基于碳纳米管的CdTe量子点电化学发光传感器的研究

论文摘要

本文研究了在碱性体系中CdTe量子点在ITO工作电极上的电化学发光情况。由于电化学发光与猝灭剂（儿茶酚胺类物质）浓度成比例,因此可以通过儿茶酚胺类物质对CdTe量子点电化学发光的猝灭作用来实现对儿茶酚胺类物质的检测,并用来制作传感器,将它应用于实际样品的检测。由于CdTe量子点电化学发光的高效性,制备的传感器检测灵敏度高、检测限很低、稳定性好。第一部分研究了CdTe量子点的合成,探索不同条件对合成CdTe量子点量子产率的影响。固定其他条件不变,分别研究修饰剂用量、前驱体比例、pH以及CdCl2浓度对合成量子点的量子产率的影响,获得了稳定性能较好的、荧光量子产率在30%以上的各波段CdTe量子点,且半峰宽较窄、峰形较好。通过对合成条件的探索,发现当TGA/CdCl2=1.3, CdCl2/HTe-=4, pH=9, CCd2+=20mM时,100℃水浴回流合成得到的CdTe量子点在长波段处量子产率较高。第二部分考察了在pH=9.0的缓冲溶液体系中,以ITO玻璃为工作电极,研究了CdTe量子点在水溶液中的电化学发光。CdTe量子点在ITO玻璃电极上的电化学发光能在较低的电位下发生,且ITO玻璃电极便宜、方便、可一次性使用。由于CdTe量子点在水溶液中的发光较低、稳定性较差,虽然发光条件经过优化后发光强度和稳定性得到一定程度的改善,也能实现对多巴胺的检测,但其发光检测操作较麻烦,所以将其修饰到ITO电极上,进一步提高发光强度和稳定性、实现简单快速检测成为我们下一步研究的目标。第三部分研究了CdTe量子点电化学发光传感器的制备。通过碳纳米管和壳聚糖将纳米粒子CdTe固定修饰到ITO工作电极上,经过红外热处理,不仅发光强度提高了几十倍,发光的稳定性也得到了很好的改善。在发光体系中加入多巴胺时,在一定的范围内,随着多巴胺浓度的增加,该体系发光强度不断降低。这是由于量子点电化学发光的能量转移给多巴胺,导致量子点发光降低,可实现对多巴胺的灵敏检测,检测下限为5×10-11mol/L。根据此原理,CdTe量子点电化学发光传感器可实现对儿茶酚胺类物质的检测,得到的结果满意,重现性高、稳定性好。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 引言
• 1.1 电化学发光
• 1.1.1 电化学发光的基本原理
• 1.1.2 电化学发光的特点和优点
• 1.1.3 电化学发光的发展
• 1.1.4 电化学发光类型
• 1.1.5 电化学发光的应用
• 1.2 修饰电极电化学发光分析法
• 1.3 纳米材料修饰电极
• 1.4 基于纳米材料修饰电极制备的电化学发光传感器简介
• 1.5 纳米材料的合成、性质及用途
• 1.5.1 纳米材料的合成
• 1.5.2 纳米粉体制备中的团聚机理及其控制方法
• 1.5.3 纳米晶体CdTe的合成、性质及用途
• 1.6 本论文选题的背景及意义
• 第二章 本论文研究的目的及步骤
• 2.1 研究目的
• 2.2 实施步骤
• 2.3 实验方法
• 2.3.1 实验仪器
• 2.3.2 研究方法
• 第三章 CdTe量子点的制备方法研究
• 3.1 前言
• 3.2 实验部分
• 3.2.1 试剂与仪器
• 3.2.2 以巯基乙酸为稳定剂制备水溶性CdTe量子点
• 3.2.3 性能表征
• 3.3 结果与讨论
• 3.3.1 水溶液中制备的CdTe量子点的光致发光性质
• 3.3.2 CdTe量子点生长过程的调控
• 3.3.3 CdTe量子点的表征
• 3.4 结论
• 第四章 溶液中CdTe量子点的电化学发光研究
• 4.1 前言
• 4.2 实验部分
• 4.2.1 试剂与仪器
• 4.2.2 实验方法
• 4.3 结果与讨论
• 4.3.1 电化学参数的影响
• 4.3.2 实验条件的优化
• 4.3.3 对多巴胺的检测
• 4.4 结论
• 第五章 基于碳纳米管的CdTe量子点电化学发光传感器的研究
• 5.1 前言
• 5.2 实验部分
• 5.2.1 试剂与仪器
• 5.2.2 实验方法
• 5.3 结果与讨论
• 5.3.1 ITO玻璃电极上传感器参数优化
• 5.3.2 实验条件的优化
• 5.3.3 量子点电化学发光传感器的表征
• 5.3.4 量子点电化学发光传感器对儿茶酚胺类物质的检测
• 5.3.5 量子点电化学发光传感器的性能
• 5.3.6 量子点电化学发光传感器的稳定性机理
• 5.4 量子点电化学发光传感器的应用
• 5.5 结论
• 总结
• 参考文献
• 已完成的论文
• 致谢