新型三维金属氧（硫）化物基催化材料在电/光电传感中的应用研究
发布时间：2021-09-21 22:09
随着现代生活水平的提高,人们的身体健康俨然已成为重点关注的问题。寻求简单、快速、灵敏的方法实现对药物分子及生物小分子的准确测定对于临床医学、环境监测和食品安全等具有重要意义,也因此成为研究人员的关注热点。电/光电化学传感技术具有操作简单、响应速度快、灵敏度高、成本低等优点在分析物的痕量测定中表现出很大的优势。开发具有优异电/光电化学性能的催化材料是研究的重点。本论文通过调控材料形貌、控制元素比例及反应条件,设计并制备了四种以金属氧（硫）化物为基础的功能型复合材料,包括电催化剂3D多孔Co,N-MoO2/MoC纳米棒、3D层级NiS/Ni/C中空微球和3D层级SnS@Co,N-C中空微棒以及光电催化剂3D Bi/ZnSnO3中空微球异质结材料,建立了相应的电/光电化学分析方法,实现了对对乙酰氨基酚、血清素、肾上腺素及它们的重要合成前体和水解产物的同时电化学测定,通过待测物与电极表面的特定相互作用实现了对肾上腺素的无标记的高灵敏高选择性的光电化学检测,主要开展内容如下:1.以MoO3纳米棒为模板,通过在高温下煅烧核-壳结构的...
【文章来源】：辽宁大学辽宁省 211工程院校
【文章页数】：135 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
各种MOF衍生的复杂纳米结构材料示意图
第1章绪论7图1.2半导体材料的光电流产生机理Fig.1.2Themechanismofphotocurrentgenerationofsemiconductormaterials近年来，由于人们对EP在生物体神经系统中的重要作用有了更深刻的认识，所以对于其的高灵敏的光电化学检测也引起了科研人员的研究兴趣。Santos等人[82]制备了一种由双（亚乙基二硫代）四硫富瓦烯敏化的DNA和TiO2纳米颗粒，作为光电催化剂在LED光照射下检测EP。经光照后，敏化剂的电子转移到TiO2的导带，EP的加入可以充当空穴的清除剂从而促进电荷的分离，产生光电流，这是第一个关于EP测定的PEC传感器。Freires等人[83]还开发了一种基于氧化还原蛋白细胞色素c修饰的CdSe/ZnS核-壳量子点的PEC传感器用于测定EP。细胞色素c可以有效地促进的光生载流子的转移并作为氧化还原探针来感测EP，获得的检出限为2.0nmol/L。尽管取得了一些进展，但是文献中关于EP及其他药物和生物小分子的PEC测定的报道仍然是很少的。此外，在没有任何辅助的情况下，很难通过PEC传感器区分具有相似氧化还原电势和结构的目标分析物[84]，这就导致许多PEC传感器的选择性很差。而一些生物识别单元，如：酶、抗体和适配体等的引入不但成本高，而且还费时[85-87]。因此，巧妙的设计光电极材料，构建无标记的高灵敏高选择性的EP的PEC传感器仍是一个巨大的挑战。理想的光电活性材料应满足以下要求：合适的能带边缘位置、充足的可见光利用率、优异的抗光腐蚀性、光稳定性、低成本、易制备[88]。半导体材料由于储量丰富、成本低廉、具有独特的光学和电化学性能而被广泛研究和应用。半导体材料优异的性能主要是由其自身的能级结构决定的，它不仅决定了材料的光吸收能力，而且还决定了该材料的氧化还原能力[89]。在PEC检测体系中，通常认为具有宽禁?
