王志凯:金属氧化物基微纳复合结构的形貌与成分调控及电化学传感性能研究论文

王志凯:金属氧化物基微纳复合结构的形貌与成分调控及电化学传感性能研究论文

本文主要研究内容

作者王志凯(2019)在《金属氧化物基微纳复合结构的形貌与成分调控及电化学传感性能研究》一文中研究指出:金属氧化物具有易制备、成本低、形貌可控、性能优异等优点,已经被广泛地应用于生物技术、化学储能、吸附、催化以及电化学传感等各个领域。然而关于金属氧化物形貌、尺寸、表面修饰等因素对其性质的影响,尤其是对其电化学传感性能影响的相关研究并不多。基于此,我们制备了四种金属氧化物基微纳复合结构,通过化学参数的改变调控其形貌与组分,探究该类材料形貌和组分与其电化学传感特性之间的构效关系和内在规律,并构建多功能电化学传感检测平台。本论文的主要内容如下:1.本工作可控构筑了一种中空结构的MnO2微球,与实心MnO2相比较而言,具有丰富的孔道结构、可调的孔径和较大的比表面积,内部空间可容纳客体分子,在核黄素的电化学传感检测中表现出更优的响应信号。将中空MnO2微球进一步与氧化石墨烯(GO)复合后,构建了高灵敏检测核黄素的电化学传感器。通过支持电解质、电极表面中空MnO2微球修饰量、富集电位和富集时间等参数的优化,该传感器检测核黄素的线性响应范围为0.030-15μmol/L,检出限为3.0 nmol/L(S/N=3)。已应用于食物和生物样品中核黄素的分析,加标回收率介于95.1-106%之间。2.采用简便的湿化学法调控制备了一系列形貌良好的Cu2O晶体,包括立方体形(C-Cu2O)、星形(S-Cu2O)和八面体形(O-Cu2O),并探讨了其形貌依赖的电催化性能。其中,O-Cu2O暴露了更多的?111?面且比表面积更大,因此在4-氨基苯酚(4-AP)、4-氯苯酚(4-CP)和4-硝基苯酚(4-NP)的电化学传感检测中拥有最高的电流信号。此外,将O-Cu2O晶体均匀地分散在GO表面,可形成分级强化结构。该O-Cu2O@GO修饰电极电催化氧化4-AP、4-CP、4-NP的活性更高,可以实现电解质溶液和工业废水中三元酚类污染物的选择性检测。本工作为氧化物基催化剂的形貌调控及其电化学增强效应的研究提出了新思路,有利于新型电化学传感器的构建。3.本研究合成了拥有稳定核壳异质结构的三角形、球形和立方体状的Ag@Cu2O纳米晶。这些复合物在多巴胺(DA)、尿酸(UA)、鸟嘌呤(G)和腺嘌呤(A)的电化学氧化中表现出形貌依赖的传感特性,其活性和富集能力按照三角形Ag@Cu2O、球形Ag@Cu2O、立方Ag@Cu2O的顺序依次减小。在此基础上,我们还将GO纳米片包裹到三角形Ag@Cu2O的表面,构建了一种新型的三元异质增强纳米结构。该复合物三维交联的多级结构不仅能改善界面电子转移,还能够将高催化的Ag@Cu2O暴露于反应物中,因而适合用作电催化剂,对DA、UA、G和A的电化学氧化活性明显增强。本研究为制备形貌可控的Ag@Cu2O异质催化剂的合成提供了一种有效的方法,可用于高效生物传感的构建,同时,也为多功能三元贵金属-半导体-碳杂化材料的设计开辟了新的途径。4.金属-有机框架(MOFs)材料具有孔隙可调、比表面积大等优点,本工作中,以中空CeO2为内核,在其外面包覆不同组成的MOFs,分别制得CeO2@ZIF-8、CeO2@Mg-MOF-74和CeO2@HKUST-1三种新型核壳材料。以杀菌剂2,4-二氯-3,5-二甲基苯酚(DCMX)和4-氯-3,5-二甲基苯酚(PCMX)为靶标分子,考察了三种CeO2@MOFs的电催化氧化效果,结果表明,CeO2@ZIF-8对两种杀菌剂的测定灵敏度最高,检测DCMX和PCMX的线性范围分别为0.010-25μmol/L和0.0080-30μmol/L,检出限分别为3.5和0.60 nmol/L。最后,将该传感器成功地应用于食物和环境样品中DCMX和PCMX的测定。

