金纳米粒子与碳纳米管修饰电极上的电致化学发光

论文摘要

在过去的十几年中，化学修饰电极被广泛的应用于电致化学发光分析中，但是，纳米修饰电极在电致化学发光中的应用刚刚起步，许多体系在该类电极上的电致发光现象还没有得到研究。本论文首先综述了电致化学发光和化学修饰电极的原理、最新进展，以及纳米修饰电极在电致化学发光中的研究现状，在此基础上制备了金纳米粒子和碳纳米管修饰电极，用于研究传统ECL体系在纳米修饰电极上的电致发光行为、规律、机理等。主要研究内容如下： 1．在传统的循环伏安驱动下，研究了光泽精在中性和碱性溶液中，在金纳米球自组装的金电极上的电致化学发光行为。金纳米球自组装的金电极在光泽精ECL体系中表现出了卓越的电致化学发光特性。在碱性溶液中，分别在-0.24和-0.36 V处得到了一个尖锐发光峰和一个肩峰，与裸金电极相比，这两个发光峰的强度被增强了两到三个数量级。在中性溶液中，在金纳米球自组装的金电极上仍然可以观察到两个强的发光峰，但在裸金电极上检测不到这些发光峰。发光峰的强度受到电极表面修饰的金纳米球、电位扫描方向和扫描速度、氮气、氧气、pH值、光泽精和电解质的浓度、表面活性剂等影响。所有的电致化学发光峰的发光体都被证明为N—甲基吖啶酮（NMA），并提出了这些ECL峰的形成机理。金纳米球自组装的金电极对光泽精体系表现出了好的稳定性，克服了传统电极易被污染的问题。 2．研究了鲁米诺在金纳米棒修饰的金电极上的电致化学发光。在中性和碱性鲁米诺溶液中，在金纳米棒修饰的金电极上观察到五个电致化学发光峰，其中的四个发光峰（ECL8-1至ECL-4）也可在金纳米球修饰的金电极上观察到。在中性溶液中，在金纳米棒修饰的金电极上发光峰的强度要比在金纳米球修饰的金电极上的强度大二到十倍。在强碱性溶液中，在金纳米球修饰金电极上的ECL-1

