论文部分内容阅读
电化学传感器可将待测物质在电极表面发生的相互作用转换成电信号,具有响应速度快、检测灵敏度高等优点。银、金等贵金属纳米材料可通过提高电极表面电子传递速率、增加电极有效面积等提高电化学传感分析的性能。本论文采用化学还原法、电沉积法及巯基保护法分别制备了银纳米复合材料、金纳米粒子（gold nanoparticles,AuNPs）和金纳米簇（gold nanoclusters,Au NCs）,探讨了其制备方法与传感性能之间的关系,并基于此开展了新型电化学传感研究。主要研究内容如下:（1）采用化学还原法,在N,N-二甲基甲酰胺（N,N-Dimethylformamide,DMF）介质中制备了银纳米粒子-碳纳米纤维（carbon nanofibers,CNFs）复合材料,将其修饰于玻碳电极（glass carbon electrode,GCE）表面,构建了新型亚硝酸盐电化学传感界面,并将其用于榨菜与火腿肠中亚硝酸盐的检测。该传感器具有较宽的线性范围(0.01-11 mmol·L-1)和良好的选择性。（2）采用恒电位沉积法,以GCE为基体电极,在含有氯金酸的水溶液中制备了AuNPs修饰电极（AuNPs/GCE）。详细研究了沉积条件对电极表面形貌、有效面积、电活性金面积和界面阻抗等的影响,并考察了AuNPs/GCE对亚硝酸盐、乙醇、过氧化氢和对硝基苯酚四种物质的电催化行为,揭示了AuNPs的电沉积条件与AuNPs/GCE催化活性之间的关系。结果表明:AuNPs/GCE的催化性能与催化对象有关。在考察范围内,AuNPs/GCE在用于亚硝酸盐的氧化和过氧化氢的还原研究时,在一定范围内其催化活性随沉积电位负移和沉积时间延长而增大,但沉积时间过长时AuNPs在电极表面的堆积反而会使催化性能有所降低;AuNPs/GCE对乙醇的催化活性随沉积电位负移和沉积时间延长而增大,因此AuNPs/GCE的电活性金面积是影响其催化活性的主要因素;AuNPs/GCE对对硝基苯酚的电还原过程不但没有催化作用反而有抑制作用,这主要是由于对硝基苯酚的还原对电极材料有较大的依赖性。（3）采用巯基保护法,在二氯甲烷介质中制备了一种新型AuNCs,并对其进行了表征。详细研究了电极、脉冲参数、电解质浓度及AuNCs浓度对AuNCs电化学行为的影响,给出了该AuNCs的电化学特征谱;提出利用AuNCs的电化学特征谱推算AuNCs分子组成的新思路,并将该特征谱用于AuNCs配体交换的原位监控。构建了基于该纳米簇的新型电化学传感器,该传感器是基于生物硫醇与AuNCs配体交换引起电极界面阻抗变化,实现对半胱氨酸、同型半胱氨酸和谷胱甘肽等生物硫醇的检测,其检出限可达0.05mmol·L-1。