铜碳复合纳米纤维的制备及其在对苯二酚生物传感器中的研究
本文选题:静电纺丝 切入点:对苯二酚 出处:《江南大学》2017年硕士论文 论文类型:学位论文
【摘要】:污水中所含对苯二酚因其危害极大而引起广泛关注,对污水中对苯二酚的监测具有重大意义。生物传感器因其灵敏度高、简便易携便于在线监测、响应快等优势被应用于对苯二酚的监测中。寻找新型先进的材料是生物传感器发展的一个重点研究领域。近年来,由不同化学组分组成的纳米结构材料颇受重视,它们的制备、属性和应用都引起了大家很大的兴趣。本文以铜碳复合纳米材料为载体制备了三种新型复合纳米材料,并将其应用于漆酶生物传感器以检测污水中的对苯二酚。具体研究内容如下:(1)通过静电纺丝、碳化和溶剂热的方法得到了负载TiO_2的铜碳复合纳米纤维,并在此基础上与漆酶、Nafion(一种全氟磺酸阳离子交换剂)、一起制备了一个新的生物传感器。TiO_2的引入显著提高了对苯二酚生物传感器的电催化性能。此外,该生物传感器的循环伏安图显示出了一对良好的氧化还原峰,表明该电化学行为是一个表面控制过程。通过计时电流法测试,得知该生物传感器具有高选择性、良好的重复性和稳定性,其线性范围为1 89.9μM,检测限为3.65μM(S/N=3),灵敏度为24.6μA/mM。(2)通过静电纺丝、碳化和溶剂热的方法在CuCNFs复合纳米纤维上修饰掺杂了Ag的TiO_2纳米粒子(Ag-TiO_2),制备得到一种新型纳米材料。采用了扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射(XRD)、傅里叶红外光谱(FTIR)和交流阻抗(EIS)对其组分进行了表征。通过循环伏安法(CV)和计时安培法对该复合材料与漆酶、Nafion混合制得的对苯二酚生物传感器的电化学行为进行了表征,结果显示该生物传感器具有较宽的线性范围(1.20 176.50μM)、较好的选择性、重复性、重现性和储存稳定性。(3)采用简单高效的方法制备得到PANI/CuCNFs并将其应用于检测对苯二酚的漆酶生物传感器。采用SEM、TEM、XRD和FTIR对制备的复合纳米材料的表面形貌和组成成分进行了表征分析,使用EIS和CV对构筑的生物传感器进行了电化学研究分析。结果显示该生物传感器具有高选择性、重现性、重复性、灵敏度(41.65μA/mM)和低检测限(2.37μM),其线性范围为500nM到110μM。
[Abstract]:Hydroquinone contained in sewage has attracted wide attention because of its great harm, which is of great significance to the monitoring of hydroquinone in sewage. Biosensor is simple, easy to carry and easy to monitor online because of its high sensitivity. The advantages of fast response have been applied to the monitoring of hydroquinone. Finding new and advanced materials is an important research field in the development of biosensors. In recent years, nanostructured materials composed of different chemical components have received considerable attention. Properties and applications have attracted great interest. In this paper, three novel composite nanomaterials were prepared on the basis of copper-carbon composite nanomaterials. It was applied to laccase biosensor to detect hydroquinone in wastewater. The specific research contents are as follows: (1) Copper-carbon composite nanofibers loaded with TiO_2 were obtained by electrospinning, carbonization and solvothermal methods. On this basis, a new biosensor, TiO-2, was prepared together with laccase, Nafion (a perfluorosulfonic acid cation exchanger), and the electrocatalytic performance of hydroquinone biosensor was significantly