基于纳米碳管电化学传感器的制备及应用

论文摘要

本文研究了在以电化学方法电沉积铁为催化剂在石墨基体上直接生长纳米碳管（CNTs）上,自沉积纳米Au颗粒,制备非酶传感器对葡萄糖进行检测的应用;研究了基于上述纳米碳管的酶生物传感器的制备以及对有机磷农药的检测应用。主要工作和取得成果如下:（1）CNTs的制备:研究了采用电化学方法电沉积Ni、电沉积Fe作为催化剂,在石墨基体上直接生长一维碳材料的方法。结果表明,用电沉积Ni为催化剂得到的是碳纤维,而电沉积Fe得到的是纯度高、质量好、直径分布均匀的纳米碳管,可作为非酶和酶传感器的优良载体。（2）首次以直接生长的纳米碳管为载体,采用自沉积的方法,在自沉积Au的基础上,再电沉积Cu后制备成S-Cu-Au/CNTs/C电极。实验结果表明,该电极对葡萄糖的催化性能优于用传统方法制备的Cu-Au合金催化性能。在此基础上实现了对1uM-4.8mM浓度的葡萄糖检测,最低检测下限达0.5uM。（3）首次以直接生长的纳米碳管为载体,固定乙酰胆碱酯酶（AChE）制备酶生物传感器,对酶生物传感器的制备条件及最佳工作条件进行了研究,并实现了对敌敌畏、乐果、甲基对硫磷三种有机磷农药的检测:线性检测范围分别是1×10-8-1×10-3（mol/L）、1×10-7-1×10-3（mol/L）、1×10-8-1×10-3（mol/L）。检测下限分别是7.02×10-9mol/L、8.5×10-8mol/L、5.4×10-9mol/L。

论文目录

• 中文摘要
• Abstract
• 目录
• 第一章 绪论
• 1.1 纳米材料发展及其性质
• 1.2 一维碳材料
• 1.3 纳米材料的电催化性能和在生物传感器方面的应用
• 1.4 纳米碳管修饰电极的制备
• 1.5 研究的意义及主要内容
• 第二章 一维碳材料的制备与表征
• 1 药品及设备
• 1.1 实验药品
• 1.2 设备及装置图
• 2 一维碳材料的制备
• 2.1 碳纤维制备
• 2.2 纳米碳管的制备
• 3 结果与讨论
• 3.1 碳纤维的制备
• 3.2 以电沉积铁为催化剂制备纳米碳管
• 4 本章小结
• 第三章 基于纳米碳管自沉积纳米金非酶传感器的制备以及对葡萄糖的检测应用
• 1 药品及设备
• 1.1 实验药品
• 1.2 设备
• 2 非酶传感器的制备以及对葡萄糖的检测
• 2.1 S-Cu-Au/CNTs/C电极的制备和表征
• 2.2 葡萄糖在Cu-Au/CNTs/C电极上的电化学行为和检测
• 2.3 S-Cu-Au/CNTs/C电极定量检测葡萄糖
• 2.4 实验原理与方法
• 3 结果和讨论
• 3.1 S-Cu-Au/CNTs/C电极的制备和表征
• 3.2 葡萄糖在Cu-Au/CNTs/C电极上的电化学行为
• 3.3 含Cu量对S-Cu-Au/CNTs/C电极的电催化影响
• 3.4 NaOH对葡萄糖在Cu-Au/CNTs/C电极上的电化学行为影响
• 3.5 S-Cu-Au/CNTs/C电极定量检测葡萄糖性能研究
• 3.6 S-Cu-Au/CNTs/C电极抗干扰性研究
• 3.7 S-Cu-Au/CNTs/C电极稳定性研究
• 4 本章小结
• 第四章 基于纳米碳管酶生物传感器的制备 以及对有机磷农药的检测
• 1 实验部分
• 1.1 实验所需药品
• 1.2 所需仪器设备
• 1.3 乙酰胆碱酯酶生物传感器的制备
• 1.4 生物传感器对农药检测的原理与方法
• 2 结果与讨论
• 2.1 AChE-CNTs/C生物传感器的电化学特性
• 2.2 AChE-CNTs/C电极的电化学行为
• 2.3 实验条件的优化
• 2.4 底物（AsCh）浓度对响应电流的影响
• 2.5 有机磷农药的测定
• 2.6 AChE-CNTs/C生物传感器的使用寿命
• 3. 本章小结
• 第五章 结论
• 参考文献
• 缩写词
• 致谢
• 作者简历