基于TiO2及MoO3纳米线传感器的制备

论文摘要

一维纳米结构材料及金属纳米粒子修饰的纳米线异质结构在生物传感及气体传感领域有着重要的应用价值。目前,已经有许多基于纳米线的传感器被研究和报道。本文成功制备了快速灵敏检测致病性大肠杆菌的TiO2纳米线生物传感器,同时制备了在室温下工作的贵金属银纳米粒子修饰的MoO3纳米线及贵金属银纳米粒子修饰的TiO2纳米线气体传感器。1、结合TiO2纳米线材的敏感性,以致病性大肠杆菌为探测目标,成功开发了高选择性、高灵敏性的纳米生物传感器。通过抗体与抗原的相互作用,运用电化学阻抗谱法来快速检测因抗体固定与细菌捕获所引起的TiO2纳米线表面的电荷转移。利用此生物传感器检测致病性大肠杆菌测试时间仅需50 min,检测限可以低至102cfu/mL。与此同时,当TiO2纳米线材上的抗体捕捉到致病性大肠杆菌时,通过TiO2纳米线阻抗值的变化可以定量确定致病性大肠杆菌的浓度。2、在室温下采用简单的同步氧化还原反应成功制备了异质结构的银纳米粒子修饰的三氧化钼纳米线。该制备方法包含四个不同的反应过程,即层状[Na（H2O）2]0.25MoO3的氧化、银离子的还原、银纳米粒子及MoO3纳米线的同时原位生长。通过控制反应过程中硝酸银溶液的浓度可以很容易的调控银纳米粒子的尺寸及其在三氧化钼纳米线表面的分布密度。随后研究了该银纳米粒子修饰的MoO3纳米线传感器在室温下对氢气及氧气的传感性能。实验结果表明,该传感器在室温下对400 ppm的氢气及1000 ppm的氧气有良好的灵敏度。3、在水热法制备的二氧化钛纳米线的基础上,采用简单的氧化还原反应制备了银纳米粒子修饰的二氧化钛纳米线。通过控制反应过程中硝酸银溶液的浓度可以很容易的调控银纳米粒子的尺寸及其在二氧化钛纳米线表面的分布密度。随后以此异质结构的纳米线为传感材料制备了气体传感器,该异质结构的纳米线传感器在室温下对500 ppm的氢气和1000 ppm的氧气有良好的传感性能。此外,通过水热法制备了花状CoS纳米材料,并对其形成机理和电化学性能进行了研究。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 一维纳米线的制备方法
• 1.2.1 水热法制备纳米线
• 1.2.2 溶胶—凝胶法制备纳米线
• 1.2.3 模板法制备纳米线
• 1.2.4 电化学沉积法制备纳米线
• 1.2.5 化学气相沉积法制备纳米线
• 1.3 一维纳米线在传感器领域的应用
• 1.3.1 纳米线在生物传感器上的应用
• 1.3.2 纳米线在气体传感器上的应用
• 1.4 一维纳米线在其他领域的应用
• 1.5 本论文的选题依据、研究内容及创新点
• 参考文献
• 2纳米线生物传感器的制备'>第二章 检测致病性大肠杆菌的Ti0₂纳米线生物传感器的制备
• 2.1 引言
• 2.2 实验部分
• 2.2.1 实验仪器与试剂
• 2 纳米线以及其微电极生物传感器的制备'>2.2.2 Ti0₂纳米线以及其微电极生物传感器的制备
• 2 纳米线微电极生物传感器对致病性大肠杆菌的检测'>2.2.3 Ti0₂纳米线微电极生物传感器对致病性大肠杆菌的检测
• 2.3 实验结果与讨论
• 2 纳米线生物传感器对已知浓度的大肠杆菌的检测'>2.3.1 Ti0₂纳米线生物传感器对已知浓度的大肠杆菌的检测
• 2 纳米线生物传感器对未知浓度的大肠杆菌的检测'>2.3.2 Ti0₂纳米线生物传感器对未知浓度的大肠杆菌的检测
• 2.4 本章小结
• 参考文献
• 3纳米线气体传感器的制备'>第三章 Ag 纳米粒子修饰的MoO₃纳米线气体传感器的制备
• 3.1 引言
• 3.2 实验部分
• 3.2.1 实验仪器与试剂
• 3 纳米线及其传感器的制备'>3.2.2 Ag 纳米粒子修饰的MoO₃纳米线及其传感器的制备
• 3 纳米线的表征及其传感器的性能测试'>3.2.3 Ag 纳米粒子修饰的MoO₃纳米线的表征及其传感器的性能测试
• 3.3 结果与讨论
• 3 纳米线的表征'>3.3.1 Ag 纳米粒子修饰的MoO₃纳米线的表征
• 3 纳米线传感器对氢气的传感性能'>3.3.2 Ag 纳米粒子修饰的MoO₃纳米线传感器对氢气的传感性能
• 3 纳米线传感器对氧气的传感性能'>3.3.3 Ag 纳米粒子修饰的MoO₃纳米线传感器对氧气的传感性能
• 3.4 本章小结
• 参考文献
• 2纳米线气体传感器的制备'>第四章 Ag 纳米粒子修饰的Ti0₂纳米线气体传感器的制备
• 4.1 引言
• 4.2 实验部分
• 4.2.1 实验试剂与仪器
• 2 纳米线的制备'>4.2.2 Ag 纳米粒子修饰的Ti0₂纳米线的制备
• 2 纳米线的表征及其传感器的性能测试'>4.2.3 Ag 纳米粒子修饰的Ti0₂纳米线的表征及其传感器的性能测试
• 4.3 结果与讨论
• 2 纳米线及Ag 纳米粒子修饰的Ti0₂ 纳米线的表征'>4.3.1 Ti0₂ 纳米线及Ag 纳米粒子修饰的Ti0₂纳米线的表征
• 2 纳米线传感器对氢气的传感性能'>4.3.2 Ag 纳米粒子修饰的Ti0₂纳米线传感器对氢气的传感性能
• 2 纳米线传感器对氧气的传感性能'>4.3.3 Ag 纳米粒子修饰的Ti0₂纳米线传感器对氧气的传感性能
• 4.4 本章小结
• 参考文献
• 第五章 有序多级CoS 纳米材料的制备
• 5.1 引言
• 5.2 实验部分
• 5.2.1 实验试剂与仪器
• 5.2.2 多级CoS 纳米材料的制备及表征
• 5.2.3 多级CoS 纳米材料的的电化学性能测试
• 5.3 结果与讨论
• 5.3.1 多级CoS 纳米材料的形貌
• 5.3.2 多级CoS 纳米材料的电化学特性
• 5.4 本章小结
• 参考文献
• 第六章 结论
• 硕士期间完成的论文
• 致谢