貴金屬-聚己內(nèi)酯@聚吡咯復(fù)合納米材料構(gòu)建的電學(xué)傳感器及其應(yīng)用.pdf

1、納米材料是指在三維空間中至少有一維處于納米尺度范圍(1-100nm)或由它們作為基本單元構(gòu)成的材料。由于其粒子尺寸小、表面的體積分?jǐn)?shù)較大、表面的化學(xué)鍵狀態(tài)和電子態(tài)與顆粒內(nèi)部不同、表面原子配位不全，導(dǎo)致表面的活性位置增加，使它具備了作為催化劑的基本條件，是一種極好的催化劑。目前納米材料大致可分為納米粉末、納米纖維、納米膜、納米塊體四類(lèi)。本研究所關(guān)注的納米纖維是指直徑為納米尺度而長(zhǎng)度較大的線狀材料，可用于微導(dǎo)線、微光纖材料、新型激光或發(fā)光二

2、極管等材料，具有極廣泛的應(yīng)用前景。而本研究所采用的靜電紡絲法是目前制備無(wú)機(jī)物納米纖維的一種簡(jiǎn)單易行的方法，其制備的納米纖維具有高比表面積，高孔隙度等優(yōu)點(diǎn)。
　　貴金屬納米材料是納米材料一個(gè)重要的組成部分，由于其將金屬獨(dú)特的物理化學(xué)性質(zhì)與納米材料的特殊性能有機(jī)結(jié)合起來(lái)，具有更多其他納米材料不具備的獨(dú)特性質(zhì)，將其引入電化學(xué)傳感器，不僅能提高傳感器對(duì)待測(cè)物的催化性能，提升選擇性，還能增加反應(yīng)活性位點(diǎn)提高靈敏度。因而基于金屬納米材料修飾的

3、傳感器已成為該應(yīng)用研究領(lǐng)域的熱點(diǎn)。由于鉑、金和銀等貴金屬納米粒子在反應(yīng)中易團(tuán)聚，為抑制納米粒子的團(tuán)聚，將其沉積在聚合物表面是一種常見(jiàn)的有效的方法。
　　聚吡咯(Polypyrrole，PPy)，是一種重要的雜環(huán)共軛型導(dǎo)電高分子聚合物，具有良好的導(dǎo)電性能、氧化還原性質(zhì)、電子傳輸能力和優(yōu)異的穩(wěn)定性，在傳感器應(yīng)用研究中，既可直接作為活性基底，又可作為導(dǎo)電高比表面的功能化基底。因?yàn)榫哂兄苽涔に嚭?jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，使得其具有多種應(yīng)用的潛力而成為國(guó)內(nèi)

4、外研究的熱點(diǎn)。
　　基于上述的論述，本論文立足于制備基于貴金屬納米粒子（銀，金，鉑）-聚吡咯復(fù)合納米纖維材料，并研究它們的電化學(xué)性能，探索了它們對(duì)雙氧水(H2O2)，尿酸(UA），甲醇(CH3OH)的電化學(xué)催化、檢測(cè)及實(shí)際應(yīng)用研究。本論文主要包含以下三方面工作:
　　1.運(yùn)用靜電紡絲技術(shù)，光誘導(dǎo)法以及一步氧化還原法制備了具有核殼結(jié)構(gòu)的銀@聚吡咯/聚己內(nèi)酯@聚吡咯(Ag@PPy/PCL@PPy)復(fù)合納米材料。此復(fù)合材料具有可量

5、產(chǎn)，Ag NPs分散均勻，在空氣中穩(wěn)定性高等優(yōu)點(diǎn)。并將該復(fù)合材料用于H2O2檢測(cè)，結(jié)果表明該修飾電極對(duì)H2O2具有良好的催化性能，其檢測(cè)的線性范圍是0.01mM-3.5mM，檢測(cè)限是1μM(S/N=3)，并且干擾實(shí)驗(yàn)顯示此修飾電極具有良好的選擇性及穩(wěn)定性。
　　2.運(yùn)用靜電紡絲技術(shù)，一步氧化還原法制備了金/聚己內(nèi)酯@聚吡咯(Au/PCL@PPy)復(fù)合納米纖維，構(gòu)造了無(wú)酶UA傳感器。采用FE-SEM，TEM，XPS以及XRD表征了A

6、u/PCL@PPy的結(jié)構(gòu)和特性，利用循環(huán)伏安法(CV)和差分脈沖伏安法(DPV)對(duì)Au/PCL@PPy修飾電極的電催化氧化UA進(jìn)行了探索。由于Au NPs和PPy之間的協(xié)調(diào)作用，該復(fù)合材料對(duì)UA檢測(cè)表現(xiàn)出靈敏度高，檢測(cè)限低，線性范圍寬等優(yōu)點(diǎn)，并且可在大量抗壞血酸(AA)存在的條件下檢測(cè)UA，可運(yùn)用到實(shí)際樣品尿液中檢測(cè)UA。
　　3.運(yùn)用靜電紡絲技術(shù)，氧化還原和電沉積法制備了鉑/聚己內(nèi)酯@聚吡咯(Pt/PCL@PPy)復(fù)合納米材料。