金属纳米粒子具有独特的光电磁性能和较高的化学稳定性及催化活性,在传感器和催化领域应用广泛。金属纳米粒子的形貌和组成对其性质有较大影响,采用高效的方法制备形貌和表面组成可控可调的金属纳米粒子备受研究者关注。和传统的制备方法相比,电沉积法具有很多独特的优点。一些改良的电沉积法,如脉冲电沉积法和超声电沉积法,结合了脉冲、超声和电沉积的优点,能显著提高沉积效率。离子液体具有很多优良的性质,在电化学领域应用前景广阔。近年来,离子液体在金属纳米粒子合成方面的优势也逐渐凸现,然而目前就我们所知,将离子液体做为基体材料电沉积金属纳米粒子的报道十分有限。本论文利用三种不同种类的离子液体,即咪唑类离子液体、季膦盐类离子液体和巯基功能化咪唑类离子液体,与碳纳米管、壳聚糖和石墨混合制成离子液体复合物,采用循环伏安扫描沉积法、脉冲电沉积法和超声恒电位沉积在这些复合物上沉积了一系列不同的金属纳米粒子。构制了七种金属纳米粒子-离子液体复合物修饰电极做为无酶型电化学传感器,用于嘌呤、亚硝酸根、葡萄糖、酒精、过氧化氢、甲醛和对苯二酚的无酶检测。这些无酶型电化学传感器的构建思路和方法均属首创。本论文的主要内容包括：第一部分：咪唑类离子液体[OMIM][PF6]-MWNT复合膜表面Au纳米粒子循环伏安扫描电沉积及其在无酶型嘌呤传感器中的应用通过研磨制备了咪唑类离子液体1-辛基-3-甲基咪唑·六氟磷([OMIM][PF6]-多壁碳纳米管(MWNT)凝胶复合物,采用循环伏安法在该复合物表面沉积了一层Au纳米粒子。由于咪唑类离子液体和MWNT之间的π-π和阳离子-π键相互作用,使[OMIM][PF6]-MWNT凝胶成为了金属纳米粒子沉积的优良基体,沉积在该基体上的Au纳米粒子分散良好,其数量可以通过调节循环伏安扫描圈数来控制。将Au-[OMIM][PF6]-MWNT复合物修饰电极制备为无酶型嘌呤传感器,能实现对鸟嘌呤和腺嘌呤的灵敏检测。在电极界面,复合物的各组分不仅能有效提高分析物和电极表面之间电子传递速率,也能增强富集效率。鸟嘌呤和腺嘌呤在修饰电极上出现了两个明显的、完全分开的氧化峰。此外,该修饰电极还表现出良好的重现性、长时间的稳定性和构制技术简单等优势。本方法被成功用于牛奶、血清和尿样实际样品中鸟嘌呤和腺嘌呤的同时测定。第二部分：咪唑类离子液体[OMIM][PF6]-MWNT复合膜表面PtRuNi三元合金纳米粒子脉冲电沉积及其在无酶型酒精传感器中的应用采用脉冲电沉积法在[OMIM][PF6]-MWNT凝胶复合膜表面沉积了一层PtRuNi和PtRuCo三元合金纳米粒子以及PtRu二元合金纳米粒子。通过X-射线衍射(XRD)、能量色散X荧光光谱(EDX)和扫描电子显微镜(SEM)对制得的纳米粒子进行了表征,结果表明,沉积所得的纳米粒子在化学组成和结构上都属于合金。在上述三种合金中,PtRuNi三元合金纳米粒子对酒精氧化具备独特的催化作用和抗毒化能力。做为无酶型酒精传感器,其响应时间、线性范围、检出限、灵敏度、重现性、稳定性和抗干扰能力等参数都比较理想。第三部分：季膦盐类离子液体[P6,6,6,14][NTff]-MWNT复合膜表面PtAu二元合金纳米粒子超声恒电位沉积及其在无酶型亚硝酸根传感器中的应用选用一种新颖的季膦盐类离子液体(三己基十四烷基季膦·双(三氟甲烷磺酰亚胺),[P6,6,6,14][NTf2])制备了[P6,6,6,14][NTf2]-MWNT复合物,采用超声恒电位沉积法在该复合物上沉积了一层PtAu二元合金纳米粒子。通过SEM、XRD和X-射线光电子能谱(XPS)对制得的合金纳米粒子进行了表征。结果表明不同的沉积基体材料和应用的超声电沉积技术对制得的PtAu纳米粒子形貌有重要影响;沉积在离子液体-碳纳米管复合膜表面的PtAu纳米粒子分散良好、平均粒径为10 nm；PtAu合金中Pt和Au的原子比例与沉积溶液中PtCl62-/AuCl4的比例大致相同。电化学阻抗(EIS)分析表明PtAu-[P6,6,6,14][NTf2]-MWNT复合物修饰电极电子传递阻抗小、对亚硝酸根的催化活性高。做为无酶型亚硝酸根传感器,该修饰电极能用于土壤、污水和香肠实际样品中亚硝酸钠的灵敏检测。