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 综述
• 1.1 引言
• 1.2 电致化学发光
• 1.2.1 电致化学发光的特点
• 1.2.2 常见的电致化学发光体系及其发光机理
• 1.2.2.1 稠环芳香烃类物质的电致化学发光
• 1.2.2.2 酰肼类化合物的电致化学发光
• 1.2.2.3 吖啶类物质的电致化学发光
• 1.2.2.4 其它有机化合物的电致化学发光
• 1.2.2.5 无机金属配合物和团簇类的电致化学发光
• 1.2.3 电致化学发光在分析化学中应用的进展
• 1.3 化学修饰电极
• 1.3.1 化学修饰电极的基本性质
• 1.3.1.1 固体电极表面的清洁处理
• 1.3.1.2 化学修饰电极的制备
• 1.3.1.3 化学修饰电极的表征
• 1.3.2 化学修饰电极在电致化学发光中的应用
• 1.4 纳米修饰电极
• 1.4.1 金纳米粒子修饰电极
• 1.4.1.1 金纳米粒子的合成
• 1.4.1.2 金纳米粒子的分离
• 1.4.1.3 金纳米粒子的基本物理特性
• 1.4.1.4 金纳米粒子的表面等离子体共振光谱
• 1.4.1.5 金纳米粒子的光致发光
• 1.4.1.6 金纳米粒子的电化学
• 1.4.1.7 金纳米粒子的催化特性
• 1.4.1.8 金纳米粒子修饰电极在电化学和电致化学发光中的应用
• 1.4.2 碳纳米管修饰电极
• 1.4.2.1 碳纳米管的发现
• 1.4.2.2 碳纳米管的特性
• 1.4.2.3 碳纳米管修饰电极在电化学和电致化学发光分析中的应用
• 1.4.3 其它纳米修饰电极
• 1.5 本课题的提出
• 参考文献
• 第二章 中性和碱性条件下光泽精在金纳米球自组装金电极上的电致化学发光
• 2.1 引言
• 2.2 实验部分
• 2.2.1 试剂与溶液
• 2.2.2 金纳米粒子的制备
• 2.2.3 金纳米粒子自组装金电极的制备
• 2.2.4 电化学和电致化学发光测量
• 2.2.5 ECL光谱的测量
• 2.2.6 CCD测量
• 2.3 结果与讨论
• 2.3.1 光泽精在空气饱和的碱性溶液中的电化学和电致化学发光
• 2.3.2 在空气饱和的中性溶液中光泽精的电致化学发光
• 2.3.3 不同ECL峰的电致化学发光光谱
• 2.3.4 电位扫描速度和方向
• 2.3.5 各种因素对光泽精ECL的影响
• 2.3.6 金纳米粒子自组装金电极的稳定性和重现性
• 2.3.7 CCD图像
• 2.3.8 表面活性剂的影响
• 2.3.9 光泽精电致化学发光的机理
• 2.4 结论
• 参考文献
• 第三章 鲁米诺在金纳米棒修饰的金电极上的电致化学发光
• 3.1 引言
• 3.2 实验部分
• 3.2.1 试剂和溶液
• 3.2.2 金纳米棒的合成
• 3.2.3 金纳米棒修饰金电极的制备
• 3.2.4 电化学、电致化学发光、电致化学发光光谱的测量
• 3.2.5 交流阻抗谱的测量
• 3.3 结果与讨论
• 3.3.1 金纳米棒修饰的金电极的表面状态
• 3.3.2 金纳米棒单层的电化学阻抗谱
• 3.3.3 空气饱和条件下的中性鲁米诺溶液的电化学和电致化学发光的研究
• 3.3.4 pH值对鲁米诺电致化学发光的影响
• 3.3.5 不同纵横比的金纳米棒修饰的金电极上的鲁米诺的电致化学发光
• 3.3.6 不同电解质和不同KBr浓度的影响
• 3.3.7 氮气和氧气的作用
• 3.3.8 不同的电致化学发光峰的光谱
• 3.3.9 在金纳米棒修饰的金电极上的鲁米诺电致化学发光的机理
• 3.4 结论
• 参考文献
• 第四章 金纳米球修饰电极上的鲁米诺电致化学发光的比较研究
• 4.1 引言
• 4.2 实验部分
• 4.2.1 试剂和溶液
• 4.2.2 金纳米粒子的制备
• 4.2.3 金纳米粒子修饰电极的制备
• 4.2.4 电化学和电致化学发光的测量
• 4.2.5 交流阻抗谱的测量
• 4.3 结果与讨论
• 4.3.1 基底的影响
• 4.3.2 吸附时间的影响
• 4.3.3 金纳米球尺寸对发光强度的影响
• 4.3.4 金纳米粒子自组装电极的表面状态
• 4.3.5 金纳米粒子自组装电极的稳定性
• 4.3.6 修饰电极的制备方法的影响
• 4.3.7 在其它电化学技术下的鲁米诺的电致化学发光
• 4.4 结论
• 参考文献
• 第五章 鲁米诺在碳纳米管-Nafion修饰金电极上的电致化学发光
• 5.1 引言
• 5.2 实验部分
• 5.2.1 试剂和溶液
• 5.2.2 碳纳米管-Nafion修饰的金电极制备
• 5.2.3 电化学和电致化学发光的测量
• 5.2.4 交流阻抗谱的测量
• 5.3 结果与讨论
• 5.3.1 碳纳米管-Nafion修饰的金电极的表面状态
• 5.3.2 碳纳米管-Nafion修饰金电极的电化学阻抗谱
• 5.3.3 碳纳米管-Nafion修饰金电极的电致化学发光
• 5.3.4 不同比例的碳纳米管/Nafion对发光强度的影响
• 5.3.5 电解质对电致化学发光的影响
• 5.3.6 鲁米诺浓度对发光强度的影响
• 5.3.7 不同气氛对电致化学发光的影响
• 5.3.8 pH值对电致化学发光的影响
• 5.3.9 电致化学发光光谱
• 5.3.10 电致化学发光机理
• 5.4 结论
• 参考文献
• 全文总结
• 附录: 博士期间完成和发表论文情况
• 致谢