化硼（ｒ－ＢＮ，ｄ）
第一章?含缺陷结构六方氮化硼在电化学传感中的应用??独特的性能，使其在许多领域得到应用。??Ｎａｎｏｓｈｅｅｔ?Ｎａｎｏｒｉｂｂｏｎ?Ｎａｎｏｔｕｂｅ??ｃ、《?＞、人，以，??？於於於於於??—??：Ｘ：ＸＣ，／ＸＣＯ?Ａ物術?Ｆ：ｅ??士於於於於於於於於於ｙ??Ａｒｒｎｃｈ＾ｒ＾??图１．２二维、一维、零维ｈ－ＢＮ晶体结构模型??１．２．４．１在吸附方面的应用??氮化硼具有高比表面积、化学惰性、环境友好和耐高温等特点，在吸附领域??具有良好的应用前景，可有效处理水体中的污染物（如染料［６２］、有机溶剂［６３］和重??金属离子［６４］等）。Ｘｕｅ等人［６２］发现氮化硼纤维与亚甲基蓝之间存在７１－７１相互作用，??因而能够通过吸附除去水中的亚甲基蓝；Ｃｈｅｎ等人［Ｍ］复合Ｆｅ３〇４纳米颗粒和氮??化硼纳米管，其对Ａｓ?（Ｖ）的最大吸附容量可达３２．２?ｍｇ／ｇ。??１．２．４．２在电化学传感器方面的应用??ｈ－ＢＮ纳米片易于功能化，性能可调，有望在电化学传感器领域获得应用。??Ｏｚｋａｎ等人［６５］利用路易斯酸碱作用获得Ａｇ＠ＡｕＮＰｓ－ＨＢＮ复合纳米材料，通过系??列功能化处理后，建立了用于检测依托泊苷（一种抗癌药）的传感器；丫〇１＃６］基??于氧化石墨烯和氮化硼量子点的纳米复合材料，构建了一种新型有机磷酸盐农药??传感器，它能有效检测甲基对硫磷（ＭＰ）、二嗪农（ＤＩＡ）和ｃｈｉ毒死（ＣＨＬ＞Ａｄｅｅｌ??等人将氮化硼纳米片修饰到ＦＴＯ电极表面，进一步沉积金纳米粒子，该修饰??电极对肌红蛋白有良好的电化学响应，其检测限为０．１?ｐｇ／ｍＬ，检测机理图，如??图１．３所示。??６??
含缺陷结构六方氮化硼在电化学传感中的应用?第一章??Ｃ?）??ＢＮ?ＢＮＮＳｓ?ＢＮＮＳｓ／ＦＴＯ?ＡｕＮＰｓ／ＢＮＮＳｓ／ＦＴＯ?＾??Ｅｘｆｏｌｉａｔｉｏｎ?Ｓｐｉｎ?ｃｏａｔｉｎｇ?ｏｆ?／?＾??Ａｕ３＊?ｓｅｅｄｉｎｇ??图１．３适体传感器的制造过程和Ｍｂ的检测的示意图［６７］??１．２．４．３在催化方面的应用??ｈ－ＢＮ是一种良好的催化剂载体材料，本身也显示出一定的催化效应［６８－？］。??Ｃａｏ等人［７°］将Ｎｉ纳米粒子嵌入到含空位缺陷的ｈ－ＢＮ纳米片上，该复合材料能??促进甲烷重整反应。Ｓｕｎ等人［３６］将Ｐｄ纳米颗粒附在超薄ＢＮ纳米片上，所得产??品在硝基芳族化合物的加氢反应展现良好的催化活性和可回收性。??１．３电催化材料中缺陷的产生与调控??１．３．１缺陷的定义??在讨论晶体结构时，人们认为质点在三维空间的排列遵循严格的周期性，这??是一种仅在绝对零度才可能出现的理想状况。通常把这种质点严格按照空间点阵??排列的晶体称为理想晶体。由于质点排列的周期性和规则性，使得晶体中的势场??也具有严格的周期性。在实际晶体中，因其所处温度高于绝对零度，因而其质点??排列总会或多或少地偏离理想晶体中的周期性、规则性排列，即实际晶体中存在??着各种各样的结构的不完整性。通常把晶体点阵结构中周期性势场的畸变称为晶??体的结构缺陷。晶体结构缺陷对晶体的许多性质（力学、物理及化学）等产生巨??大影响，特别是晶体材料的电、磁、声、光、热和力学性能，都具有结构敏感性。??晶体缺陷是研宄晶体结构敏感特性的关键问题和研宄材料质量的核心。??实际晶体通常存在缺陷结构，如点缺陷（零维缺陷）、线缺陷（一维缺陷）和?
