新型纳米材料的合成及在葡萄糖传感器中的应用分析-synthesis of new nano-materials and analysis of their application in glucose sensors.docxVIP

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新型纳米材料的合成及在葡萄糖传感器中的应用分析-synthesis of new nano-materials and analysis of their application in glucose sensors

学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定,同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅。本人授权闽南师范大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于1、必威体育官网网址□,在年解密后适用本授权书。2、不必威体育官网网址□√。(请在以上相应方框内打“√”)作者签名:日期:年月日导师签名:日期:年月日摘要摘要纳米材料由于其特殊的微观结构而具备一系列特殊的物理、化学性质。制备新型纳米材料及复合材料并将其用于高灵敏、高选择性电化学生物传感器的构建越来越受到科学工作者的关注。本文合成了CdSe@CdS量子点、Graphene-CuO、三种不同形貌的CuO、MWNTs-CuO等纳米材料并用于构建新型的电化学传感器,研究葡萄糖在电极上的电催化氧化,研究了传感器的电化学行为。研究结果如下:(1)以葡萄糖氧化酶(GOD)为研究对象,采用多壁碳纳米管-壳聚糖(MWCNTs-Chit)和CdSe@CdS量子点复合膜将GOD固定在玻碳电极表面得到MWCNTs-Chit/GOD/CdSe@CdS/GCE。通过循环伏安法对修饰电极进行表征,GOD表现出了一对形态良好且可逆的氧化还原峰;同时还探讨了传感器对葡萄糖的电催化氧化。实验结果表明:传感器对葡萄糖的线性响应范围为1.6×10-4-5.6×10-3M,检测限为2.5×10-5M。(2)采用原位化学合成法制备了Graphene-CuO纳米复合材料,并用TEM、XRD、Raman对其结构和形态进行表征。以Nafion为固定剂将复合材料修饰于玻碳电极(GCE)表面制备了一种新型无酶葡萄糖传感器,并通过电化学测试得到其对葡萄糖检测的线性响应范围为2μM至0.6mM,灵敏度为1480μAmM-1cm-2,检测限为0.29μM(S/N=3),且具有较好的稳定性和选择性。(3)合成了三种不同形貌的CuO(纳米颗粒、纳米片、纳米棒)纳米材料,并将其用于无酶葡萄糖传感器的制备,比较三种纳米材料对葡萄糖的电催化性能,发现颗粒状纳米CuO对葡萄糖的电催化效果最好。这是由于颗粒状的CuO尺寸小、结晶度好,比表面积大、电子转移速率快等优点。(4)采用一步合成法制备了MWNTs-CuO纳米复合材料并用于构筑无酶葡萄糖传感器,通过循环伏安曲线、电流-时间曲线检测该电极电化学特性。检测线性响应范围0.01至0.25mM,灵敏度2714.28μAmM-1cm-2,检测限0.56μM(S/N=3)。关键词:葡萄糖传感器;CdSe@CdS量子点;Graphene-CuO纳米复合材料;不同形貌的CuO纳米材料;MWNTs-CuO纳米复合材料AbstractABSTRACTNanomaterialshavespecialmicrostructure,whichresultsinaseriesofspecialphysicalandchemicalproperties.Scientistsarepayingmoreandmoreattentiontopreparenewnanomaterialsandcompositesandusedtobuildhigh-sensitivity,highselectivityofelectrochemicalbiosensor.Inthispaper,theCdSe@CdSquantumdots,threedifferentnanostructuresofCuO,MWNTs-CuOnanocompositesandgraphene-CuOnanocompositesweresynthesizedandusedtofabricateamperometricglucosesensor.Theelectrocatalyticpropertiesofthesensorsbasedontheseelectrodestotheglucoseoxidationwereinvestigated.Theexperimentalresultsasfollows:MWCNTs-Chit/GOD/CdSe@CdS/GCEelectrodewasconstructedbyimmobilizingGODintheMWCNTs-ChitandCdSe@CdScompositemembrane,andthedirectelectrontransferofGODontheMWCNTs-Chit/GOD/CdSe@CdS/GCEelectrodewasinvestigated.Meanwhile,theelectrocatalyticoxidationtoglucoseofbiosensorwasalsodisc

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