Abstract

jin shu yang hua wu ju you yi zhi bei 、cheng ben di 、xing mao ke kong 、xing neng you yi deng you dian ,yi jing bei an fan de ying yong yu sheng wu ji shu 、hua xue chu neng 、xi fu 、cui hua yi ji dian hua xue chuan gan deng ge ge ling yu 。ran er guan yu jin shu yang hua wu xing mao 、che cun 、biao mian xiu shi deng yin su dui ji xing zhi de ying xiang ,you ji shi dui ji dian hua xue chuan gan xing neng ying xiang de xiang guan yan jiu bing bu duo 。ji yu ci ,wo men zhi bei le si chong jin shu yang hua wu ji wei na fu ge jie gou ,tong guo hua xue can shu de gai bian diao kong ji xing mao yu zu fen ,tan jiu gai lei cai liao xing mao he zu fen yu ji dian hua xue chuan gan te xing zhi jian de gou xiao guan ji he nei zai gui lv ,bing gou jian duo gong neng dian hua xue chuan gan jian ce ping tai 。ben lun wen de zhu yao nei rong ru xia :1.ben gong zuo ke kong gou zhu le yi chong zhong kong jie gou de MnO2wei qiu ,yu shi xin MnO2xiang bi jiao er yan ,ju you feng fu de kong dao jie gou 、ke diao de kong jing he jiao da de bi biao mian ji ,nei bu kong jian ke rong na ke ti fen zi ,zai he huang su de dian hua xue chuan gan jian ce zhong biao xian chu geng you de xiang ying xin hao 。jiang zhong kong MnO2wei qiu jin yi bu yu yang hua dan mo xi (GO)fu ge hou ,gou jian le gao ling min jian ce he huang su de dian hua xue chuan gan qi 。tong guo zhi chi dian jie zhi 、dian ji biao mian zhong kong MnO2wei qiu xiu shi liang 、fu ji dian wei he fu ji shi jian deng can shu de you hua ,gai chuan gan qi jian ce he huang su de xian xing xiang ying fan wei wei 0.030-15μmol/L,jian chu xian wei 3.0 nmol/L(S/N=3)。yi ying yong yu shi wu he sheng wu yang pin zhong he huang su de fen xi ,jia biao hui shou lv jie yu 95.1-106%zhi jian 。2.cai yong jian bian de shi hua xue fa diao kong zhi bei le yi ji lie xing mao liang hao de Cu2Ojing ti ,bao gua li fang ti xing (C-Cu2O)、xing xing (S-Cu2O)he ba mian ti xing (O-Cu2O),bing tan tao le ji xing mao yi lai de dian cui hua xing neng 。ji zhong ,O-Cu2Obao lou le geng duo de ?111?mian ju bi biao mian ji geng da ,yin ci zai 4-an ji ben fen (4-AP)、4-lv ben fen (4-CP)he 4-xiao ji ben fen (4-NP)de dian hua xue chuan gan jian ce zhong yong you zui gao de dian liu xin hao 。ci wai ,jiang O-Cu2Ojing ti jun yun de fen san zai GObiao mian ,ke xing cheng fen ji jiang hua jie gou 。gai O-Cu2O@GOxiu shi dian ji dian cui hua yang hua 4-AP、4-CP、4-NPde huo xing geng gao ,ke yi shi xian dian jie zhi rong ye he gong ye fei shui zhong san yuan fen lei wu ran wu de shua ze xing jian ce 。ben gong zuo wei yang hua wu ji cui hua ji de xing mao diao kong ji ji dian hua xue zeng jiang xiao ying de yan jiu di chu le xin sai lu ,you li yu xin xing dian hua xue chuan gan qi de gou jian 。3.ben yan jiu ge cheng le yong you wen ding he ke yi zhi jie gou de san jiao xing 、qiu xing he li fang ti zhuang de Ag@Cu2Ona mi jing 。zhe xie fu ge wu zai duo ba an (DA)、niao suan (UA)、diao piao ling (G)he xian piao ling (A)de dian hua xue yang hua zhong biao xian chu xing mao yi lai de chuan gan te xing ,ji huo xing he fu ji neng li an zhao san jiao xing Ag@Cu2O、qiu xing Ag@Cu2O、li fang Ag@Cu2Ode shun xu yi ci jian xiao 。zai ci ji chu shang ,wo men hai jiang GOna mi pian bao guo dao san jiao xing Ag@Cu2Ode biao mian ,gou jian le yi chong xin xing de san yuan yi zhi zeng jiang na mi jie gou 。gai fu ge wu san wei jiao lian de duo ji jie gou bu jin neng gai shan jie mian dian zi zhuai yi ,hai neng gou jiang gao cui hua de Ag@Cu2Obao lou yu fan ying wu zhong ,yin er kuo ge yong zuo dian cui hua ji ,dui DA、UA、Ghe Ade dian hua xue yang hua huo xing ming xian zeng jiang 。ben yan jiu wei zhi bei xing mao ke kong de Ag@Cu2Oyi zhi cui hua ji de ge cheng di gong le yi chong you xiao de fang fa ,ke yong yu gao xiao sheng wu chuan gan de gou jian ,tong shi ,ye wei duo gong neng san yuan gui jin shu -ban dao ti -tan za hua cai liao de she ji kai bi le xin de tu jing 。4.jin shu -you ji kuang jia (MOFs)cai liao ju you kong xi ke diao 、bi biao mian ji da deng you dian ,ben gong zuo zhong ,yi zhong kong CeO2wei nei he ,zai ji wai mian bao fu bu tong zu cheng de MOFs,fen bie zhi de CeO2@ZIF-8、CeO2@Mg-MOF-74he CeO2@HKUST-1san chong xin xing he ke cai liao 。yi sha jun ji 2,4-er lv -3,5-er jia ji ben fen (DCMX)he 4-lv -3,5-er jia ji ben fen (PCMX)wei ba biao fen zi ,kao cha le san chong CeO2@MOFsde dian cui hua yang hua xiao guo ,jie guo biao ming ,CeO2@ZIF-8dui liang chong sha jun ji de ce ding ling min du zui gao ,jian ce DCMXhe PCMXde xian xing fan wei fen bie wei 0.010-25μmol/Lhe 0.0080-30μmol/L,jian chu xian fen bie wei 3.5he 0.60 nmol/L。zui hou ,jiang gai chuan gan qi cheng gong de ying yong yu shi wu he huan jing yang pin zhong DCMXhe PCMXde ce ding 。

论文参考文献

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  • 论文详细介绍

    论文作者分别是来自信阳师范学院的王志凯,发表于刊物信阳师范学院2019-06-28论文,是一篇关于金属氧化物论文,微纳复合结构论文,电化学传感器论文,高灵敏检测论文,构效关系论文,信阳师范学院2019-06-28论文的文章。本文可供学术参考使用,各位学者可以免费参考阅读下载,文章观点不代表本站观点,资料来自信阳师范学院2019-06-28论文网站,若本站收录的文献无意侵犯了您的著作版权,请联系我们删除。

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