【参考文献】：
期刊论文
[1]电化学传感器在植物油合成抗氧化剂检测方面的应用[J]. 丁阳月,张林,崔月婷,郑环宇,韩建春,朱秀清. 中国食品学报. 2018(10)
[2]六方氮化硼颗粒制备方法研究进展[J]. 何冬青,梁嘉鸣,梁兵. 材料导报. 2015(09)
[3]生物传感器在检测食品品质及其质量安全中的应用[J]. 白冰,赵玲,王程程,李敏通,李延斌,胡耀华. 食品安全质量检测学报. 2012(05)
硕士论文
[1]六方氮化硼纳米复合材料的制备及其性能研究[D]. 安璐璐.兰州理工大学 2019
[2]基于纳米金的电化学DNA生物传感器检测转基因食品中特定DNA序列的研究[D]. 耿美.中南林业科技大学 2014
[3]十六烷基三甲基溴化铵改性蒙脱石修饰电极测定对氯苯酚和苯酚的研究[D]. 杨红玉.华中科技大学 2008
本文编号：3431883
【文章来源】：苏州大学江苏省 211工程院校
【文章页数】：72 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．１所示［２７］，氮??化硼通常存在四种晶体结构，分别为六方晶型氮化硼（ｈ－ＢＮ，ａ）、立方晶型氮化??硼（ｃ－ＢＮ，ｂ）、纤锌矿晶型氮化硼（ｗ－ＢＮ，ｃ）和菱方晶型氮化硼（ｒ－ＢＮ，ｄ）
第一章?含缺陷结构六方氮化硼在电化学传感中的应用??独特的性能，使其在许多领域得到应用。??Ｎａｎｏｓｈｅｅｔ?Ｎａｎｏｒｉｂｂｏｎ?Ｎａｎｏｔｕｂｅ??ｃ、《?＞、人，以，??？於於於於於??—??：Ｘ：ＸＣ，／ＸＣＯ?Ａ物術?Ｆ：ｅ??士於於於於於於於於於ｙ??Ａｒｒｎｃｈ＾ｒ＾??图１．２二维、一维、零维ｈ－ＢＮ晶体结构模型??１．２．４．１在吸附方面的应用??氮化硼具有高比表面积、化学惰性、环境友好和耐高温等特点，在吸附领域??具有良好的应用前景，可有效处理水体中的污染物（如染料［６２］、有机溶剂［６３］和重??金属离子［６４］等）。Ｘｕｅ等人［６２］发现氮化硼纤维与亚甲基蓝之间存在７１－７１相互作用，??因而能够通过吸附除去水中的亚甲基蓝；Ｃｈｅｎ等人［Ｍ］复合Ｆｅ３〇４纳米颗粒和氮??化硼纳米管，其对Ａｓ?（Ｖ）的最大吸附容量可达３２．２?ｍｇ／ｇ。??１．２．４．２在电化学传感器方面的应用??ｈ－ＢＮ纳米片易于功能化，性能可调，有望在电化学传感器领域获得应用。??Ｏｚｋａｎ等人［６５］利用路易斯酸碱作用获得Ａｇ＠ＡｕＮＰｓ－ＨＢＮ复合纳米材料，通过系??列功能化处理后，建立了用于检测依托泊苷（一种抗癌药）的传感器；丫〇１＃６］基??于氧化石墨烯和氮化硼量子点的纳米复合材料，构建了一种新型有机磷酸盐农药??传感器，它能有效检测甲基对硫磷（ＭＰ）、二嗪农（ＤＩＡ）和ｃｈｉ毒死（ＣＨＬ＞Ａｄｅｅｌ??等人将氮化硼纳米片修饰到ＦＴＯ电极表面，进一步沉积金纳米粒子，该修饰??电极对肌红蛋白有良好的电化学响应，其检测限为０．１?ｐｇ／ｍＬ，检测机理图，如??图１．３所示。??６??
