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纳米TiO2由于具有许多独特的性质,如表面积大、均一性高、吸附能力强以及生物相容性佳等优点,成为研究的热点,在生物传感器、气敏传感器、染料电池以及光催化等领域得到广泛应用。因此,研究复合TiO2纳米材料对于研制新的功能纳米材料有着重要的意义。化学阻抗传感器是一种性能优良的微型传感器,能在各种介质中,如空气和水等,实现对挥发性有机化合物进行定性和定量的监测。鉴此,本文首先研究了TiO2纳米管阵列及其复合纳米材料的制备及性能,然后将之用于过氧化氢和葡萄糖电化学传感器的构建并实现了葡萄糖的电化学传感测定,最后以碳粉掺杂的聚合物为敏感膜研制了一种新型电化学阻抗传感器,实现了对挥发性有机气体的灵敏监测。具体研究内容如下：(1)TiO2纳米管阵列制备及机理研究。应用阳极氧化技术,在含有氟化钾和硫酸盐的电解液中,通过实时在线监测体系中的氧化电流密度、阳极钛片的质量损失速率、表面形貌变化,以及通过能量弥散X射线光谱监测钛表面氧化物的化学组分变化,探讨了TiO2纳米管阵列的生长机理。在电氧化过程中,钛片表面首先形成一层致密的氧化钛膜,随后溶液中的氟离子与TiO2发生反应,形成TiF62-,在阻挡层上形成“点蚀”。随着阳极氧化与化学溶解的进行,点蚀不断加深,最终形成TiO2纳米管。研究结果表明,在相对较高的pH下,能够获得较长的TiO2纳米管阵列。(2)基于PtCNTTiO2纳米管阵列的过氧化氢和葡萄糖生物传感器的研制。以高度有序的TiO2纳米管为基底,通过化学气相沉积法制备了碳纳米管(CNT),并修饰了平均粒径约3nm的Pt纳米颗粒,构建了一种新颖的TiO2/CNT/Pt复合电极。发现该电极对过氧化氢表现出了很好的催化氧化性能。然后,在TiO2/CNT/Pt电极表面继而修饰葡萄糖氧化酶,制得葡萄糖生物传感器(TiO2/CNT/Pt/GOx).结果表明：该传感器对葡萄糖表现出了很高的灵敏性,当葡萄糖的浓度为0.006mM-1.5mM时,该传感器的最高灵敏度为0.24μA mM-1、反应时间小于3s,检测线为5.7μM(信噪比S/N=3)。(3)测定挥发性有机气体的电化学阻抗传感器的制备及性能研究：以碳粉掺杂的聚合物为敏感膜,以叉指电极为基底制作了测定挥发性有机气体的化学阻抗传感器。当敏感膜吸附有机气体时,敏感膜膨胀,导致膜中导电性的碳粉粒子距离增加,电阻也随之增加。同时,有机气体的吸附还引起敏感膜的介电常数改变,从而导致电阻、电容改变。利用上述原理研制了一种新型的电化学阻抗传感器。通过传感器电阻电容的变化,实现了对有机气体的高灵敏定量测定。实验中,考察了敏感膜厚度、敏感膜中碳粉含量、及以及测定频率等关键性参数对传感器电阻电容响应的影响。此外,尚对传感器的电阻和电容响应的机理作了进一步的探讨。