improved by the introduction of the biosensor. The cyclic voltammetry of the biosensor shows a good redox peak, which indicates that the electrochemical behavior is a surface control process. The linear range is 1 渭 m ~ 89.9 渭 M, the detection limit is 3.65 渭 m ~ (-1) S / N ~ (-1) N ~ (3 +) and the sensitivity is 24.6 渭 A / m ~ (2) M 路m ~ (2). A new type of nano-material was prepared by means of carbonization and solvothermal modification of Ag doped TiO_2 nano-particles (Ag-TiO2N) on CuCNFs composite nanofibers. Scanning electron microscopy (SEM), transmission electron microscopy (TEM), X-ray diffraction (TEM) and Fourier transform (FTIR) were used to prepare a new type of nano-material, which was characterized by scanning electron microscopy (SEM), transmission electron microscopy (TEM), X-ray diffraction (XRD) and Fourier transform (FT). The composition was characterized by FTIR and EIS. The electrochemical behavior of the hydroquinone biosensor was characterized by cyclic voltammetry (CV) and chronoamperometric method. The results show that the biosensor has a wide linear range of 1.20 ~ 176.50 渭 m ~ (-1), good selectivity and repeatability. PANI/CuCNFs was prepared by simple and efficient method and applied to the laccase biosensor for the detection of hydroquinone. The surface morphology and composition of the prepared composite nanomaterials were investigated by SEMMOTEM and FTIR. The characterization analysis was carried out. Electrochemical analysis of the biosensor was carried out by using EIS and CV. The results showed that the biosensor had high selectivity, reproducibility, reproducibility, sensitivity of 41.65 渭 A / mMM) and low detection limit of 2.37 渭 M0.The linear range of the biosensor was from 500nM to 110 渭 M.
【学位授予单位】:江南大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TP212.3;TQ342.8;TB383.1
【相似文献】
相关期刊论文 前10条
1 吴西梅,刘欣,陈永泉;生物传感器的研制及在食品工业中的应用[J];广州食品工业科技;2001年02期
2 李真;戴媛静;陈曦;;生物传感器及其在环境分析中的应用[J];福建分析测试;2001年03期
3 李彦文,杨仁斌,郭正元;生物传感器在环境污染物检测中的应用[J];环境科学动态;2004年01期
4 王锋;樊先平;王民权;;光学生物传感器的研究进展[J];材料导报;2004年07期
5 耿敬章,仇农学;生物传感器及其在食品农药残留检测中的应用[J];粮油食品科技;2005年01期
6 周南;;德国生物传感器会议[J];分析试验室;2006年06期
7 李永生;高秀峰;齐娇娜;肖真;;乙醇荧光毛细生物传感器的研究[J];酿酒科技;2006年07期
8 康天放;刘润;鲁理平;程水源;;再生丝素固定乙酰胆碱酯酶生物传感器[J];应用化学;2006年10期