第四部分：季膦盐类离子液体[P6,6,6,14][NTf2]-MWNT复合膜表面PtRu、PtPd和PtAu二元合金纳米粒子超声恒电位沉积及其在无酶型葡萄糖传感器中的应用采用超声恒电位沉积技术在[P6,6,6,14][NTf2]-MWNT复合膜表面沉积了PtRu、PtAu和PtPd二元合金纳米粒子。采用SEM、XPS、XRD和电化学循环伏安法(CV)对其进行表征。分析结果表明与Pt、PtAu和PtPd相比,PtRu复合物修饰电极对葡萄糖氧化的电催化活性更高,不仅能提高催化葡萄糖氧化的电流密度,而且能有效降低葡萄糖的过电位。将其做为无酶型葡萄糖传感器,灵敏度高、稳定性和重现性好。由于采用了合适的工作电位(-0.1V),生理体系中常见的电活性物质如抗坏血酸、尿酸和对乙酰氨基酚的干扰能被有效避免。将该传感器用于了人体血液和尿液中葡萄糖的检测,所得数据与医院检测的数据基本一致,回收率也较高,表明该其在葡萄糖实样检测中实用性很强。第五部分：季膦盐类离子液体[P6,6,6,14][NTf2]-壳聚糖复合膜表面PtAu合金纳米粒子超声恒电位沉积及其在无酶型过氧化氢传感器中的应用采用超声恒电位沉积法在季膦盐类离子液体[P6,6,6,14][NTf2]-壳聚糖(Ch)复合物表面沉积了一层PtmAun合金纳米粒子(m/n代表沉积溶液中PtCl62-/AuCl4-的比例)。做为电沉积的基体材料,[P6,6,6,14][NTf2]-Ch复合物具有奇特的微观形貌。沉积在该复合物上的PtAu合金纳米粒子的晶胞结构、化学组成乃至粒径大小均可以通过改变沉积液中PtCl62-/AuCl4的比例和电沉积的条件来调节。在所有修饰电极中,Pt1Au3-[P6,6,6,14][NTf2]-Ch复合物修饰电极对过氧化氢的电催化活性最高,能有效降低过氧化氢还原的过电位和过氧化氢的检出限。该传感器对过氧化氢响应时间短,构制方法简单、价格低廉,稳定性、重现性和选择性高,复杂样品中的各种生物小分子、金属阳离子和无机阴离子对其测定均不产生明显干扰。该传感器能用于四种实际样品即蜂蜜、牛奶、尿液和血清中过氧化氢的检测,结果比较理想。第六部分：巯基功能化咪唑类离子液体膜表面PtAuPd三元合金纳米粒子超声恒电位沉积及其在甲醛传感器中的应用合成了一种新颖的巯基功能化咪唑类离子液体(1-甲基-3-(2-巯基乙酰基乙基)咪唑·六氟磷),以其做为基体材料,采用超声恒电位沉积在该离子液体上沉积了一层颗粒密度高、粒子粒径小、粒径分布窄的PtAuPd三元合金纳米粒子,并通过SEM、EDX、XRD、XPS和CV等多种表征技术将其和沉积在离子液体膜上的PtPd、PtAu以及沉积在裸电极上的PtAuPd合金纳米粒子进行比较。结果表明,在沉积过程中,巯基功能化离子液体做为基体与贵金属Pt、Au和Pd之间存在相互作用。与PtPd和PtAu相比,PtAuPd合金纳米粒子良好的抗毒化能力和较大的活性面积覆盖率。该PtAuPd-离子液体修饰电极对甲醛的氧化具有很高的催化活性和稳定性,能被制备为一种新型的无酶型甲醛传感器。第七部分：巯基功能化离子液体-石墨凝胶复合膜表面AuNi和AuCo合金纳米粒子超声恒电位沉积及其在无酶型对苯二酚传感器中的应用通过研磨制备了一种新颖的巯基功能化离子液体1-甲基-3-(2-巯基乙酰基乙基)咪唑·六氟磷-石墨凝胶,采用超声恒电位沉积技术在该凝胶复合物上沉积了AuNi和AuCo合金纳米粒子。在合金的沉积过程中,离子液体的咪唑环和石墨的π-电子结构表面能通过阳离子-π或π-π作用相互联系,同时这种离子液体上所带的功能基团-SH也能与贵金属纳米粒子相互作用,因此这种巯基功能化离子液体起到了“桥梁”的作用。SEM、XRD、EDX和EIS表征表明,离子液体-石墨凝胶复合物是金属沉积理想的基体,沉积在该基体上的的合金纳米粒子分散良好、性质独特。合金纳米粒子的组成、粒径大小和SEAS可以通过改变合金沉积的电位和合金的种类来选择。电催化研究结果表明AuNi-离子液体-石墨修饰电极对对苯二酚的氧化还原具有良好的催化活性、重现性和稳定性。本方法被成功用于检测环境样品中对苯二酚的含量。