含缺陷结构六方氮化硼在电化学传感中的应用?第一章??Ｃ?）??ＢＮ?ＢＮＮＳｓ?ＢＮＮＳｓ／ＦＴＯ?ＡｕＮＰｓ／ＢＮＮＳｓ／ＦＴＯ?＾??Ｅｘｆｏｌｉａｔｉｏｎ?Ｓｐｉｎ?ｃｏａｔｉｎｇ?ｏｆ?／?＾??Ａｕ３＊?ｓｅｅｄｉｎｇ??图１．３适体传感器的制造过程和Ｍｂ的检测的示意图［６７］??１．２．４．３在催化方面的应用??ｈ－ＢＮ是一种良好的催化剂载体材料，本身也显示出一定的催化效应［６８－？］。??Ｃａｏ等人［７°］将Ｎｉ纳米粒子嵌入到含空位缺陷的ｈ－ＢＮ纳米片上，该复合材料能??促进甲烷重整反应。Ｓｕｎ等人［３６］将Ｐｄ纳米颗粒附在超薄ＢＮ纳米片上，所得产??品在硝基芳族化合物的加氢反应展现良好的催化活性和可回收性。??１．３电催化材料中缺陷的产生与调控??１．３．１缺陷的定义??在讨论晶体结构时，人们认为质点在三维空间的排列遵循严格的周期性，这??是一种仅在绝对零度才可能出现的理想状况。通常把这种质点严格按照空间点阵??排列的晶体称为理想晶体。由于质点排列的周期性和规则性，使得晶体中的势场??也具有严格的周期性。在实际晶体中，因其所处温度高于绝对零度，因而其质点??排列总会或多或少地偏离理想晶体中的周期性、规则性排列，即实际晶体中存在??着各种各样的结构的不完整性。通常把晶体点阵结构中周期性势场的畸变称为晶??体的结构缺陷。晶体结构缺陷对晶体的许多性质（力学、物理及化学）等产生巨??大影响，特别是晶体材料的电、磁、声、光、热和力学性能，都具有结构敏感性。??晶体缺陷是研宄晶体结构敏感特性的关键问题和研宄材料质量的核心。??实际晶体通常存在缺陷结构，如点缺陷（零维缺陷）、线缺陷（一维缺陷）和?
【参考文献】：
期刊论文
[1]电化学传感器在植物油合成抗氧化剂检测方面的应用[J]. 丁阳月,张林,崔月婷,郑环宇,韩建春,朱秀清. 中国食品学报. 2018(10)
[2]六方氮化硼颗粒制备方法研究进展[J]. 何冬青,梁嘉鸣,梁兵. 材料导报. 2015(09)
[3]生物传感器在检测食品品质及其质量安全中的应用[J]. 白冰,赵玲,王程程,李敏通,李延斌,胡耀华. 食品安全质量检测学报. 2012(05)
硕士论文
[1]六方氮化硼纳米复合材料的制备及其性能研究[D]. 安璐璐.兰州理工大学 2019
[2]基于纳米金的电化学DNA生物传感器检测转基因食品中特定DNA序列的研究[D]. 耿美.中南林业科技大学 2014
[3]十六烷基三甲基溴化铵改性蒙脱石修饰电极测定对氯苯酚和苯酚的研究[D]. 杨红玉.华中科技大学 2008
本文编号：3431883
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