9 陈俭霖;;生物传感器在环境监测中的应用及发展前景[J];污染防治技术;2006年03期
10 ;第十届世界生物传感器大会将在上海召开[J];物理化学学报;2007年09期
相关会议论文 前10条
1 崔传金;吴海云;左月明;;生物传感器研究进展及发展趋势[A];纪念中国农业工程学会成立30周年暨中国农业工程学会2009年学术年会(CSAE 2009)论文集[C];2009年
2 莫冰;刘晓为;;浅谈生物传感器在几个主要领域的应用及展望[A];中国传感器产业发展论坛暨东北MEMS研发联合体研讨会论文集[C];2004年
3 薛瑞;康天放;;基于丝素蛋白固定乙酰胆碱酯酶的有机磷和氨基甲酸酯类农药生物传感器的研究[A];第六届全国环境化学大会暨环境科学仪器与分析仪器展览会摘要集[C];2011年
4 李彤;赵纯;;用于水体监测的生物传感器研究进展[A];2012中国环境科学学会学术年会论文集(第一卷)[C];2012年
5 任湘菱;唐芳琼;;光电化学体系构建新型葡萄糖生物传感器[A];中国感光学会影像材料的研究与应用学术研讨会论文集[C];2009年
6 邹琴;李刘冬;;生物传感器在贝毒快速检测中的应用[A];泛珠三角区域渔业经济合作论坛第三次年会会议论文[C];2008年
7 邱筱岷;;生物传感器及其在临床医学中的应用研究[A];中华医学会医学工程学分会第十次学术年会暨2009中华临床医学工程及数字医学大会论文集[C];2009年
8 马芬;张成孝;;多标记型汞离子电化学发光生物传感器的研究[A];中国化学会第十届全国发光分析学术研讨会论文集[C];2011年
9 任湘菱;唐芳琼;;银—金纳米复合颗粒增强的葡萄糖生物传感器[A];第一届全国纳米技术与应用学术会议论文集[C];2000年
10 黄智伟;黄琛;;光纤DNA生物传感器研究动向[A];中国电子学会第七届学术年会论文集[C];2001年
相关重要报纸文章 前10条
1 哈尔滨工业大学 莫冰;四大应用领域,生物传感器技术发展迅速[N];中国电子报;2004年
2 张巍巍;美研制出超灵敏生物传感器[N];科技日报;2012年
3 吴琼;生物传感器迅速成长[N];中国电子报;2000年
4 何屹;新生物传感器可观测细菌生长[N];科技日报;2011年
5 记者 毛黎;人体细胞生物传感器分子机理首次揭开[N];科技日报;2011年
6 记者 何永晋;乌生物传感器研究硕果累累[N];科技日报;2003年
7 白毅 王宇星;我国生物传感器研究获重大进展[N];中国医药报;2006年
8 张佳星;“火眼金睛”窥测基因调控[N];科技日报;2008年
9 汪明;2009年全球生物传感器市场有望突破40亿美元[N];中国医药报;2006年
10 邹争春;漏声表面波生物传感器检测系统构建成功[N];中国医药报;2012年
相关博士学位论文 前10条
1 史大川;恒温型纳米—滚环扩增-SPR传感器快速检测病原微生物的研究[D];第三军医大学;2015年
2 刘蓬勃;提高微流芯片生物传感器检测限的研究[D];大连理工大学;2015年
3 唱凯;Ⅰ:LSAW生物传感器的构建及临床应用研究 Ⅱ:两株罕见致病菌的鉴定[D];第三军医大学;2015年
4 高小尧;基于核酸的生物传感器的研究与应用[D];福州大学;2014年
5 闫志勇;蛋白激酶活性的光电化学生物分析研究[D];青岛大学;2016年
6 张冰;SPR生物传感器及其与电化学联用研究[D];浙江大学;2016年
7 罗鹏;一次性电化学酒精生物传感器的研究[D];重庆医科大学;2009年
8 卫银银;新型葡萄糖生物传感器的构筑、机理及应用研究[D];华东师范大学;2011年
9 刘盛平;基于支撑双分子层膜的智能生物传感器系统研究[D];重庆大学;2003年
10 曹淑瑞;纳米复合材料固载生物氧化酶构建高灵敏电流型酶生物传感器的研究[D];西南大学;2013年
相关硕士学位论文 前10条
1 付家鹏;改性纤维素纳米纤维的邻苯二酚生物传感器研究[D];江南大学;2015年
2 褚一岚;二维硫化钼/石墨烯复合材料生物传感器制备及应用研究[D];浙江大学;2016年
3 方诣;维持酶蛋白自然构型的新型葡萄糖生物传感器电极的研究[D];南京师范大学;2013年
4 顾万通;城市河流底泥污染物指示性微生物研究及生物传感器的构建[D];哈尔滨师范大学;2016年
5 陈瑶瑶;基于信号放大的生物传感器在生化分析中的应用[D];青岛科技大学;2016年
6 冯雪;基于聚苯胺—石墨烯复合物的电化学生物传感器的构筑和性能研究[D];浙江大学;2016年
7 陈宝平;扫描电化学显微镜生物传感信号放大技术的研究[D];华东师范大学;2016年
8 赵倩;基于生物传感器的MERS冠状病毒蛋白酶检测模型及其应用[D];安徽医科大学;2016年
9 胡冬萍;基于G-四链体及其荧光探针构建的UDG生物传感器[D];广东工业大学;2016年
10 章溪;几种DNA生物传感器用于微小RNA和真菌毒素的检测[D];福建医科大学;2015年
,本文编号:1638261
本文链接:https://www.wllwen.com/kejilunwen/zidonghuakongzhilunwen/1638261.html