銀納米粒子樹狀分子復(fù)合納米材料的制備及其在電分析化學(xué)中的應(yīng)用研究.pdf

1、電化學(xué)傳感器以其反應(yīng)速度快、靈敏度高、穩(wěn)定性好、能夠定量分析，易微型化、成本低等優(yōu)勢而備受研究者的青睞，并且其在化學(xué)化工、生物技術(shù)、醫(yī)學(xué)、環(huán)保等領(lǐng)域均有廣泛應(yīng)用。
　　納米材料被稱為“21世紀(jì)最有前途的材料”，由于其本身具有不同的形狀、尺寸、組成、量子尺寸效應(yīng)、小尺寸效應(yīng)及表面效應(yīng)，而呈現(xiàn)出許多優(yōu)異特性;如:比表面積大、表面反應(yīng)活性高、催化率高、吸附能力強(qiáng)等，使其成為研究者關(guān)注的前沿。在納米材料中，金屬納米粒子由于其重要性質(zhì)和多重

2、應(yīng)用更加引起研究者的興趣;金屬納米粒子比表面積大、自由能高，其修飾電極時(shí)，可使電極靈敏度顯著增加;銀納米粒子以其良好的化學(xué)穩(wěn)定性、導(dǎo)電性和催化活性引起廣大關(guān)注;將銀納米粒子引入修飾電極實(shí)現(xiàn)對某些物質(zhì)的快速檢測大有可為。樹狀分子是當(dāng)前正在蓬勃發(fā)展的新型合成高分子。樹狀分子有三個(gè)基本的結(jié)構(gòu)特征:一個(gè)核、重復(fù)的分支單元、末端官能團(tuán)，高代樹狀分子大多是球形結(jié)構(gòu)，內(nèi)部具有空腔結(jié)構(gòu)。樹狀分子的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)使其具有獨(dú)特的性質(zhì)，在表面活性劑、納米材料模板、

3、基因載體、膜材料方面顯示出廣闊的應(yīng)用前景。以樹狀分子為模板制備的納米材料，不僅穩(wěn)定，而且納米粒子的尺寸及尺寸分布都能得以控制，并且能夠保持納米粒子的催化性能及光性能。碳納米管自1991年被發(fā)現(xiàn)以來，因其獨(dú)特的力學(xué)、電子特性及化學(xué)穩(wěn)定性，成為世界范圍內(nèi)的研究熱點(diǎn)之一。
　　本論文的工作致力于銀納米粒子樹狀分子復(fù)合材料的制備及其在電分析化學(xué)的應(yīng)用研究。主要內(nèi)容分為以下幾個(gè)部分:
　　一、葡萄糖在AgNPs/PAMAM/MWNTs

4、/GCE修飾電極上的電化學(xué)氧化研究
　　本文利用多壁碳納米管修飾玻碳電極，并使修飾在電極表面的羧基化碳納米管與外圍帶有氨基的2代樹狀分子PAMAM充分絡(luò)合，在多壁碳納米管、PAMAM修飾電極上電沉積Ag納米粒子，并以此為工作電極，實(shí)現(xiàn)對葡萄糖電化學(xué)氧化行為的研究。在葡萄糖的氧化機(jī)理研究中，通過循環(huán)伏安法、交流阻抗法、計(jì)時(shí)電流法等電化學(xué)表征，修飾電極表現(xiàn)出較好的催化活性，實(shí)驗(yàn)證明共價(jià)結(jié)合制得的修飾電極穩(wěn)定不易脫落，響應(yīng)速度快，信號(hào)好

5、，葡萄糖的最初的催化氧化是通過AgO來完成的，而葡萄糖氧化的中間產(chǎn)物的氧化則是通過Ag2O分步完成的。該方法有助于更清楚的理解葡萄糖的氧化機(jī)理。
　　二、以樹狀分子為模板制備Ag-DNCs復(fù)合納米材料及其性能研究
　　本工作主要是合成和表征一種新的復(fù)合納米材料，以4.5代樹狀分子為模板，該樹狀分子為球形結(jié)構(gòu)，內(nèi)部具有空穴，其內(nèi)部氨基可以與銀離子絡(luò)合，本論文以AgNO3為原料，硼氫化鈉為還原劑，制得Ag-G4.5復(fù)合納米粒子。

6、研究了Ag-G4.5復(fù)合納米材料生成過程中的一些影響因素，如Ag+與PAMAM摩爾比、反應(yīng)時(shí)間等，并用紫外-可見光譜、透射電鏡、X射線光電子能譜等對所制備的納米材料進(jìn)行表征。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)當(dāng)Ag+與PAMAM摩爾比為30∶1，在中性條件下，避光攪拌絡(luò)合6h，加入NaBH4與溶液中Ag+摩爾比為2∶1時(shí)，成功制備出了粒徑在3-4 nm左右，分散性良好的Ag-G4.5復(fù)合納米材料。我們完成微分脈沖陽極溶出分析是在玻碳電極表面，以飽和甘汞電極電極作

7、為參比電極，鉑電極作為輔助電極。在3.8×10-11～3.8×10-9 M濃度范圍內(nèi)，呈現(xiàn)良好的線性，線性相關(guān)系數(shù)為0.9801，最低檢測限為1.14×10-12 M，實(shí)驗(yàn)操作方法簡單、靈敏、穩(wěn)定性好，具備作為電化學(xué)標(biāo)記物的優(yōu)勢，可應(yīng)用于生物醫(yī)學(xué)等方向。
　　三、補(bǔ)篇:L-酪氨酸在鉻黑T修飾電極上的電化學(xué)行為研究
　　本文用電聚合法制備了鉻黑T膜修飾玻碳電極(PEBT/GCE)。研究了L-酪氨酸(L-Tyr)在該修飾電極上的

8、電化學(xué)行為，探討了不同緩沖溶液、pH以及掃描速率等的影響。實(shí)驗(yàn)表明:在pH=2.0的NaH2PO4-H3PO4支持電解質(zhì)中，L-Tyr在PEBT/GCE上的電化學(xué)氧化反應(yīng)是一不可逆過程，于0.933V(vs.SCE)處產(chǎn)生一個(gè)靈敏的氧化峰，峰電流大大增加。氧化峰電流與L-Tyr的濃度在9.0×10-5～7.0×10-4 mol/L范圍內(nèi)呈良好的線性關(guān)系，線性方程為ip(μA)=0.0163c(μmol/L)+2.429，相關(guān)系數(shù)為R2=