第2章3D多孔Co,N共掺杂MoO2/MoC纳米棒修饰电极同时检测对乙酰氨基酚和对氨基酚13表2.1实验仪器Table2.1Experimentalinstrument仪器名称型号厂商扫描电子显微镜(SEM-EDS)SU8000日本HITACHI透射电子显微镜(TEM)JEM-2100日本JEOLX射线衍射仪(XRD)D5000德国SiemensX射线光电子能谱(XPS)ESCALAB250Xi美国Thermo电化学工作站CHI660D中国上海辰华2.2.3MoO3纳米棒的制备首先，2.4gNa2MoO4·2H2O溶解在50.0mL去离子水中，随后，将4.0mol/LHNO3缓慢滴加到上述溶液中，直到pH为1。将混合溶液倒入高压反应釜中，并在180°C下保持24h。然后，通过离心收集白色沉淀物，并用去离子水重复洗涤以除去残留的化学物质，并在60°C下干燥12h，得到MoO3纳米棒。2.2.43D多孔Co,N-MoO2/MoC纳米棒的制备将0.3gMoO3纳米棒和1.095gCo(NO3)2·6H2O溶解在30.0mL甲醇中。在剧烈搅拌下，将含有1.23g2-MIM的30.0mL甲醇溶液快速倒入上述溶液中。搅拌6h后，形成紫色沉淀。通过离心获得紫色沉淀物，并用甲醇反复洗涤，并在60℃下干燥，得到MoO3@ZIF-67粉末。将MoO3@ZIF-67粉末在N2气氛下800°C退火3h，获得3DCo,N-MoO2/MoC复合材料。材料的制备过程如图2.1所示：图2.13D多孔Co,N-MoO2/MoC纳米棒的制备过程Fig.2.1Thefabricationprocessfor3DporousCo,N-MoO2/MoCnanorods
【参考文献】：
博士论文
[1]金属有机框架衍生的复合电催化剂的制备及分解水性能研究[D]. 李晓.东北师范大学 2018
本文编号：3402583
【文章来源】：辽宁大学辽宁省 211工程院校
【文章页数】：135 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
各种MOF衍生的复杂纳米结构材料示意图
第1章绪论7图1.2半导体材料的光电流产生机理Fig.1.2Themechanismofphotocurrentgenerationofsemiconductormaterials近年来，由于人们对EP在生物体神经系统中的重要作用有了更深刻的认识，所以对于其的高灵敏的光电化学检测也引起了科研人员的研究兴趣。Santos等人[82]制备了一种由双（亚乙基二硫代）四硫富瓦烯敏化的DNA和TiO2纳米颗粒，作为光电催化剂在LED光照射下检测EP。经光照后，敏化剂的电子转移到TiO2的导带，EP的加入可以充当空穴的清除剂从而促进电荷的分离，产生光电流，这是第一个关于EP测定的PEC传感器。Freires等人[83]还开发了一种基于氧化还原蛋白细胞色素c修饰的CdSe/ZnS核-壳量子点的PEC传感器用于测定EP。细胞色素c可以有效地促进的光生载流子的转移并作为氧化还原探针来感测EP，获得的检出限为2.0nmol/L。尽管取得了一些进展，但是文献中关于EP及其他药物和生物小分子的PEC测定的报道仍然是很少的。此外，在没有任何辅助的情况下，很难通过PEC传感器区分具有相似氧化还原电势和结构的目标分析物[84]，这就导致许多PEC传感器的选择性很差。而一些生物识别单元，如：酶、抗体和适配体等的引入不但成本高，而且还费时[85-87]。因此，巧妙的设计光电极材料，构建无标记的高灵敏高选择性的EP的PEC传感器仍是一个巨大的挑战。理想的光电活性材料应满足以下要求：合适的能带边缘位置、充足的可见光利用率、优异的抗光腐蚀性、光稳定性、低成本、易制备[88]。半导体材料由于储量丰富、成本低廉、具有独特的光学和电化学性能而被广泛研究和应用。半导体材料优异的性能主要是由其自身的能级结构决定的，它不仅决定了材料的光吸收能力，而且还决定了该材料的氧化还原能力[89]。在PEC检测体系中，通常认为具有宽禁?
第2章3D多孔Co,N共掺杂MoO2/MoC纳米棒修饰电极同时检测对乙酰氨基酚和对氨基酚13表2.1实验仪器Table2.1Experimentalinstrument仪器名称型号厂商扫描电子显微镜(SEM-EDS)SU8000日本HITACHI透射电子显微镜(TEM)JEM-2100日本JEOLX射线衍射仪(XRD)D5000德国SiemensX射线光电子能谱(XPS)ESCALAB250Xi美国Thermo电化学工作站CHI660D中国上海辰华2.2.3MoO3纳米棒的制备首先，2.4gNa2MoO4·2H2O溶解在50.0mL去离子水中，随后，将4.0mol/LHNO3缓慢滴加到上述溶液中，直到pH为1。将混合溶液倒入高压反应釜中，并在180°C下保持24h。然后，通过离心收集白色沉淀物，并用去离子水重复洗涤以除去残留的化学物质，并在60°C下干燥12h，得到MoO3纳米棒。2.2.43D多孔Co,N-MoO2/MoC纳米棒的制备将0.3gMoO3纳米棒和1.095gCo(NO3)2·6H2O溶解在30.0mL甲醇中。在剧烈搅拌下，将含有1.23g2-MIM的30.0mL甲醇溶液快速倒入上述溶液中。搅拌6h后，形成紫色沉淀。通过离心获得紫色沉淀物，并用甲醇反复洗涤，并在60℃下干燥，得到MoO3@ZIF-67粉末。将MoO3@ZIF-67粉末在N2气氛下800°C退火3h，获得3DCo,N-MoO2/MoC复合材料。材料的制备过程如图2.1所示：图2.13D多孔Co,N-MoO2/MoC纳米棒的制备过程Fig.2.1Thefabricationprocessfor3DporousCo,N-MoO2/MoCnanorods
【参考文献】：
博士论文
[1]金属有机框架衍生的复合电催化剂的制备及分解水性能研究[D]. 李晓.东北师范大学 2018
本文编号：3402583
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/zidonghuakongzhilunwen/3402583.html
