几种多孔材料的合成、组装及其传感性质研究

论文摘要

本论文主要以几种多孔材料（介孔氧化硅SBA-15、介孔碳CMK-3和碳纳米管）为基础,研究了介孔复合金属氧化物的模板合成,通过对几种多孔材料进行掺杂及功能材料组装成功制备了几种性能优越的功能材料,并研究了其在传感器方面的应用。绪论部分简要介绍了多孔材料的合成机理、合成方法及作为主体材料在各个领域的应用价值,并对传感器方面的背景知识作了简要介绍;第二章以介孔碳CMK-3为硬模板合成了具有介孔结构的MgO-ZnO复合金属氧化物并研究了其发光性质。研究表明发光性质随着复合物中组分比的变化而变化。近带边发射随着MgO含量的增加先红移后蓝移。分析表明:介孔结构的形成是造成这种现象的重要原因之一;第三章主要研究了介孔氧化硅作为主体材料在湿度传感领域的应用。导电聚合物聚吡咯被成功组装进介孔氧化硅SBA-15的孔道中形成主客体复合材料。对其湿敏性质的研究表明这种主客体复合材料比相应的客体材料表现出更好的湿度敏感性。本工作将介孔材料引入到湿敏领域,拓展了介孔材料的实际应用范围。同时,我们还探索了提高聚吡咯湿敏性质的其他方法。研究发现通过延长聚吡咯聚合反应时间或者掺杂亚铁离子均能明显地提高其湿敏性质,并对其湿敏机理做了详细的分析;基于在第三章中发现SBA-15能显著提高聚吡咯湿敏性质的这种现象,在第四章中,我们进一步研究了无机盐LiCl在SBA-15中的组装后的湿敏性质。研究发现在合适的LiCl组装量下,得到的材料在全湿度量程内表现出很好的湿敏特性并且具有较短的响应恢复时间。从而为构筑新型的湿敏传感器提供了良好的材料;第五章主要研究了碳纳米管在大分子生物酶（二甲基亚砜还原酶）电化学性质中的促进作用。研究表明,在碳纳米管的促进下,二甲基亚砜还原酶对底物的催化活性提高。催化电流随着底物浓度的增加而增加。该研究为构筑用于检测二甲基亚砜的生物传感器提供了实验基础。

论文目录

• 提要
• 第一章 绪论
• 1.1 介孔材料的概述
• 1.1.1 介孔材料的发展背景及历史
• 1.1.2 介孔材料的模板合成方法
• 1.1.3 介孔材料的合成机理
• 1.2 介孔分子筛作为主体材料的应用价值
• 1.2.1 在催化领域的应用
• 1.2.2 在环境保护领域的应用
• 1.2.3 在光学材料领域的应用
• 1.2.4 在化学传感器领域的应用
• 1.2.5 在生物医药领域的应用
• 1.3 主客体复合材料的组装合成及其应用前景
• 1.4 传感器简介
• 1.4.1 传感器的地位、作用、定义及分类
• 1.4.2 湿度传感器
• 1.4.3 生物传感器简介
• 1.5 课题的选择及研究的意义
• 第二章 以介孔碳CMK-3 为硬模板合成复合金属氧化物MgO-ZnO
• 2.1 引言
• 2.2 实验过程
• 2.3 结果与讨论
• 2.4 本章小结
• 第三章 PPY/SBA-15 主客体复合材料及其客体材料PPY 湿敏性质的研究
• 3.1 PPY/SBA-15 主客体复合材料的湿敏性质研究
• 3.1.1 引言
• 3.1.2 实验部分
• 3.1.3 结果和讨论
• 3.1.4 本节小结
• 3.2 聚合反应时间对 PPY 湿敏性能的影响
• 3.2.1 引言
• 3.2.2 实验部分
• 3.2.3 结果和讨论
• 3.2.4 本节小结
• 2+ 掺杂PPY的湿敏性能研究'>3.3 Fe²⁺掺杂PPY的湿敏性能研究
• 3.3.1 引言
• 3.3.2 实验部分
• 3.3.3 结果和讨论
• 3.3.4 本节小结
• 3.4 本章小结
• 第四章 无机盐掺杂 SBA-15 及无机盐/SBA-15 主客体复合材料湿敏性质的研究
• 4.1 LiCl 掺杂除掉有机模板的 SBA-15 材料湿敏性质的研究
• 4.1.1 引言
• 4.1.2 实验部分
• 4.1.3 结果与讨论
• 4.1.4 本节小结
• 4.2 LiCl –P123/SBA-15 主客体复合材料湿敏性质研究
• 4.2.1 引言
• 4.2.2 实验部分
• 4.2.3 结果与讨论
• 4.2.4 本节小结
• 4.3 本章小结
• 第五章 碳纳米管促进的 DMSO 还原酶的间接电化学性质研究
• 5.1 引言
• 5.2 实验部分
• 5.3 结果和讨论
• 5.4 本章小结
• 第六章 结论
• 参考文献
• 攻读博士学位期间发表的文章
• 致谢
• 中文摘要
• 英文摘要