羟基氧化镍修饰硅光电极在分析检测中的应用

发布时间：2023-04-11 18:27

　　检测有害物质如重金属离子、有机物等是化学科学研究的热门方向,各种各样的化学技术都有其独创之处,近来,随着电化学检测应用的发展,修饰薄膜以提高原电极的灵敏性、选择性独受青睐。所以,如何更好的从修饰手法、选用电极、溶液环境等等方面去创新深化这门技术是非常有必要的。硅是一种良好的半导体,而且通过加工有光电效应,可以用于光电化学传感器研究。镍(Ni)修饰掺杂的n型硅,可以利用Ni及其氧化物在硅片表面存在形式不同导致化学性质不同的特点,在一定的溶液环境中实现对某些物质进行检测。本文采用在零工作偏电压的条件下,利用计时电流测量法,先是研究铂修饰的硅电极(Pt/n-Si),考查了重金属离子对某些光电化学活性物质例如对苯二酚(HQ)或者邻苯二酚(CC)的光电流影响。进而采用方便易操作的循环伏安法,于0.2 M KOH中将硅片表面的Ni膜转化成NiOOH或Ni(OH)₂构成新型修饰电极NiOOH/Pt/n-Si。以邻苯二酚(CC)作为光电化学探测物质,开展对Hg(Ⅱ)离子的光电化学检测。该实验的新颖之一在于改进常规的电化学缓冲溶液检测环境,采用去离子水环境,观察所测物质引起的细小光...

【文章页数】：81 页

【学位级别】：硕士

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中文摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 半导体硅材料
        1.1.1 半导体简介
        1.1.2 半导体硅材料的导电机理
        1.1.3 纳米硅材料
    1.2 光电化学的研究应用
        1.2.1 光电催化技术
        1.2.2 光电传感技术
        1.2.3 光电检测技术
    1.3 重金属的危害及检测方法
        1.3.1 重金属的危害
        1.3.2 重金属的检测方法
    1.4 本论文的选题目的及意义
    参考文献
第二章 Pt/n-Si电极对HQ、CC的光电响应及其对重金属离子的检测
    2.1 引言
    2.2 试剂和仪器
    2.3 实验部分
        2.3.1 n型硅片的预处理
        2.3.2 Pt/n-Si光电极的制备
        2.3.3 Pt/n-Si光电极的表征
        2.3.4 Pt/n-Si光电极在HQ、CC存在下光电检测重金属离子
        2.3.5 Pt/n-Si光电极在HQ、CC存在下对重金属离子的干扰实验
        2.3.6 Pt/n-Si光电极的稳定性与重现性
    2.4 实验结果讨论
        2.4.1 Pt/n-Si光电极的SEM表征
        2.4.2 重金属离子对HQ光电效应的催化效应
        2.4.3 通过CC光电流变化检测重金属离子
        2.4.4 Pt/n-Si光电极在HQ、CC存在下对重金属离子的干扰实验
        2.4.5 Pt/n-Si光电极的稳定性与重现性
    2.5 本章小结
    参考文献
第三章 NiOOH修饰硅电极及对Hg(Ⅱ)的光电化学检测
    3.1 引言
    3.2 试剂与仪器
    3.3 实验过程
        3.3.1 NiOOH/Pt/n-Si电极的制备
        3.3.2 NiOOH/Pt/n-Si电极的表征
        3.3.3 NiOOH/Pt/n-Si电极在Hg(Ⅱ)存在下对CC光电化学响应
        3.3.4 NiOOH/Pt/n-Si电极对水样中Hg(Ⅱ)的光电化学检测
        3.3.5 NiOOH/Pt/n-Si电极对Hg(Ⅱ)光电化学检测的干扰实验
        3.3.6 NiOOH/Pt/n-Si电极的稳定性与重现性
    3.4 结果和讨论
        3.4.1 NiOOH膜层在Ni/Pt/n-Si电极上的光电化学形成过程
        3.4.2 NiOOH/Pt/n-Si电极的SEM表征、XPS表征
        3.4.3 NiOOH/Pt/n-Si电极在Hg(Ⅱ)存在下对CC的光电化学响应
        3.4.4 NiOOH/Pt/n-Si电极对水样中Hg(Ⅱ)的光电化学检测
        3.4.5 NiOOH/Pt/n-Si电极对Hg(Ⅱ)的光电化学干扰检测
        3.4.6 NiOOH/Pt/n-Si电极的稳定性、重现性与便携性
    3.5 本章小结
    参考文献
第四章 NiOOH修饰硅电极及对DA、AA的光电化学检测
    4.1 引言
    4.2 试剂和仪器
    4.3 实验部分
        4.3.1 NiOOH/Pt/n-Si电极的制备
        4.3.2 NiOOH/Pt/n-Si电极的表征
        4.3.3 NiOOH/Pt/n-Si电极在PBS中对DA和AA的光电化学响应
        4.3.4 NiOOH/Pt/n-Si电极在PBS中对DA和AA的光电化学检测
        4.3.5 NiOOH/Pt/n-Si电极在去离子水中对DA和AA的光电化学检测
        4.3.6 NiOOH/Pt/n-Si电极在去离子水中对DA和AA的干扰检测
        4.3.7 NiOOH/Pt/n-Si电极的稳定性与重现性
    4.4 实验结果讨论
        4.4.1 NiOOH膜层在Ni/Pt/n-Si电极上的光电化学形成过程
        4.4.2 NiOOH/Pt/n-Si电极的SEM表征、XPS表征
        4.4.3 NiOOH/Pt/n-Si电极在PBS中对DA和AA的光电化学响应
        4.4.4 NiOOH/Pt/n-Si电极在PBS中对DA和AA的光电化学检测
        4.4.5 NiOOH/Pt/n-Si电极在去离子水中对DA和AA的光电化学检测
        4.4.6 NiOOH/Pt/n-Si电极在去离子水中对DA和AA的干扰检测
        4.4.7 NiOOH/Pt/n-Si电极的稳定性与重现性
    4.5 本章小结
    参考文献
第五章 结论和展望
    5.1 结论
    5.2 展望
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致谢



本文编号：3789551