Ti基一維納米陣列的可控制備及其葡萄糖傳感性能研究.pdf

1、糖尿病是一種新陳代謝疾病,它會(huì)導(dǎo)致各種組織,特別是眼、腎、心臟、血管、神經(jīng)的慢性損害和功能障礙,嚴(yán)重影響了人們的正常生活。因此,對血糖含量的及時(shí)檢測與調(diào)控具有重要意義。除此之外,實(shí)現(xiàn)迅速、簡單、切實(shí)的葡萄糖檢測在食品工業(yè)和發(fā)酵工業(yè)等領(lǐng)域都占有重要地位。近年來,無酶葡萄糖傳感器由于在穩(wěn)定性、簡單性等方面均優(yōu)于基于酶的葡萄糖傳感器而備受關(guān)注。因此,制備高性能、低成本、使用壽命長的無酶葡萄糖傳感器一直是目前研究的重點(diǎn);另一方面,如何在不破壞電

2、極表面微觀結(jié)構(gòu)的條件下實(shí)現(xiàn)對毒化電極的活化更新也是無酶葡萄糖傳感器研究的一個(gè)重點(diǎn)。本論文以直接在Ti基底上生長的高導(dǎo)電C/TiC殼核結(jié)構(gòu)納米纖維陣列和 C/TiO2納米管陣列為載體,在其表面負(fù)載具有良好葡萄糖催化性能的過渡金屬(Cu,Ni)納米顆粒,構(gòu)建高性能的復(fù)合結(jié)構(gòu)無酶葡萄糖傳感器。另外,我們還以 TiO2納米管陣列為基體制備了具有光催化性能的Ni/NiTiO3/TiO2復(fù)合納米管陣列無酶葡萄糖傳感器,利用光催化降解電極表面的毒化污

3、染物,實(shí)現(xiàn)無損活化更新。主要內(nèi)容有如下:
　　(1)利用熱化學(xué)法在鈦合金(Ti6Al4V)表面生成一維的 C/TiC納米纖維陣列(C/TiC NFAs),隨后通過電化學(xué)的方法將Cu納米顆粒沉積到C/TiC NFAs表面,所得的Cu納米顆粒直徑約30~50nm,在C/TiC納米纖維上分布均勻,形成Cu/C/TiC納米纖維陣列。這種大比表面積的無酶傳感器對葡萄糖響應(yīng)的靈敏度高達(dá)415.02μAcm-2mM-1,對葡萄糖的響應(yīng)表現(xiàn)出很好

4、的重現(xiàn)性、穩(wěn)定性和抗干擾能力,利用Cu/C/TiC納米纖維陣列對人體血液樣品中的葡萄糖濃度進(jìn)行監(jiān)測,所得結(jié)果與醫(yī)院所得結(jié)果一致。
　　(2)采用陽極氧化法制備TiO2納米管陣列(TiO2 NTAs),再通過水熱法在TiO2納米管表面包裹一層C,形成C包TiO2納米管陣列(C/TiO2 NTAs)的復(fù)合結(jié)構(gòu),彌補(bǔ)了TiO2 NTAs導(dǎo)電性不足的缺點(diǎn),隨后再通過電化學(xué)方法將Ni納米顆粒沉積到C/TiO2 NTAs表面,形成Ni/C/T

5、iO2 NTAa,對葡萄糖響應(yīng)的靈敏度達(dá)423.6μAcm-2mM-1,并且表現(xiàn)出良好的重現(xiàn)性和抗干擾能力。
　　(3)通過水熱法處理陽極氧化法得到的TiO2納米管陣列制備NiTiO3/TiO2 NTAs,隨后通過化學(xué)氣相還原得到Ni/NiTiO3/TiO2 NTAs,構(gòu)建光自清潔型無酶葡萄糖傳感器,為無酶葡萄糖傳感器的發(fā)展提供了新的方向。其對葡萄糖的靈敏度高達(dá)366.0μAcm-2mM-1,對葡萄糖的響應(yīng)表現(xiàn)出很好的重現(xiàn)性、穩(wěn)定