凹凸棒粘土修饰电极在电化学传感器中的应用

论文摘要

天然凹凸棒粘土（ATP）具有很好的稳定性、吸附性和离子交换能力,在石油钻井、污水处理、缓释化肥、药物添加剂、化学传感器等领域有广泛的应用前景。因此,凹凸棒粘土是材料领域的研究热点之一。本文以凹凸棒粘土作为基底,分别把亚甲基蓝染料、辣根过氧化酶、银纳米粒子等修饰到玻碳电极表面,利用循环伏安法对修饰电极的电化学性质进行了研究。论文主要内容如下：（1）凹凸棒粘土/聚亚甲基蓝复合膜的制备及电催化性质在含亚甲蓝的磷酸盐缓冲溶液中,利用循环伏安法扫描,在经预处理的凹凸棒粘土玻碳电极表面形成聚合物薄膜。该电极对抗坏血酸（AA）的电化学氧化有催化作用,氧化峰电流与抗坏血酸的浓度在1.0×10-5M-5.0×10-2 M范围内呈良好的线性关系,对抗坏血酸的检出限为1.0μM,此法能够有效排除尿酸对抗坏血酸的干扰。另外,利用紫外可见光谱法探讨了复合膜的形成机理。（2）凹凸棒粘土/辣根过氧化物酶生物传感器的制备及性质利用凹凸棒粘土负载辣根过氧化酶（HRP）,制备过氧化氢生物传感器。凹凸棒粘土能够为酶分子提供生物相容良好的微环境,增加HRP分子与电极表面的接触面积,促进HRP和电极之间的电子转移。该生物传感器用原子力显微镜表征形貌,用循环伏安法研究电化学性质。结果表明：该生物传感器性质稳定,对过氧化氢响应的线性范围为5μM-0.3mM,检测限为5μM。（3）凹凸棒粘土/银纳米粒子过氧化氢传感器的制备及性质以凹凸棒粘土为载体,利用电沉积Ag纳米粒子制备了H2O2传感器。一系列实验结果表明：由于细小的银纳米粒子均匀分布在凹凸棒粘土表面,使该传感器对H2O2具有优异的催化性能,能够在2s内达到稳态电流、检测范围为10.0μM到21.53 mM、检测限为2.4μM。

论文目录

• 中文摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• §1.1 引言
• §1.2 凹凸棒粘土概述
• §1.2.1 凹凸棒粘土的物理和化学性质
• §1.2.2 凹凸棒粘土晶体纳米尺度的力学性质
• §1.3 凹凸棒粘土的应用领域
• 1.3.1 凹凸棒粘土在石油化工工业中的应用
• 1.3.2 凹凸棒粘土在农业中的应用
• 1.3.3 凹凸棒粘土在环保中的应用
• 1.3.4 凹凸棒粘土在医药领域中的应用
• §1.4 电化学传感器的原理及分类
• §1.5 电化学传感器的发展趋势
• §1.6 凹凸棒粘土在电化学传感器中的应用
• §1.7 本论文的选题背景和主要内容
• 参考文献
• 第二章 凹凸棒粘土/聚亚甲基蓝复合膜的制备及电催化性质
• §2.1 引言
• §2.2 实验部分
• 2.2.1 实验试剂
• 2.2.2 实验仪器
• 2.2.3 凹凸棒的提纯
• 2.2.4 紫外-可见光谱测量样品的制备
• 2.2.5 修饰电极的制备
• §2.3 结果与讨论
• 2.3.1 紫外-可见吸收光谱表征
• 2.3.2 聚亚甲基蓝-凹凸棒电极的制备
• 2.3.3 PMB-ATP电极对抗坏血酸的催化氧化
• 2.3.4 溶液pH值对PMB-ATP/GC电极催化性能的影响
• 2.3.5 PMB-ATP/GC电极性能参数的测定
• 2.3.6 抗干扰测试
• §2.4 本章小结
• 参考文献
• 第三章 凹凸棒粘土/辣根过氧化物酶生物传感器的制备及性质
• §3.1 引言
• §3.2 实验部分
• 3.2.1 实验试剂
• 3.2.2 实验仪器
• 3.2.3 修饰电极的制备
• §3.3 结果与讨论
• 3.3.1 紫外-可见吸收光谱表征
• 3.3.2 电极表面修饰的原子力表征
• 3.3.3 HRP的直接电化学表征
• 2O₂'>3.3.4 HRP/ATP/GC电极催化氧化H₂O₂
• 3.3.5 HRP/ATP/GC电极性能参数的测定
• 3.3.6 重现性和稳定性
• §3.4 本章小结
• 参考文献
• 第四章 凹凸棒粘土/银纳米粒子过氧化氢传感器的制备及性质
• §4.1 引言
• §4.2 实验部分
• 4.2.1 实验试剂
• 4.2.2 实验仪器
• 4.2.3 修饰电极的制备
• §4.3 结果与讨论
• 4.3.1 在ATP上电沉积银纳米粒子
• 4.3.2 传感器表面的原子力表征
• 2O₂的电催化行为'>4.3.3 传感器对H₂O₂的电催化行为
• 4.3.4 实验参数的优化
• 4.3.5 时间电流响应和标准曲线
• §4.4 本章小结
• 参考文献
• 附录
• 致谢